Orvosi Nobel-díj 2003

2003-ban az orvosi Nobel-díjat Paul C. Lauterbur amerikai és Sir Peter Mansfield brit kutatók kapták a magmágneses rezonancia orvosi felhasználásában elért eredményeikért. Ez a technika ma már széles körben használt a gyógyászatban, nézzük meg egy kicsit alaposabban, mitől is olyan nagyszerű!

Felvétel a mellkasról
Felvétel a mellkasról
Az idei orvosi Nobel-díj több szempontból is különleges. Egyrészt azért, mert a mágneses rezonanciáért már adtak egy Nobel-díjat 1952-ben, ugyan fizikait. Másrészt azért, mert egy már hosszú ideje az orvosi gyakorlatban is használt eljárást díjaztak. A két díjazott ugyanis az MRI (Magnetic Resonance Imaging, mágneses rezonanciás képalkotás) kidolgozója.
Maga a jelenség már régóta ismert (ez érdemelte ki a fizikai Nobel-díjat), erőteljes mágneses térben az atommagok spinje felveszi a tér irányát. Ebben az állapotban a rájuk jellemző frekvenciájú sugárzással gerjeszthetők. A gerjesztés során felvett energiát azután lassan a rájuk jellemző frekvencián adják le. Ezzel a módszerrel tehát nagyon pontosan határolható be a meghatározott állapotú atomok elhelyezkedése.

Damadian és a Rettenthetetlen
Damadian és a Rettenthetetlen
Az egyik legjobban gerjeszthető atommag a hidrogéné és az emberi testben találhatunk is belőle bőségesen, leginkább vízmolekulákba rendezetten. Ezek után már nem volt egyébre szükség, mint hatalmas mágneseket építeni (melyek ereje körülbelül akkora, mint a roncstelepeken az autók emelésére használtaké), ezek terébe helyezni a beteget, majd különféle gerjesztő frekvenciákat használni és érzékelni a kapott jeleket. Meglehet, ez így igazán egyszerűnek hangzik, de jó ha tudjuk, hogy az első gép, amit erre a célra építettek öt óra alatt készített el egy 130 pontból álló felvételt, készítői az Indomitable (Rettenthetetlen) nevet adták neki. Ezt az eszközt készítette Raymond Damadian, aki vitatta az idei díj jogosságát. Vele egyidőben dolgozott ki egy módszert Paul C. Lauterbur, ami sokkal hatékonyabbnak bizonyult. Tény ugyan, hogy az első biológiai célú MRI-t Damadian építette meg, a széles körű alkalmazást nem az ő felfedezései tették lehetővé.
Persze ennyi még nem lenne elég a pontos képek elkészítéséhez, hiszen minden szövettípusban más és más a protonok (a víz) viselkedése. El kellett készíteni tehát az emberi szövetek MRI képének katalógusát is ahhoz, hogy használni tudjuk az emberi test vizsgálatára. A legnagyobb különbség a daganatos és az ép szövetek között van, ezért is alkalmazható az MRI kiválóan a rák korai felismerésére.

Erek MRI képe
Erek MRI képe
Lauterbur volt az, aki elsőként alkalmazott kontrasztanyagokat ahhoz, hogy láthatóvá tegyen bizonyos részleteket. A vérbe adott mágneses tulajdonságú anyagokkal például tökéletesen feltérképezhetőek a legapróbb erek is, sőt a vér áramlásának tulajdonságai is. Ilyen kontrasztanyagnak használják a ritka, gadolínium nevű fémet (melyről a Kémia rovatban olvashattok).
Peter Mansfield volt az, aki rájött, miként lehet matematikai módszerekkel (elsősorban is Fourier-analízissel, amiről cikket olvashattok a Matematika rovatban) elkülöníteni az egyes részekről jövő jeleket, ezáltal teljes három dimenziós képet felépíteni. Így az MRI még a Computer Tomográfnál is aprólékosabb, valódi háromdimenziós képek létrehozására lett alkalmas. Az ő kutatásai tették lehetővé a képalkotás felgyorsítását is, ami eladdig a használat fontos gátja volt.

Modern MRI készülék
Modern MRI készülék
Az MRI ma már az egyik leghatékonyabb nem invazív (tehát behatolást nem igénylő) diagnosztikai módszer. Elsősorban az agy, izületek és a gerinc vizsgálatára alkalmas, de készítenek mellkasi és hasi MRI-ket is. Jól használható a daganatok felderítésére, az elmozdult izületek, szalagok diagnosztizálására és a véráramlás egyenetlenségeinek megállapítására. Használatának természetesen korlátai is vannak. Nem használható például, ha a beteg fém implantátumot (beültetést) hordoz, hiszen azt az erős mágneses mező kitépné a testből, ugyanígy a szívritmus-szabályozót (pacemaker) viselőket sem lehet így vizsgálni. Nem alkalmazható nagyon kövér embereken sem, akiket nem lehet behelyezni a vizsgálati térbe. Nehezíti a használatát az is, hogy a sokszor órákon át tartó vizsgálatot nehezen viselik azok, akik nem bírják a bezártságot (klausztrofóbiások), ezen az újabb eszközök nyitott terei sokat segíthetnek.