イェンス・フラーム

イェンス・フラーム（1951年3月29日、ドイツ、オルデンブルク生まれ）は、ドイツの生物物理学者、物理化学者。ドイツ、ゲッティンゲンにあるマックス・プランク研究所（MPI）の生物医学NMRグループの研究グループリーダーを務めている^[1]（2022年1月1日以前は、旧マックス・プランク研究所（生物理化学）に所属）。^[2]

フラームは1969年から1974年までゲッティンゲン大学で物理学を学んだ。^[3]生物物理化学研究所のハンス・ストレローの指導の下、複雑な溶液中の水和イオンの分子動力学を特徴付けるために核磁気共鳴（NMR）分光法を使用するという博士論文を執筆した。彼は1977年に物理化学の博士号を取得した。^[3]

1977年以来ゲッティンゲンMPIの研究助手として働いていたフラームは、1974年にポール・ラウターバーとピーター・マンスフィールドによって発見された空間分解NMRと磁気共鳴画像法（MRI）がもたらす新たな可能性に焦点を当てた独立した研究チームを結成しました。

1982 年にバイオメディカル NMR グループが正式に設立され、1984 年から 1992 年にかけては主にドイツ連邦政府研究技術省からの 2 つの多額の助成金によって資金提供を受けました。プロジェクトの主な目的は、80 年代初頭に利用可能だった比較的質素な MRI 技術を、主に速度と特異性に関してより洗練されたものに開発することでした。1985 年にはすでに、このグループは科学と医学の両方で MRI の将来の開発に大きな進歩をもたらしました。高速イメージング原理であるFLASH MRI (高速低角度ショット) 技術の発明により、断面と 3 次元画像の測定時間が 100 分の 1 に短縮されました。FLASH 取得技術は、診断イメージングにおける多くの最新の MRI アプリケーションの基礎を築きました。例としては、腹部の息止め画像、心電図と同期した心臓の鼓動の準リアルタイム動画、造影剤摂取の動的スキャン、前例のない高い空間分解能と任意の視野角を可能にする脳などの複雑な解剖学的構造の3D 画像、血管の磁気共鳴血管造影(MRA) などがあります。その他の成果は、刺激エコーに基づく MRI や局所磁気共鳴分光法(MRS) 技術にまで及びました。これは 1984 年のもう 1 つの発明です。

グループの特許による最新のロイヤリティは、1993年にゲッティンゲンMPIに関連する独立した研究ユニットとして設立されたBiomedizinische NMR Forschungs GmbH（非営利）のすべての活動を全面的にサポートするために役立っています。1997年、フラームはゲッティンゲンのゲオルク・アウグスト大学化学部の非常勤教授になり、2011年にはマックス・プランク動力学および自己組織化研究所の外部メンバーになりました。2019年以来、フラームはマックス・プランク生物物理化学研究所で名誉所長として研究を続けており、リアルタイムMRI法とその派生物のさらなる技術開発と臨床応用に取り組む重点研究グループを率いています。

フラームの研究の中心となるのは、MRI と局所磁気共鳴分光法(MRS)のさらなる方法論的発展と、神経生物学(脳研究) および心臓血管研究における高度な応用です。真に学際的なチームは、昆虫から霊長類まで、特にヒトの脳障害のマウスモデルに重点を置いて、ヒトと動物の中枢神経系を研究するための革新的な非侵襲的アプローチを目指しています。いくつかの高磁場 MRI システムを使用して、現在、損傷のない生きた脳の構造、代謝、機能の評価が可能です。手法は、脳形態の高解像度 3D MRI 研究や脳代謝の局所陽子 MRS から、拡散テンソル画像による軸索接続の線維トラクトグラフィー、機能的 MRIによる皮質ネットワークの機能的アーキテクチャのマッピングまで多岐にわたります。

