Stifterverbandspreis für MRT
Jens Frahm wird für die Weiterentwicklung des FLASH-Verfahrens ausgezeichnet.
Warum hat ein Sportler Probleme mit dem Kniegelenk? Hat eines der inneren Organe eines Unfallopfers Schaden genommen? Diese und andere Fragen klären Mediziner auf der ganzen Welt heutzutage mithilfe der bildgebenden Magnetresonanz-Tomografie. Jens Frahm vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen erhält nun für seine bahnbrechenden Weiterentwicklungen in der Magnetresonanz-Tomografie den mit 50.000 Euro dotierten Wissenschaftspreis des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft, der gemeinsam mit der Max-Planck-Gesellschaft verliehen wird.
Abb.: Prof. Dr. Jens Frahm (Bild: MPIBPC)
Bis Mitte der 1980er Jahre war die MRT für den Einsatz in der Medizin noch viel zu langsam: Eine einzelne Schichtaufnahme dauerte Minuten. An dreidimensionale Darstellungen des Körpers war gar nicht zu denken. Möglich wurde dies erst, als Jens Frahm 1985 die schnelle Aufnahmetechnik FLASH (Fast Low Angle Shot) entwickelte. Die Methode beschleunigte MRT-Bilder um mehr als das Hundertfache.
Die MRT-Technik macht sich die Wasserstoff-Atomkerne im menschlichen Körper zunutze. Diese verhalten sich wegen ihres Kernspins wie winzige Magnete. Liegt ein Patient in der MRT-Röhre, die ein starkes Magnetfeld erzeugt, richten sich die Wasserstoff-Atomkerne aus. Das MRT-Gerät sendet nun zusätzlich einen kurzen Radiofrequenzpuls im UKW-Bereich aus, der die Kerne aus ihrer geordneten Ausrichtung ablenkt. Bei Rückkehr der Kernspins in ihre Ausgangslage geben sie Radiowellen aus dem Körper ab, die sich mit empfindlichen Empfangsspulen aufzeichnen lassen. Aus vielfach wiederholten Messungen mit unterschiedlicher Ortskodierung berechnet ein Computer dann ein Bild. Bis zu Frahms FLASH-Idee waren zwischen den Einzelmessungen jedoch sehr lange Wartezeiten nötig. Mit einem physikalischen Trick gelang es ihm, diese Zwangspausen zu umgehen und die Bildaufnahmezeiten radikal zu verkürzen. 2010 gelang Frahm mit seinen Mitarbeitern ein weiterer großer Durchbruch: FLASH 2. Dafür verwenden die Göttinger eine andere Methode der Datenaufnahme, die mit wesentlich weniger Einzelmessungen auskommt. Möglich macht dies ein neues mathematisches Bildrekonstruktionsverfahren, das Frahms Team entwickelt hat. „Das FLASH-Verfahren ist ein Parade-Beispiel für die erfolgreiche Anwendung von Grundlagenforschung in der Praxis. Jens Frahm hat damit der medizinischen Diagnostik einen unschätzbaren Dienst erwiesen“, sagte Peter Gruss, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft.
Durch FLASH 2 sind die MRT-Aufnahmen nochmals erheblich schneller geworden und benötigen nur noch eine Dreißigstelsekunde. Die neue Technik macht erstmals Echtzeit-Filme vom menschlichen Herzschlag, vom Blutfluss oder von Sprech- und Schluckvorgängen mit dreißig Bildern pro Sekunde möglich. Zwar sind die Computer der klinischen MRT-Geräte derzeit noch nicht schnell genug, um die Bilder parallel zur Aufnahme zu berechnen. In Göttingen lassen sich die meisten Prozesse aber schon live verfolgen. In Kooperation mit Medizinern soll die Echtzeit-MRT rasch in die klinische Erprobung kommen und Schritt für Schritt für die Patienten nutzbar gemacht werden. Damit rücken auch minimal-invasive Eingriffe unter direkter MRT-Kontrolle in greifbare Nähe.
MPIBPC / AH
