Dátum: 2017. december 15. péntek    Mai névnap(ok): Valér


képgaléria kertpont.hu sakk linkajánló
 
Előadóművészet
Irodalmi szekció
Képzőművészet
Társadalom
Könyvsarok
Képgaléria
Ráday utca
Reál
Kiadványok
POSZT
Enciklopédia
CITY BALETT ALAPÍTVÁNY
HARMÓNIA ALAPÍTVÁNY
Terasz Archív
Kortárs Mozgásművészeti Portál
Nemzeti Színház
Bessenyei Ferenc honlapja
PREMIER
Paul C. Lauterbur és Peter Mansfield a 2003. évi Fiziológiai és Orvostudományi Nobel-díjas

Balra Mansfield, jobbra Lauterbur
 
Paul C. Lauterbur (jobbra) az Egyesült Államokban született 1929-ben, Illinois államban dolgozik. Fő érdeklődési és kutatási területe a magmágneses rezonancia-abszorpciós (NMR) anyagvizsgálat, beleértve az élő szöveteket is, és az ezek segítségével való képalkotás (MRI).
Sir Peter Mansfield (balra) 1933-ban született, Nagy-Britanniában, a Nottinghami Egyetemen dolgozik, és ugyancsak az NMR- és MRI-képalkotással foglalkozik.

Mi az NMR és az MRI?
   
   Az elemi részecskék egy része, sőt a belőlük felépült atommagok is, elektromosan töltöttek. Emellett egy másik sajátságuk a perdület, a "spin". Bár az emberi lépték és a részecskefizika mérettartománya közötti hasonlatok sántítanak, de könnyebben megérthetők az atomok és molekulák világának jelenségei ezek segítségével. Képzeljük el tehát, hogy egy elektromosan töltött gömb körbe-körbe rohangál valami körül: ez áram. A körmozgás helyébe az atomokban a "pályamomentum" lép, a perdület egy fajtája. ugyanilyen áramszerű hatása van az önmagában tekintett töltéssel bíró részecskének, de a nem egyenletes töltéseloszlású (például víz-) molekulának is a forgása miatt. A mozgó töltések mágneses teret keltenek, vagyis ezek a részecskeszerkezetek pici mágnesekként viselkednek. További sajátsága a részecskefizika világának, hogy a perdületek nem lehetnek akármekkorák, szigorúan kötött a nagyságuk. Vagyis ezek a teljesen egyforma molekula-, atommag-, elektronpálya-mágneskék mind egyformán rögzített nagyságú spinnel, s ennek következtében mágnességgel rendelkeznek. Természetesen bármely irányba beállhatnak a térben - mindaddig, amíg az egyes állapotok energiaszintje között nincs különbség. Csakhogy ha külső mágneses térbe helyezik őket, már nem lesznek egyformák az energiaállapotok. A jelenség hasonló az iránytűéhez: bármerre állhat, amíg a Föld mágnessége ezt nem korlátozza. Nagy ügyességgel akár fordítva is kiegyensúlyozhatjuk, de bármikor átbillen, és az északot mutató vége a Föld ellenkező mágnességű északi pólusa felé fog mutatni. Ez a Földön a számára alacsonyabb energiájú állapottá válik, és csak energiabevitellel lehet a másik irány felé téríteni. A perdülettel rendelkező elemi részecskék tehát olyan iránytűkhöz hasonlítanak, amelyek nem folyamatosan, hanem csak kötött lépésekben fordíthatók a külső mégnességgel szembe, amit rádióhullám-tartományba eső energiacsomagok, fotonok elnyelése okozhat; s ezeket aztán ki is bocsátanák, ha magukra hagynánk őket.
   Tegyük fel, hogy egy egész embert betolunk egyetlen hatalmas mágnesbe, amelybe belefér (tipikusan 2 méterszer 2 méterszer 3 méteres cső alakú kamrába). Ő lesz a mágnes magja, egyetlen hatalmas mágnessé alakul. Ez jelenti az őt alkotó részecskék és molekulák perdület miatti mágneskéi számára a külső teret. Szerves anyagának, molekuláinak összetételüktől függő elemi részecskéi, a sok különféle spinállás egyszeriben energiában különböző, rögzített irányokat kezdenek érezni. Beállnak, mint a mágnestű északra. Most a kamrát megtöltik hasonló rádióhullámokkal, mint amilyen a mikrohullámú főzőkben van. Olyan hullámhosszt választanak, amelynek megfelelő hullámcsomagok, fotonok éppen a vizsgálni kívánt elemirészecske-rendszer átbillenését idéznék elő, vagyis gerjesztenék ezeket. Végigtapogatják az emberi testet egy fél milliméteres jellemző nagyságú szondával, és azt vizsgálják, hogy a mikrohullámokból a vizsgált pici térfogatban elnyelődik-e az adott energiájú. Ha igen, akkor az annak megfelelő pici spinmágnesek különféle energiájú állapotai között átmenet történt, a megfelelő anyag tehát jelen van, sőt nyilván annál több van belőle, mennél nagyobb az elnyelés. Elvben tehát az anyagi összetételt nagy finomsággal le lehet ily módon tapogatni anélkül, hogy sebészetileg föl kellene tárni a testet, vagy akár Röntgen-sugárzásnak kitenni. Ez a letapogatás tehát talán a legkíméletesebb belső diagnosztika.
   
