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2022-08-17T23:26:25Z

Verlinkung Unterpunkt Relaxationszeiten

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Der englischsprachige Begriff {{lang|en|'''Fast Low-Angle Shot'''}} ('''FLASH''') bezeichnet in der Medizin ein 1985 von [[Jens Frahm]], [[Axel Haase]], [[Wolfgang Hänicke]], [[Klaus-Dietmar Merboldt]] und [[Dieter Matthaei]] eingeführtes Verfahren zur schnellen Bildgebung auf der Grundlage der [[Magnetresonanztomographie]] (MRT, auch als Kernspintomographie bekannt).<ref name="FLASH" /> Das FLASH-Patent<ref>{{Patent | Typ=Patent | Land=DE | V-Nr=3504734 | Titel=Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Spinresonanzdaten | A-Datum=1985-02-12 | V-Datum=1986-08-14 | Erfinder=Jens Frahm, Axel Haase, Dieter Matthaei, Wolfgang Hänicke, Klaus-Dietmar Merboldt}}</ref> ist eines der erfolgreichsten Patente der [[Max-Planck-Gesellschaft]] seit ihrer Gründung.

== Anwendungen ==

FLASH hat die Messzeiten für die [[Bildgebendes Verfahren (Medizin)|bildgebende]] [[Diagnostik]] gegenüber herkömmlichen [[Spin-Echo]]-Sequenzen erheblich verkürzt. Auf diese Weise wurden neuartige Untersuchungen möglich. Dazu zählen vor allem
* die Bildgebung des Bauchraums (z. B. Leber und Niere) bei Atem-Anhalten,
* filmische Aufnahmen des schlagenden Herzens bei Synchronisation der Messungen mit dem [[Elektrokardiogramm]] (EKG),
* dynamische sequentielle Aufnahmen<ref name="Regional" /><ref name="Rapid" /> der Gewebe[[perfusion]] nach [[Kontrastmittel]]gabe ([[Perfusions-MRT]]),
* hochaufgelöste [[dreidimensional]]e MRT-Aufnahmen<ref name="three-dimensional" /> komplexer Organstrukturen (z. B. Gehirn, weibliche Brust oder Kniegelenk), sowie
* hochaufgelöste dreidimensionale Darstellungen der [[Blutgefäß]]e durch Magnetresonanz-[[Angiographie]] ([[Magnetresonanzangiographie]], MRA).
Für 3D-Aufnahmen konnten die (vorher für In-vivo-Anwendungen unrealisierbar langen) Messzeiten von mehreren Stunden auf wenige Minuten reduziert werden. Auch Hirnfunktionen können mit dem Verfahren in hoher Auflösung dynamisch kartiert werden.

Im Jahr 2010 gelang es mit einer erweiterten FLASH-Methode, die auf einer stark unterabgetasteten radialen Ortskodierung und einer iterativen Bildrekonstruktion beruht, ein robustes Verfahren für die [[Echtzeit-MRT]] zu entwickeln. Dieses FLASH-Verfahren bietet eine zeitliche Auflösung von 20 Millisekunden (1/50 Sekunde)<ref name="Real-time" /><ref name="cardiovascular" /> und kann daher beispielsweise das schlagende [[Herz]] ohne Synchronisation mit dem EKG sowie bei freier Atmung abbilden (filmen).
Zusammen mit diesem erneuten Durchbruch entspricht die Beschleunigung der Bilder durch FLASH einem Faktor 10.000 im Vergleich zu den MRT-Bildern vor 1985.

== Physikalisches Prinzip ==

Physikalisch beruht die FLASH-Technik auf einer einfachen [[Gradientenfeld|Gradienten]]-[[Gradienten-Echo|Echo]]-Sequenz, die für die Hochfrequenzanregung kleine Anregungswinkel (Kippwinkel, kleine Leistung) einsetzt und mit einer sehr schnellen Wiederholung des Experimentes kombiniert. Dabei ist die Wiederholzeit ([[Repetitionszeit]]) sehr viel kürzer als die üblichen [[Relaxation (NMR)#Relaxationszeiten|T1-Relaxationszeiten]] der Wasserprotonen im Gewebe. Auf diese Weise ergibt sich nach kurzer Zeit eine konstante longitudinale Gleichgewichtsmagnetisierung, die anschließend über beliebig lange Messzeiten erhalten bleibt; so lassen sich sequentielle Einzelaufnahmen realisieren und beispielsweise Filme in Echtzeit aufnehmen. Zudem gelingen sehr hoch aufgelöste dreidimensionale Aufnahmen in kurzer Messzeit.

