Der Gorter Award 2023 geht an Maximilian Gram

Jedes Jahr findet eine Tagung der DS-ISMRM statt, der Deutschen Sektion der International Society for Magnetic Resonance in Medicine. Im September 2023 wurde das 25. Jubiläum in der PTB in Berlin gefeiert, wobei der Gorter-Preis für die beste Arbeit eines jungen Wissenschaftlers aus der Medizin oder einer Naturwissenschaft verliehen wurde. Den ersten Preis erhielt Dr. Maximilian Gram, der im Juli 2023 in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter M. Jakob (Universität Würzburg, Experimentelle Physik 5) in Zusammenarbeit mit PD Dr. Peter Nordbeck (Universitätsklinikum Würzburg, Kardiologie) promoviert wurde.

Der Titel der preisgekrönten Arbeit ist „New methods of spin-lock based field imaging: towards direct detection and quantification of biomagnetic oscillations in the nT range”. Kurz zusammengefasst haben die Wissenschaftler eine neue Methode entwickelt, die am klinischen Magnetresonanz-Tomographen (MRT mit 3 Tesla starken Hauptmagnetfeld) unter in vivo Bedingungen sehr kleine Magnetfeld-Oszillationen detektieren kann. „Wir kommen sogar auf wenige nano-Tesla und haben damit potentiell eine Sensitivität, um biomagnetische Felder des menschlichen Körpers direkt und ortsaufgelöst darzustellen,“ erklärt Maximilian Gram.

Die Arbeit von Maximilian Gram basiert auf einem physikalischen Effekt, der bereits im Jahr 1955 vom Biophysiker Alfred Redfield erforscht wurde und in der MR-Community als Spin-Locking bezeichnet wird. Die Wissenschaftler der EP5-Guppe aus Würzburg nutzen Spin-Locking, um die Sensitivität klinischer MRT-Systeme drastisch zu verschieben. Somit können im Spin-Lock-Zustand niederfrequente magnetische Wechselfelder im Hz-Bereich beobachtet werden, was sonst nur an Niederfeld-MRTs umsetzbar wäre, die jedoch gegenüber klinischen Hochfeld-MRTs eine deutlich geringere Bildqualität und eine stark limitierte räumliche Auflösung erreichen. In der Dissertation von Maximilian Gram wird erläutert, dass ein niederfrequentes Wechselfeld in einer speziellen Resonanzbedingung während des Spin-Lock-Zustandes zu einem positiven Bildkontrast führt. Dieser Mechanismus wurde von der EP5-Gruppe als „Rotary EXcitation (REX)“ bezeichnet und bildet das Grundgerüst der neu entwickelten Detektionsmethode. In den nächsten Jahren erwarten die Wissenschaftler der EP5 und des Universitätsklinikums Anwendungen in den Neurowissenschaften sowie in der Kardiologie. Die Detektion neuronaler Felder, die Lokalisation fokaler Epilepsie-Herde und die Bildgebung der kardialen Erregungsleitung sind vielversprechende Anwendungsziele.  

Der Gorter Preis ist nach Cornelis Jacobus Gorter (1907–1980) benannt, der 1942 als einer der ersten Wissenschaftler experimentelle Ergebnisse zu NMR in Festkörpern mit negativem Resultat veröffentlichte, aber dennoch als Pionier der NMR-Forschung gilt.

Links:

Pressemitteilung DS-ISMRM:
https://ismrm-ds.org/successful-annual-meeting-in-berlin/

Informationen zum Gorter-Preis:
https://ismrm-ds.org/gorter-preis/

Homepage MRT-Gruppe des Lehrstuhls für Experimentalphysik 5:
https://www.physik.uni-wuerzburg.de/ep5/magnetic-resonance-imaging/

Wissenschaftliche Veröffentlichung zum Thema:
https://www.nature.com/articles/s41598-022-19275-5

Dissertation zum Thema:
https://doi.org/10.25972/OPUS-32255