Magnetresonanztomografie (MRI): Entwicklung seit 1983
Vom ersten klinischen MRI bis zur Hochfeldbildgebung – ein Überblick
Die Magnetresonanztomografie (MRT) – international meist als MRI (Magnetic Resonance Imaging) bezeichnet – ist heute eines der bedeutendsten bildgebenden Verfahren in der medizinischen Diagnostik. Im Gegensatz zur Computertomografie (CT) nutzt sie keine ionisierende Strahlung, sondern die Wechselwirkung starker Magnetfelder und Radiowellen mit Wasserstoffkernen im menschlichen Körper.
Ursprünge: Entdeckung der Kernspinresonanz
Die physikalische Grundlage der MRT wurde 1946 von Felix Bloch (Stanford) und Edward Purcell (Harvard) gelegt. Sie beschrieben unabhängig voneinander die sogenannte Kernspinresonanz (NMR) – ein Phänomen, bei dem Atomkerne in einem Magnetfeld elektromagnetische Wellen absorbieren und wieder emittieren. Beide erhielten dafür 1952 den Nobelpreis für Physik.
🧠 Quelle: Nobelpreis Physik 1952 – Bloch & Purcell
nobelprize.org/prizes/physics/1952
Weg zur Bildgebung
In den 1970er-Jahren gelang der nächste entscheidende Schritt: Paul Lauterbur (USA) führte Gradientenfelder zur Lokalisierung der Signale ein, während Peter Mansfield (UK) die mathematische Basis für schnelle Bildaufnahmen (Echo-Planar Imaging) entwickelte. Beide wurden 2003 mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet.
Ein weiterer Pionier war Raymond Damadian, der bereits 1971 Unterschiede zwischen gesundem und malignem Gewebe nachwies und 1983 eines der ersten klinisch nutzbaren MRI-Systeme entwickelte – ein bedeutender Meilenstein, auch wenn Damadian nicht in die Nobelpreisvergabe einbezogen wurde.
📚 Quelle: The Lancet 2003; 362(9399):1740
doi.org/10.1016/S0140-6736(03)14743-5
Klinische Etablierung ab den 1980ern
Die erste MRT-Untersuchung am Menschen erfolgte Anfang der 1980er-Jahre. Kommerzielle Systeme mit 0.5–1.5 Tesla Feldstärke verbreiteten sich rasch – insbesondere in der Neuroradiologie, der orthopädischen Bildgebung und der Onkologie. Die exzellente Darstellung von Weichteilen machte die MRT bald unverzichtbar.
Beginn der Weichteildiagnostik mit Magnetresonanz.
Einführung von Gadolinium-Kontrastmitteln.
Perfusions- und Spektroskopie-MRI.
Erste 7-Tesla-Scanner für Forschungszentren.
Neue Kontrastmittel, bessere Risikobewertung bei Gadolinium.
Technische Innovationen und Spezialisierung
In den folgenden Jahrzehnten wurden zahlreiche Weiterentwicklungen eingeführt:
T1-/T2-Gewichtung für differenzierte Gewebekontraste
Diffusionsbildgebung (DWI) zur Frühdiagnostik von Schlaganfällen
Funktionelle MRT (fMRT) zur Darstellung neuronaler Aktivität
MR-Spektroskopie zur biochemischen Analyse
Cardio-MRT und Ganzkörper-MRT
Auch die Feldstärken stiegen von 1.5 T auf 3 T im klinischen Alltag und auf 7 T in der Forschung. Parallel dazu wurden Gadolinium-Kontrastmittel eingeführt, um Tumoren, Entzündungen oder Gefäße sichtbar zu machen.
🧪 Quelle: Radiology 2021; 298(2):350–364
doi.org/10.1148/radiol.2020203552
Gegenwart und Ausblick
Heute liegt der Fokus auf:
KI-gestützter Bildverarbeitung
Beschleunigten Sequenzen (z. B. Compressed Sensing)
Neuen Kontrastmechanismen wie Quantitative Susceptibility Mapping (QSM)
Therapieintegration, etwa durch MRgFUS oder MR-Linac-Systeme
Die MRT bleibt eine der innovationsstärksten Methoden der modernen Radiologie – mit hohem Potenzial für Diagnostik, Forschung und Therapieplanung.
Literatur
Bloch F. Nuclear Induction. Phys Rev. 1946;70(7–8):460–474.
Lauterbur PC. Image Formation by Induced Local Interactions. Nature. 1973;242(5394):190–191.
Mansfield P. Multi-planar image formation using NMR spin echoes. J Phys C. 1977;10(3):L55.
Ogawa S et al. Functional brain mapping by BOLD contrast MRI. Biophys J. 1990;64(3):803–812.
Lustig M et al. Compressed Sensing MRI. IEEE Signal Process Mag. 2008;25(2):72–82.
Radiology 2021; 298(2):350–364. DOI: 10.1148/radiol.2020203552
