ArchivDeutsches Ärzteblatt41/2003Medizin-Nobelpreis 2003: Erfreuliche Resonanz

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Medizin-Nobelpreis 2003: Erfreuliche Resonanz

Dtsch Arztebl 2003; 100(41): A-2613 / B-2185 / C-2053

Koch, Klaus

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LNSLNS Am Anfang waren es Glasröhrchen, eine kleine Krabbe oder das Bein eines Truthahns. Paul Lauterbur und Peter Mansfield lieferten sich Mitte der 70er-Jahre einen Wettlauf darum, mit einer damals noch unausgereiften Technik Bilder aus dem Inneren ihrer kuriosen Versuchsobjekte liefern zu können: der „Kernspin“- oder Magnetresonanztomographie. Etwa 30 Jahre später sind es der Amerikaner Lauterbur (University of Illinois, Urbana) und der Brite Mansfield (University of Nottingham), die sich den mit 1,1 Millionen Euro dotierten Nobelpreis 2003 für Medizin und Physiologie teilen. Das Grundprinzip der Magnetresonanzmessung war bereits Jahrzehnte bekannt, als sich die beiden Forscher dafür zu interessieren begannen. Doch die Anwendung war auf Physik und Chemie beschränkt: Wissenschaftler nutzten Magnetfelder, um Informationen über den inneren Aufbau von kleineren Molekülen zu erhalten. Unter dem Einfluss eines starken Magnetfeldes beginnen die Kerne der Atome zu rotieren. Diese unmerkliche „Drehung“ kann durch Radiowellen mit derselben Frequenz zu subatomaren Schwingungen verstärkt werden: Die Kerne nehmen im schnellen Wechsel Energie auf und strahlen sie gleich wieder als Radiowellen ab – es entsteht Resonanz, die mit einer Antenne gemessen werden kann. Für diese Entdeckungen gab es bereits 1952 den Nobelpreis in Physik.

Lauterbur fand einen Weg, mit der bis zu diesem Zeitpunkt auf einen Punkt beschränkten Messtechnik, zweidimensionale Bilder zu erzeugen. Er führte „Gradienten“ ein, in denen sich die Stärke des Magnetfeldes veränderte. Durch Analyse der Eigenschaften der zurückgesendeten Radiowelle konnte er die Ursprungslage dieser Radiowelle in dem Gradienten etwa auf den Millimeter genau lokalisieren. Auf diese Weise ließen sich – zumindest theoretisch – aus Milliarden von Einzelsignalen Punkt für Punkt zweidimensionale Bilder aus dem Inneren von Gegenständen und Strukturen erzeugen, bei denen andere Techniken wie Röntgenstrahlung nicht zu gebrauchen waren.

Erst Mansfield setzt die Idee der Magnetfeldgradienten zur praxistauglichen Anwendung um. Er demonstrierte, wie die Masse von Einzelsignalen mathematisch und mithilfe schneller Computer zu Bildern verarbeitet werden konnte. Mansfield zeigte darüber hinaus, wie eine extrem schnelle Abbildung funktionieren könnte. Bis zur Umsetzung sollte es allerdings noch zehn Jahre dauern. Heute stehen Magnetresonanztomographen fast in jeder größeren Klinik; pro Jahr werden weltweit mehr als 60 Millionen Patienten „in die Röhre geschoben“. Klaus Koch
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