Technikerpreis

Videos von schlagenden Herzen mit neuer MRT-Technologie

Jens Frahm ist es gelungen die FLASH-Technologie so weiterzuentwickeln, dass diese noch schneller ist, und es ermöglicht, Videos vom schlagenden Herzen oder anderen bewegten Körperorganen in Echtzeit zu machen.

Jens Frahm

Dass Untersuchungen im Magnetresonanztomografen heute vergleichsweise schnell vonstattengehen, ist Jens Frahm und seinem Team zu verdanken. | Frank Vinken / Max-Planck-Gesellschaft

Die Zahl ist gigantisch: Jährlich werden weltweit im Rahmen der medizinischen Diagnostik etwa 100 Millionen Untersuchungen mit der Magnetresonanztomografie (MRT) durchgeführt – und jeder einzelne Tomograf weltweit nutzt die Technik, die der Physiker Jens Frahm aus Göttingen mit seiner Arbeitsgruppe entwickelt hat. Der Professor, der die Forschungsgruppe Biomedizinische NMR am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie leitet, machte die Technik erst klinikreif. Denn in den Anfangstagen der MRT in den 1980er-Jahren dauerte eine einzige MRT-Schichtaufnahme noch Minuten. Frahms FLASH-Technologie machte Sekunden daraus – eine 100-fache Beschleunigung. Erst sie ermöglichte den Siegeszug der MRT.

Auf dem besten Weg zur MRT-Sicherheit

In der heutigen Zeit ist der technische Fortschritt nicht mehr wegzudenken, und auch in der Medizin nimmt die immer schnellere Weiterentwicklung der Technik ihren Lauf.

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Frahms neueste Entwicklung, FLASH 2, macht sie noch einmal schneller und ermöglicht Videos vom schlagenden Herzen oder anderen bewegten Körperorganen – in Echtzeit mit bis zu 100 Bildern pro Sekunde. Für seine Leistungen erhält Jens Frahm den Werner-von-Siemens-Ring, den wichtigsten deutschen Technikpreis.

"Enorme Leistung für die medizinische Diagnostik"

Hätte Alfred Nobel einige Jahrzehnte später gelebt, dann gäbe es heute sicherlich einen Nobelpreis für bahnbrechende technische Entwicklungen. Das Vermächtnis eines anderen Visionärs füllte diese Lücke:Werner von Siemens war zeitlebens davon überzeugt, dass Wissenschaft und Technik untrennbar miteinander verbunden sind und Großes ermöglichen. Seit 1916 zeichnet die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring deshalb alle zwei bis drei Jahre Menschen aus, die die Technikgeschichte entscheidend mitgeprägt haben. Der Preis in Form eines jeweils individuell gefertigten Ringes geht in diesem Jahr an Prof. Dr. Jens Frahm aus Göttingen. „Wir würdigen damit die enorme Leistung, die Frahm für die medizinische Diagnostik erbracht hat“, erläutert Prof. Dr. Joachim Ullrich, Präsident der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und Vorsitzender des Stiftungsrates der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring.

Jens Frahm

Jens Frahm studierte Physik an der Universität Göttingen und forschte für seine Doktorarbeit in physikalischer Chemie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie. Im Anschluss arbeitete er als wissenschaftlicher Assistent am Institut und leitet dort seit 1982 die selbstständige Forschungsgruppe Biomedizinische NMR. Er habilitierte 1994 an der Universität Göttingen und wurde im Jahr 1997 zum außerplanmäßigen Professor an die dortige Fakultät für Chemie berufen. Jens Frahm ist als Erfinder von vier europäischen Patenten gelistet. Für seine Forschungsarbeiten wurde Jens Frahm mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet, darunter dem European MRI Award der Deutschen Röntgengesellschaft (1989), dem Gold Medal Award der International Society for Magnetic Resonance in Medicine (1991), dem Karl Heinz Beckurts-Preis (1993), dem Forschungspreis der Sobek-Stiftung (2005), dem Stifterverbandspreis (2013), der Jacob Henle-Medaille (2016) und dem Europäischen Erfinderpreis (2018). 2016 wurde Jens Frahm in die Hall of Fame der deutschen Wissenschaft gewählt.

Frahm ist Physiker und spezialisierte sich früh auf biologische und medizinische Anwendungen. Bereits 1982 leitete er eine Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie zum Thema Magnetresonanztomografie (MRT), auch Kernspintomografie genannt. Die MRT war 1973 von Paul Lauterbur erfunden worden, hatte aber einen entscheidenden Nachteil: Sie war zu langsam.

30, 50 oder gar 100 Bilder pro Sekunde

Im Jahr 2010 machten Frahm und sein Team schließlich den Weg frei für Videoaufnahmen mit der MRT, indem sie die Methode noch einmal deutlich schneller machten. FLASH2, die Echtzeit-MRT, beruht auf einem neuen mathematischen Verfahren für die Bildrekonstruktion, das eine Berechnung aus nur noch sehr wenigen Einzelmessungen ermöglicht, die entsprechend weniger Messzeit benötigen. Damit sind Filmaufnahmen des atmenden Brustkorbs, des schlagenden Herzens auf der Suche nach Herzrhythmusstörungen, von Gelenken bei der Arbeit oder komplexer Abläufe wie Sprechen oder Schlucken möglich – mit 30, 50 oder gar 100 Bildern pro Sekunde.

Die neue Technik könnte in Zukunft auch genutzt werden, um minimalinvasive Eingriffe zu begleiten, die bisher unter Röntgenkontrolle durchgeführt werden. Die Echtzeit-MRT wird derzeit an der Universitätsmedizin Göttingen und mehreren anderen Universitäten in Deutschland, Großbritannien und den USA für den routinemäßigen Einsatz am Patienten getestet.

Stiftung-Werner-von Siemens-Ring

Naturwissenschaft und Technik tragen dazu bei, Grenzen zu überwinden, Brücken zu bauen und gesellschaftliche Herausforderungen zu meistern. Für die Gestaltung und Verwirklichung einer lebenswerten Welt setzt sich die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring ein. Anders als der Name vermuten lässt, ist sie keine Unternehmensstiftung, sondern eine eigenständige, gemeinnützige Stiftung privaten Rechts mit Sitz in Berlin. Gegründet wurde sie anlässlich des 100. Geburtstages von Werner von Siemens am 13. Dezember 1916 in dem Bewusstsein, dass Technikforschung mit ihren neuen Erkenntnissen und Ideen die Grundlage für notwendige Innovationen in unserer Wirtschaft schafft. Daher verleiht die Stiftung seit ihrer Gründung den Werner-von-Siemens-Ring an Personen, „die sich, wie Siemens, hervorragende und anerkannte Verdienste um die Förderung der Technik in Verbindung mit der Wissenschaft erworben haben“. Der „Werner-von-Siemens-Ring – Ehrenring für Verdienste um Naturwissenschaft und Technik“ gilt als eine der höchsten deutschen Auszeichnungen auf diesem Gebiet.

Quelle: PTB, 28.01.2020