   Miért kapták a Nobel-díjat?
   
 

Az eljárást sokféleképpen lehet finomítani. Az egyik módszer, hogy a mágneses teret nem egyenletesre, hanem térben pontosan ismert módon változóra állítják be a kamrában, miáltal a mértani helyek pontosabban meghatározhatók. Ezen az alapon lehetséges számítógépes matematikai eljárásokkal rekonstruálni az összetétel geometriáját, azaz szabályos virtuális képet alkotni. Lauterbur a módszert két dimenzióra, Mansfield három dimenzióra dolgozta ki, gyorsította és finomította. A számítógépes feldolgozás segítségével akár belső szervek működéséről, mondjuk a szívbillentyű mozgásáról is film készíthető; a leggyakoribb alkalmazás pedig a testszövetek sajátságainak normális és attól eltérő képeinek kíméletes fölvétele, például rákos daganatok körülhatárolása céljából. Az orvostudomány egyik legnagyobb erejű diagnosztikai fegyvere ma az MRI.
[ Norman Károly ]
2003-10-07 22:57:00

A legutóbbi 20 cikk
Bevezettük az RSS-t a Teraszon!
Űrtevékenységünk az EU küszöbén
Megosztott kémiai Nobel-díj 2003-ban
ŰRNAP – 2003
Hidegfizikai Nobel-díj
Paul C. Lauterbur és Peter Mansfield a 2003. évi Fiziológiai és Orvostudományi Nobel-díjas
Egy rendszertan, avagy a web kultúrája
Képek magányos elektronokról félvezetőkben
Elhunyt Teller Ede
Klímaváltozás
A modern tudomány és a társadalom összeforrt
Elhunyt Greguss Pál
Számítástechnika és tudomány
A modern tudomány és a társadalom összeforrt
A Magyar Tudomány Napja
Bostoni tízek Enni kéne
Az egészséges táplálkozásról - másként
Népbetegségünk: az allergia és asztma
Allergia, aszthma - vezér
Hideg antihidrogén
Az összes cikkek >>>

címszó
év
hónap
Enciklopédia
További cikkek a kertpont.hu portálon
A sokarcú fagyöngy
Szerves talajtakarók
A póréhagyma
Agavék
A vizitorma
A csontritkulásról
Webtechnológia
Technológiák, fejlesztési megoldások, referenciák a Terasz.hu - tól
Támogatók
| M?iaaj?lat | Impresszum | Jogi nyilatkozat |
info@terasz.hu