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Magnet-Resonanz-Tomographen zeigen detailliertere Bilder

Prof. Suter bringt Quan­ten­phy­sik und Medizin zu­sam­men

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Portraitfoto eines Mannes in einem Labor. © Nikolas Golsch​/​TU Dort­mund
Prof. Dieter Suter ist seit 1995 Professor für Physik an der TU Dort­mund.

Die Quan­ten­phy­sik kann die medizinische Bildgebung verbessern – das ist das Ergebnis einer inter­natio­nalen For­schungs­ko­ope­ra­ti­on, an der Physikprofessor Dieter Suter von der TU Dort­mund maßgeblich beteiligt ist. Dazu erschien nun eine wis­sen­schaft­liche Veröffentlichung in der Fach­zeitschrift Physical Review Applied.

Die Diagnose von Krankheiten ist immer noch eine Her­aus­for­de­rung für Medizinerinnen und Mediziner. Mithilfe technischer Geräte gelingt es, immer genauere Bilder vom Inneren des Men­schen zu erhalten, ohne in den Körper eindringen zu müssen. Eine nichtinvasive Bildgebung nennen Fachleute dies.

Eine Fragestellung für den Dort­mun­der Physikprofessor Dieter Suter ist: Kann mit­hil­fe der Quan­ten­phy­sik die medizinische Diagnose noch weiter ver­bessert wer­den? Mit welcher Präzision kann die Magnet-Resonanz- Tomographie (MRT) kleine Strukturen tief im menschlichen Körper vermessen? Das in­ter­na­ti­o­na­le Team, das neben dem Dort­mun­der Physiker Suter auch noch Wissen­schaft­lerinnen und Wis­sen­schaft­ler aus Israel und Argentinien umfasst, entwickelte ein Messverfahren, um die bestmögliche Auflösung zu erhalten. Das Team konnte sogar zeigen, wie diese Grenze in einem klinischen Scanner erreicht wer­den kann.

Strukturen bis auf wenige Mikrometer erkennen

Dieser Fortschritt beim bildlichen Darstellen kleinster Körperstrukturen basiert auf Quantentechnologien, die derzeit die Sensortechnologie voranbringen und dabei auch enorme Aus­wir­kungen auf die klinische Medizin haben könnten. Wenn die MRT in der klinischen Medizin eingesetzt wird, ist ih­re Auflösung bei herkömmlichen Bildgebungsmodalitäten auf etwa einen Millimeter begrenzt. Im Gegensatz dazu können mit den neuen Verfahren Strukturen im Bereich weniger Mikrometer aufgelöst wer­den – eine Verbesserung um den Faktor 100. Dafür erfassen die Wissen­schaft­lerinnen und Wis­sen­schaft­ler die Bewegung von Wassermolekülen, die in jedem Teil des menschlichen Körpers vorhanden sind und deren Bewegung durch MRT mit höchster Präzision gemessen wer­den kann.

„Die hohe Auflösung unserer Technik ist relevant für den Nachweis von Biomarkern und Pathologien, die für eine Vielzahl von Krankheiten von In­te­res­se­ sind“, sagt Prof. Suter. Es könnte somit ein Beispiel für eine Reihe zukünftiger Technologien sein, die auf Quanteninformation basieren und neben der Präzisionsmedizin viele wei­tere Anwendungsbereiche durchdringen könnten.

Langjährige in­ter­na­ti­o­na­le Zu­sam­men­arbeit

Die aktuelle Veröffentlichung hat eine lange Vorgeschichte und ist das Ergebnis einer engen inter­natio­nalen Zu­sam­men­arbeit. Prof. Suters Doktorvater war Prof. Richard Robert Ernst, der 1991 den Nobelpreis für Chemie erhielt – für seine bahnbrechenden Beiträge zur Entwicklung der hochauflösenden mag­ne­tischen Kernresonanz-Spektroskopie. Ernst gilt als einer der „Väter“ der MRT. Prof. Suter forschte auf diesem Gebiet weiter. Ein Postdoc von ihm – Gonzalo Alvarez – widmete sich ebenfalls diesem The­ma. Gemeinsam mit seiner Frau Analia Zwick führte ihn sein Weg zu­nächst zum Weizmann Institute of Science in Rehovot (Israel). Anschließend übernahmen sie Professuren in Bariloche (Argentinien). Den Kontakt zu Prof. Suter hielten die Wissen­schaft­lerinnen und Wis­sen­schaft­ler immer aufrecht. Gemeinsam forschen sie an dieser Technologie weiter. Das mündete jetzt in dieser jüngsten Veröffentlichung.

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Der Campus der TU Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.
Für E-Autos gibt es eine Ladesäule am Campus Nord, Vo­gel­pothsweg.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der TU Dort­mund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen können Sie den Lageplänen entnehmen.