Jens Frahm (nacido el 29 de marzo de 1951 en Oldenburg , Alemania) es un biofísico y fisicoquímico alemán . Es líder del grupo de investigación de RMN biomédica en el Instituto Max Planck (MPI) de Ciencias Multidisciplinarias en Göttingen , Alemania [1] (antes del 1 de enero de 2022, en el antiguo MPI de Química Biofísica ). [2]
De 1969 a 1974, Frahm estudió física en la Universidad de Göttingen . [3] Su tesis doctoral, bajo la dirección de Hans Strehlow en el MPI de Química Biofísica, se dedicó al uso de la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) para una caracterización de la dinámica molecular de iones hidratados en soluciones complejas. Recibió su doctorado en 1977 en química física . [3]
Frahm trabajó como asistente de investigación en el MPI de Göttingen desde 1977 y formó un equipo de investigación independiente que se centró en las nuevas posibilidades que ofrecían la resonancia magnética nuclear (RMN) y la resonancia magnética nuclear (IRM) con resolución espacial, descubiertas en 1974 por Paul Lauterbur y Peter Mansfield .
En 1982 se fundó oficialmente el grupo de RMN biomédica, que entre 1984 y 1992 se financió principalmente a través de dos importantes subvenciones del Ministerio de Investigación y Tecnología del Gobierno Federal Alemán. El objetivo principal de los proyectos era un desarrollo más sofisticado de las técnicas de RMN relativamente modestas disponibles a principios de los años ochenta, principalmente en lo que respecta a la velocidad y la especificidad. Ya en 1985, el grupo presentó un gran avance para el desarrollo futuro de la RMN tanto en la ciencia como en la medicina. La invención de un principio de obtención de imágenes rápidas, la técnica FLASH MRI (fast low angle shot), permitió reducir cien veces los tiempos de medición de imágenes transversales y tridimensionales. La técnica de adquisición FLASH abrió el camino para muchas aplicaciones modernas de RMN en el diagnóstico por imagen. Entre los ejemplos se incluyen la obtención de imágenes del abdomen en apnea , películas del corazón latiendo sincronizadas con electrocardiogramas en tiempo casi real , escaneo dinámico de la captación de medios de contraste , imágenes en 3D de estructuras anatómicas complejas como el cerebro que permiten una resolución espacial sin precedentes y ángulos de visión arbitrarios, y angiografía por resonancia magnética (MRA) de la vasculatura. Otros logros se extendieron a las técnicas de resonancia magnética y espectroscopia por resonancia magnética (MRS) localizada basadas en ecos estimulados, otra invención de 1984.
Las regalías actuales de las patentes del grupo sirven para respaldar plenamente todas las actividades de Biomedizinische NMR Forschungs GmbH ( sin fines de lucro ), que se fundó en 1993 como una unidad de investigación independiente asociada al MPI de Göttingen. En 1997, Frahm se convirtió en profesor adjunto en la Facultad de Química de la Universidad Georg-August de Göttingen y en 2011 en miembro externo del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización . Desde 2019, Frahm continúa su investigación en el Instituto Max-Planck de Química Biofísica como director emérito que dirige un grupo de investigación centrado en el desarrollo técnico y la traducción clínica de los métodos de resonancia magnética en tiempo real y sus derivados.
Un aspecto central de la investigación de Frahm es el desarrollo metodológico de la resonancia magnética y la espectroscopia de resonancia magnética localizada (MRS) en conjunción con aplicaciones avanzadas en neurobiología (investigación cerebral) e investigación cardiovascular. El equipo verdaderamente interdisciplinario apunta a enfoques innovadores no invasivos para estudiar el sistema nervioso central de humanos y animales, desde insectos hasta primates, con un énfasis especial en modelos de ratón de trastornos cerebrales humanos. Usando varios sistemas de resonancia magnética de alto campo, las posibilidades actuales incluyen evaluaciones estructurales, metabólicas y funcionales del cerebro vivo intacto. Las técnicas varían desde estudios de resonancia magnética 3D de alta resolución de la morfología cerebral y resonancia magnética de protones localizada del metabolismo cerebral hasta tractografía de fibra de la conectividad axonal a través de imágenes de tensor de difusión y mapeo de la arquitectura funcional de redes corticales por resonancia magnética funcional .
Los proyectos metodológicos actuales se centran en el uso de técnicas iterativas de reconstrucción de imágenes para MRI no cartesiana (por ejemplo, MRI radial submuestreada) y MRI paralela que definen el proceso de reconstrucción como un problema inverso no lineal . Otros desarrollos abordan la posibilidad de MRI en tiempo real para superar la sensibilidad al movimiento de las adquisiciones de MRI convencionales y monitorear los movimientos de los órganos en tiempo real. Los logros más recientes en MRI en tiempo real se basan en técnicas FLASH con codificaciones de datos radiales altamente submuestreadas. Cuando se combinan con la reconstrucción de imágenes por inversión no lineal con regularización temporal, permiten películas del corazón humano con tiempos de adquisición de imágenes tan cortos como 10 a 30 milisegundos, que corresponden a películas de MRI con hasta 100 cuadros por segundo. Dichas películas en tiempo real pueden grabarse continuamente durante la respiración libre, sin sincronización de ECG y sin artefactos de movimiento. Además de las aplicaciones cardíacas y las mediciones cuantitativas del flujo sanguíneo en tiempo real, las nuevas posibilidades abarcan desde estudios de movimientos articulares, motilidad intestinal y mecánica de la deglución (p. ej., disfagia y trastornos de reflujo) hasta generación de voz y ejecución de instrumentos de viento. La resonancia magnética interactiva en tiempo real también revitalizará la resonancia magnética "intervencionista", es decir, la monitorización por resonancia magnética de procedimientos mínimamente invasivos. Puede encontrar una selección de videos de resonancia magnética de ejemplo aquí: Biomedizinische NMR. El desarrollo de una técnica de resonancia magnética en tiempo real de alta calidad y robusta debe considerarse otro avance en la resonancia magnética que promete dar forma a su futuro. La resonancia magnética en tiempo real ampliará nuevamente el potencial diagnóstico de la resonancia magnética al agregar aplicaciones científicas y clínicas completamente nuevas, hasta ahora imposibles, así como al simplificar y acortar los procedimientos existentes.
Más recientemente, el algoritmo de inversión no lineal regularizada (NLINV) se ha ampliado para permitir reconstrucciones basadas en modelos de mapas paramétricos cuantitativos directamente a partir de conjuntos adecuados de datos brutos de MRI. Los parámetros físicos o fisiológicos relevantes son, por ejemplo, los tiempos de relajación T1 de los protones del agua en varios tejidos corporales y las velocidades del flujo sanguíneo o del líquido cefalorraquídeo (LCR). Estos nuevos enfoques incluyen un modelo de señal correspondiente en la ecuación de señal de MRI y, por lo tanto, siempre plantean un problema de reconstrucción inversa no lineal. Sin embargo, como ya se ha demostrado para la MRI en tiempo real, la demanda computacional se satisface mediante un ordenador de derivación basado en GPU invisible para el usuario que se puede adaptar a un sistema de MRI existente. Los resultados ofrecen ventajas fundamentales en comparación con los métodos de mapeo convencionales que se basan en reconstrucciones de imágenes en serie seguidas de un ajuste por píxeles.
La lista de publicaciones de Frahm muestra más de 550 entradas que incluyen patentes , artículos científicos, artículos de revisión y capítulos de libros (a julio de 2023), consulte Jens Frahm. Su índice Hirsch es 106 según lo determinado por Google Scholar ). [4]