Das Signal <math>S_\text{FLASH}</math> der FLASH-Sequenz hängt von der Ausgangsmagnetisierung <math>M_0</math>, den Relaxationszeiten <math>T_1</math> und <math>T_2^*</math> des Gewebes sowie den Sequenzparametern (Echozeit <math>T_\text{E}</math>, Repetitionszeit <math>T_\text{R}</math> und Anregungswinkel <math>\alpha</math>) ab:
: <math>S_\text{FLASH} = M_0 \sin(\alpha)
\frac{1 - e^{-T_\text{R}/T_1}}{1 - e^{-T_\text{R}/T_1} \cos(\alpha)}
e^{-T_\text{E}/T_2^*}. </math>
Das (für eine vorgegebene Repetitionszeit) maximale Signal erhält man mit dem '''Ernst-Winkel''' (benannt nach [[Richard R. Ernst]]):
: <math>\alpha_\text{Ernst} = \arccos e^{-T_\text{R}/T_1}.</math>

== Weblinks ==
* Joseph P. Hornak: [http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/ ''The Basics of MRI''.]
* [http://www.biomednmr.mpg.de/ Biomedizinische NMR Forschungs GmbH] (Weitere Informationen über FLASH und MRT in der neurobiologischen Forschung)
* [http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2010/pressemitteilung20100830/index.html Information] der [[Max-Planck-Gesellschaft]]

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="cardiovascular">
{{Literatur
|Autor=Shuo Zhang, Martin Uecker, Dirk Voit, Klaus-Dietmar Merboldt, Jens Frahm
|Titel=Real-time cardiovascular magnetic resonance at high temporal resolution: radial FLASH with nonlinear inverse reconstruction
|Sammelwerk=[[Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance]]
|Band=12
|Datum=2010
|Seiten=39
|DOI=10.1186/1532-429X-12-39}}
</ref>
<ref name="FLASH">
{{Literatur
|Autor=A. Haase, J. Frahm, D. Matthaei, W. Hänicke, K. D. Merboldt
|Titel=FLASH imaging. Rapid NMR imaging using low flip-angle pulses
|Sammelwerk=Journal of Magnetic Resonance
|Band=67
|Datum=1986
|ISSN=0022-2364
|Seiten=258–266
|DOI=10.1016/0022-2364(86)90433-6}}
</ref>
<ref name="Rapid">
{{Literatur
|Autor=J. Frahm, A. Haase, D. Matthaei
|Titel=Rapid NMR imaging of dynamic processes using the FLASH technique
|Sammelwerk=Magnetic Resonance in Medicine
|Band=3
|Datum=1986
|ISSN=0740-3194
|Seiten=321–327
|DOI=10.1002/mrm.1910030217
|PMID=3713496}}
</ref>
<ref name="Real-time">
{{Literatur
|Autor=Martin Uecker, Shuo Zhang, Dirk Voit, Alexander Karaus, Klaus-Dietmar Merboldt, Jens Frahm
|Titel=Real-time MRI at a resolution of 20 ms
|Sammelwerk=NMR in Biomedicine
|Band=23
|Nummer=8
|Datum=2010
|Seiten=986–994
|DOI=10.1002/nbm.1585}}
</ref>
<ref name="Regional">
{{Literatur
|Autor=D. Matthaei, J. Frahm, A. Haase, W. Hänicke
|Titel=Regional physiological functions depicted by sequences of rapid magnetic resonance images
|Sammelwerk=[[The Lancet]]
|Band=326
|Datum=1985
|ISSN=0023-7507
|Seiten=893
|DOI=10.1016/S0140-6736(85)90158-8
|PMID=2864605}}
</ref>
<ref name="three-dimensional">
{{Literatur
|Autor=J. Frahm, A. Haase, D. Matthaei
|Titel=Rapid three-dimensional MR imaging using the FLASH technique
|Sammelwerk=Journal of Computer Assisted Tomography
|Band=10
|Datum=1986
|ISSN=0363-8715
|Seiten=363–368
|PMID=3950172}}
</ref>
</references>

{{Gesundheitshinweis}}

[[Kategorie:Tomografie]]
[[Kategorie:Kernspinresonanz]]

Fast Low-Angle Shot - Versionsgeschichte

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