Imágenes de resonancia magnética de disparo rápido con ángulo bajo

La resonancia magnética de disparo rápido de ángulo bajo ( FLASH MRI ) es una secuencia particular de imágenes por resonancia magnética . Es una secuencia de eco de gradiente que combina una excitación de radiofrecuencia de ángulo de giro bajo de la señal de resonancia magnética nuclear (registrada como un eco de gradiente codificado espacialmente) con un tiempo de repetición corto . Es la forma genérica de imágenes de precesión libre en estado estacionario .

Los distintos fabricantes de equipos de resonancia magnética utilizan nombres diferentes para este experimento. Siemens utiliza el nombre FLASH, General Electric el nombre SPGR (Spoiled Gradient Echo) y Philips el nombre CE-FFE-T1 (Contrast-Enhanced Fast Field Echo) o T1-FFE.

Dependiendo del contraste deseado, la técnica FLASH genérica proporciona versiones alteradas que destruyen las coherencias transversales y producen contraste T1, así como versiones reenfocadas (fase constante por repetición) y versiones totalmente equilibradas (fase cero por repetición) que incorporan coherencias transversales a la señal de estado estacionario y ofrecen contraste T1/T2.

La base física de la resonancia magnética (RM) reside en la codificación espacial de la señal de resonancia magnética nuclear (RMN) que se obtiene de los protones del agua (es decir, los núcleos de hidrógeno ) en el tejido biológico. En términos de RM, las señales con diferentes codificaciones espaciales necesarias para la reconstrucción de una imagen completa deben adquirirse mediante la generación de múltiples señales, generalmente de forma repetitiva, utilizando múltiples excitaciones de radiofrecuencia.

La técnica FLASH genérica surge como una secuencia de eco de gradiente que combina una excitación de radiofrecuencia de ángulo de giro bajo de la señal de RMN (registrada como un eco de gradiente codificado espacialmente) con una repetición rápida de la secuencia básica. El tiempo de repetición suele ser mucho más corto que el tiempo de relajación T1 típico de los protones en el tejido biológico. Solo la combinación de (i) una excitación de ángulo de giro bajo que deja magnetización longitudinal sin usar para una excitación siguiente inmediata con (ii) la adquisición de un eco de gradiente que no necesita un pulso de radiofrecuencia adicional que afectaría la magnetización longitudinal residual, permite la repetición rápida del intervalo de la secuencia básica y la velocidad resultante de toda la adquisición de la imagen. ^{[ 1 ] [ 2 ]} De hecho, la secuencia FLASH eliminó todos los períodos de espera previamente incluidos para acomodar los efectos de la saturación T1 . FLASH redujo el intervalo de secuencia típico a lo mínimo necesario para la obtención de imágenes: un pulso y gradiente de radiofrecuencia selectivos de corte, un gradiente de codificación de fase y un gradiente de codificación de frecuencia (invertido) que genera el eco para la adquisición de datos.

Para el muestreo radial de datos, los gradientes de codificación de fase y frecuencia se reemplazan por dos gradientes de codificación de frecuencia aplicados simultáneamente que rotan las líneas de Fourier en el espacio de datos. ^{[ 1 ] [ 3 ]} En ambos casos, los tiempos de repetición son tan cortos como de 2 a 10 milisegundos, de modo que el uso de 64 a 256 repeticiones resulta en tiempos de adquisición de imágenes de aproximadamente 0,1 a 2,5 segundos para una imagen bidimensional . Más recientemente, las adquisiciones de resonancia magnética FLASH radial altamente submuestreadas se han combinado con una reconstrucción iterativa de imágenes mediante inversión no lineal regularizada para lograr resonancia magnética en tiempo real con una resolución temporal de 20 a 30 milisegundos para imágenes con una resolución espacial de 1,5 a 2,0 milímetros. ^{[ 4 ]} Este método permite una visualización del corazón latiendo en tiempo real, sin sincronización con el electrocardiograma y durante la respiración libre. ^{[ 5 ]}

Las aplicaciones pueden incluir:

• Las imágenes transversales con tiempos de adquisición de pocos segundos permiten realizar estudios de resonancia magnética del tórax y el abdomen en una sola apnea.
• Las adquisiciones dinámicas sincronizadas con el electrocardiograma generan películas del corazón latiendo ,
• Las adquisiciones secuenciales ^{[ 6 ] [ 7 ]} monitorean procesos fisiológicos como la captación diferencial de medios de contraste en los tejidos corporales,
• Las adquisiciones tridimensionales ^{[ 8 ]} visualizan estructuras anatómicas complejas (cerebro, articulaciones) con una resolución espacial sin precedentes en las tres dimensiones y a lo largo de direcciones de visión arbitrarias, y
• La angiografía por resonancia magnética (ARM) proporciona representaciones tridimensionales de la vasculatura .

La resonancia magnética FLASH fue inventada en 1985 por Jens Frahm , Axel Haase, W. Hänicke, K. D. Merboldt y D. Matthaei (solicitud de patente alemana P 35 04 734.8, 12 de febrero de 1985) en el Instituto Max Planck de Química Biofísica. Archivada el 30 de abril de 2008 en la Wayback Machine de Gotinga , Alemania. La técnica es revolucionaria, ya que reduce los tiempos de medición de la resonancia magnética hasta en dos órdenes de magnitud .

La técnica FLASH se adoptó comercialmente con mucha rapidez. La técnica RARE fue más lenta, y la imagen ecoplanar (EPI), por razones técnicas, tardó aún más. La imagen ecoplanar había sido propuesta por el grupo de Mansfield en 1977, y las primeras imágenes rudimentarias fueron mostradas por Mansfield e Ian Pykett ese mismo año. Roger Ordidge presentó la primera película en 1981. Su avance decisivo se produjo con la invención de los gradientes blindados. ^{[ 9 ]}

La introducción de las secuencias de resonancia magnética FLASH en el diagnóstico por imagen permitió, por primera vez, una drástica reducción de los tiempos de medición sin una pérdida sustancial de la calidad de la imagen. Además, el principio de medición dio lugar a una amplia gama de modalidades de imagen completamente nuevas.

En 2010, un método FLASH extendido con codificación de datos radiales altamente submuestreados y reconstrucción iterativa de imágenes logró resonancia magnética en tiempo real con una resolución temporal de 20 milisegundos (1/50 de segundo). ^{[ 4 ] [ 5 ]} En conjunto, este último avance corresponde a una aceleración de un factor de 10 000 en comparación con la situación de la resonancia magnética antes de 1985. En general, FLASH representó un avance significativo en la resonancia magnética clínica que impulsó nuevos desarrollos técnicos y científicos hasta la fecha.

• Biomedizinische NMR Forschungs GmbH ofrece información más detallada sobre la resonancia magnética FLASH y sus aplicaciones relacionadas (neurobiología, imagen cardiovascular).
• Comunicado de prensa de la Sociedad Max Planck
• http://www.mtbeurope.info/news/2010/1009005.htm