高速低角度ショット磁気共鳴画像法(FLASH MRI)は、磁気共鳴画像法の一種です。これは、核磁気共鳴信号(空間符号化された勾配エコーとして記録される)の低フリップ角高周波励起と短い繰り返し時間を組み合わせた勾配エコーシーケンスです。これは、定常状態自由歳差運動イメージングの一般的な形式です。
MRI装置のメーカーによって、この実験の名称は異なります。シーメンスはFLASH、ゼネラル・エレクトリックはSPGR(Spoiled Gradient Echo)、フィリップスはCE-FFE-T1(Contrast-Enhanced Fast Field Echo)またはT1-FFEという名称を使用しています。
目的とするコントラストに応じて、汎用的なFLASH技術は、横方向のコヒーレンスを破壊してT1コントラストを得るスポイルドバージョンと、横方向のコヒーレンスを定常状態信号に組み込みT1/T2コントラストを提供するリフォーカスバージョン(繰り返しごとに一定の位相)および完全バランスバージョン(繰り返しごとにゼロの位相)を提供する。
MRIの物理的基礎は、生体組織中の水プロトン(すなわち水素原子核)から得られる核磁気共鳴(NMR)信号の空間符号化にある。MRIにおいては、完全な画像を再構成するために必要な、異なる空間符号化を持つ信号は、複数の信号を生成することによって取得する必要がある。これは通常、複数の高周波励起を用いて繰り返し行われる。
一般的な FLASH 技術は、NMR 信号の低フリップ角無線周波数励起 (空間エンコードされた勾配エコーとして記録) と基本シーケンスの高速繰り返しを組み合わせた勾配エコー シーケンスとして登場しました。繰り返し時間は通常、生体組織のプロトンの典型的なT1緩和時間よりもはるかに短くなります。 (i) 未使用の縦磁化を次の励起にすぐに使用できる低フリップ角励起と (ii) 残留縦磁化に影響を与える追加の無線周波数パルスを必要としない勾配エコーの取得の組み合わせによってのみ、基本シーケンス間隔の高速繰り返しと、結果として画像取得全体の速度が実現されます。[ 1 ] [ 2 ]実際、FLASH シーケンスは、T1飽和の影響に対応するために以前含まれていたすべての待機期間を排除しました。FLASH は、典型的なシーケンス間隔を、イメージングに最小限必要な範囲にまで短縮しました。それは、スライス選択無線周波数パルスと勾配、位相エンコード勾配、およびデータ取得用のエコーを生成する (反転) 周波数エンコード勾配です。
ラジアルデータサンプリングの場合、位相および周波数エンコード勾配は、データ空間でフーリエ線を回転させる 2 つの同時適用周波数エンコード勾配に置き換えられます。[ 1 ] [ 3 ]いずれの場合も、繰り返し時間は 2 ~ 10 ミリ秒と短いため、64 ~ 256 回の繰り返しを使用すると、2 次元画像の場合、画像取得時間は約 0.1 ~ 2.5 秒になります。ごく最近では、高度にアンダーサンプリングされたラジアル FLASH MRI 取得が、正則化非線形逆変換による反復画像再構成と組み合わされ、空間分解能 1.5 ~ 2.0 ミリメートルの画像に対して、時間分解能 20 ~ 30 ミリ秒のリアルタイムMRI を実現しています。 [ 4 ]この方法により、心電図との同期なしに、自由呼吸中に、拍動する心臓をリアルタイムで視覚化できます。[ 5 ]
用途例:
FLASH MRIは、1985年にドイツのゲッティンゲンにあるマックス・プランク生物物理化学研究所で、イェンス・フラーム、アクセル・ハーゼ、W・ヘニッケ、KD・メルボルト、D・マタイによって発明されました(ドイツ特許出願P 35 04 734.8、1985年2月12日)。この技術は、MRIの測定時間を最大2桁短縮するという点で画期的なものです。
FLASHは急速に商業的に採用された。RAREはそれよりも遅く、エコー平面イメージング(EPI)は技術的な理由からさらに時間がかかった。エコー平面イメージングは1977年にマンスフィールドのグループによって提案され、同年、マンスフィールドとイアン・ピケットによって最初の粗い画像が示された。ロジャー・オーリッジは1981年に最初の動画を発表した。そのブレークスルーはシールド勾配の発明によってもたらされた。[ 9 ]
FLASH MRIシーケンスが診断画像に初めて導入されたことで、画質を大幅に損なうことなく測定時間を大幅に短縮することが可能になった。さらに、この測定原理は、全く新しい幅広い画像診断法の開発につながった。
2010年、高度にアンダーサンプリングされたラジアルデータエンコーディングと反復画像再構成を備えた拡張FLASH法により、 20ミリ秒(1/50秒)の時間分解能を持つリアルタイムMRIが実現しました。 [ 4 ] [ 5 ]総合すると、この最新の開発は、1985年以前のMRIの状況と比較して10,000倍の加速に相当します。一般的に、FLASHは臨床MRIにおける画期的な進歩であり、今日に至るまでさらなる技術的および科学的発展を刺激しました。