現在の方法論プロジェクトは、非直交座標MRI (例: アンダーサンプル ラジアル MRI) およびパラレルMRIに対する反復画像再構成技術の使用に焦点を当てており、再構成プロセスは非線形逆問題として定義されます。その他の開発では、従来の MRI 取得の動きに対する敏感性を克服し、臓器の動きをリアルタイムで監視するために、リアルタイム MRI の可能性に取り組んでいます。リアルタイム MRIの最新の成果は、高度にアンダーサンプルされたラジアル データ エンコーディングを使用した FLASH 技術に基づいています。時間的正規化を伴う非線形反転による画像再構成と組み合わせると、10 ～ 30 ミリ秒という短い画像取得時間で人間の心臓の動画を撮影できます。これは、1 秒あたり最大 100 フレームの MRI 動画に相当します。このようなリアルタイム動画は、自由呼吸中、ECG 同期や動きによるアーティファクトなしで継続的に記録できます。心臓への応用やリアルタイムでの血流の定量的測定以外にも、関節運動、腸の運動、嚥下機構（嚥下障害や逆流障害など）の研究から、音声生成や金管楽器の演奏まで、新たな可能性が広がっています。インタラクティブなリアルタイム MRI は、低侵襲処置の MRI モニタリングを指す「介入型」MRI も活性化させるでしょう。MRI のビデオ例をこちらでご覧いただけます：Biomedizinische NMR。高品質で堅牢なリアルタイム MRI 技術の開発は、MRI の将来を形作る新たなブレークスルーと見なす必要があります。リアルタイム MRI は、これまで不可能だったまったく新しい科学的および臨床的用途を追加し、既存の手順を簡素化および短縮することで、MRI の診断可能性をさらに広げます。

最近では、正規化非線形反転 (NLINV) のアルゴリズムが拡張され、適切な MRI 生データ セットから直接、定量的パラメトリック マップをモデルベースで再構成できるようになりました。関連する物理的または生理学的パラメーターには、たとえば、さまざまな体組織内の水プロトンの T1 緩和時間や、血流または脳脊髄液(CSF) の流速などがあります。これらの新しいアプローチでは、対応する信号モデルが MRI 信号方程式に組み込まれているため、常に非線形逆再構成の問題が生じます。ただし、リアルタイム MRI ですでに実証されているように、計算要件は、既存の MRI システムに後付けできる、ユーザーには見えない GPU ベースのバイパス コンピューターによって満たされます。その結果、連続画像再構成とそれに続くピクセル単位のフィッティングに基づく従来のマッピング方法と比較して、基本的な利点が得られます。

フラームの出版物リストには、特許、科学論文、レビュー論文、本の章など550件以上の項目が掲載されています（2023年7月現在）。Jens Frahmを参照してください。Google Scholarによって決定された彼のヒルシュ指数は106です。^[4]

• 1989年 ヨーロッパMRI賞、ドイツレントゲン協会
• 1990 欧州磁気共鳴賞、医療におけるNMRに関する欧州ワークショップ
• 1991年 国際磁気共鳴医学会金メダル受賞
• 1992年 ニーダーザクセン州レントゲン協会ハンス・マイヤー賞
• 1993 カール・ハインツ・ベッカーツ賞、ベッカーツ財団
• 1996年 ニーダーザクセン州知事賞
• 2005年ソベック財団研究賞
• 2006 生物医学 NMR フォルシュングス GmbH ^[5]
• 2013年 科学・人文科学振興寄付者協会科学賞（Stifterverband Award）
• 2015 年 ニーダーザクセン教授 2016–2019
• 2016年ドイツ研究の殿堂^[6]
• 2017 ヤコブ・ヘンレ・メダル 2016 ^[7]
• 2018年 欧州発明家賞研究部門「改良型磁気共鳴画像法（MRI）」、特に高速低角度撮影磁気共鳴画像法（FLASH MRI）で受賞。 ^[8]
• 2020 ヴェルナー・フォン・ジーメンス リング^[9]

• 1995年磁気共鳴医学会フェロー^[10]
• 2005アカデミー デア ヴィッセンシャフテン ツ ゲッティンゲン^[11]
• 2020 acatech（ドイツ技術科学アカデミー）^[12]

Scholia には Jens Frahm (Q102328) のプロフィールがあります。

• バイオメディカルNMR: 科学プロジェクトと最近の結果に関する詳細情報
• マックス・プランク多分野科学研究所: さらなる一般情報