Nobelpreis 2003 in Medizin für Entwicklung der Abbildung mit Magnetresonanz

Die Möglichkeit, die inneren Organe des Menschen auf exakte und schonende Weise abbilden zu können, ist von entscheidender Bedeutung für die medizinische Diagnostik, Behandlung und Nachkontrolle. Die beiden diesjährigen Nobelpreisträger in Physiologie oder Medizin haben entscheidende Entdeckungen in bezug auf den Einsatz von Magnetresonanz bei der Abbildung unterschiedlicher Strukturen gemacht. Diese Entdeckungen führten schließlich zur modernen Magnetresonanztomographie (MRT), die einen entscheidenden Durchbruch sowohl für die Krankenbehandlung als auch die medizinische Forschung bedeutete.

Hintergrund hierfür ist, dass Atomkerne in einem starken magnetischen Feld mit einer von der Stärke des Magnetfeldes abhängigen Frequenz rotieren. Ihr Energieniveau kann erhöht werden, indem sie Radiowellen mit gleicher Frequenz absorbieren (sog. Resonanz). Wenn die Atomkerne auf ihr ursprüngliches Energieniveau zurückfallen, werden Radiowellen ausgesendet. Diese Entdeckungen wurden im Jahre 1952 mit dem Nobelpreis in Physik belohnt. Während der folgenden Jahrzehnte wurde die Magnetresonanz hauptsächlich zur Erforschung der chemischen Struktur unterschiedlicher Substanzen eingesetzt. Die diesjährigen Nobelpreisträger erzielten zu Anfang der siebziger Jahre bahnbrechende Forschungsergebnisse die dazu führten, dass die Magnetresonanz mit der Zeit auch bedeutungsvolle medizinische Anwendungsbereiche finden sollte.

Paul Lauterbur (geb. 1929), Urbana, Illinois, USA, entdeckte die Möglichkeit der Erzeugung von zweidimensionalen Bildern durch die Einführung sogenannter Gradienten, die die Stärke des Magnetfeldes veränderten. Durch Analyse der Eigenschaften der zurückgesendeten Radiowelle konnte er ihren Ursprung genau lokalisieren. Auf diese Weise gelang es, zweidimensionale Bilder von Strukturen aufzubauen, die mit anderen Techniken nicht unterschieden werden konnten.

Peter Mansfield (geb. 1933), Nottingham, England, entwickelte den Prozess der Ausnutzung von Gradienten im Magnetfeld weiter. Er zeigte, wie die Signale mathematisch und mittels Computeranalyse dahingehend bearbeitet werden konnten, dass eine anwendbare Abbildungstechnik entwickelt werden konnte. Mansfield zeigte darüber hinaus, wie eine extrem schnelle Abbildung vor sich gehen könnte, was jedoch technisch und praktisch für die Medizin erst ca. zehn Jahre später möglich wurde.

Die Abbildung mit Magnetresonanz zählt inzwischen zu den Routinemethoden in der Krankenbehandlung. Jedes Jahr werden weltweit mehr als 60 Millionen Untersuchungen mit dem Magnetresonanztomographen durchgeführt und die Technik befindet sich noch immer in rascher Entwicklung. Die Magnetresonanztomographie ist anderen Abbildungstechniken häufig überlegen und hat die Diagnostik bei zahlreichen Krankheiten stark verbessert. Die Methode ersetzt heute etliche beschwerliche und risikoreiche Untersuchungsmethoden und trägt insofern auch dazu bei, das Leiden vieler Patienten zu vermindern.

Quelle: Nobel Foundation