ΠΟΛ ΛΟΤΕΡΜΠΑΡ

Paul Lauterbur
26-03-2021

Ο Πολ Λότερμπαρ (6 Μαΐου 1929 – 27 Μαρτίου 2007) ήταν Αμερικανός χημικός που μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 2003 με τον Peter Mansfield για το έργο του που έκανε δυνατή την ανάπτυξη της μαγνητικής τομογραφίας (MRI).

Ο Λότερμπαρ ήταν καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Stony Brook από το 1963 έως το 1985, όπου διεξήγαγε την έρευνά του για την ανάπτυξη της μαγνητικής τομογραφίας.

Ο Λότερμπαρ πιστώνει την ιδέα της μαγνητικής τομογραφίας σε έναν καταιγισμό ιδεών μια μέρα σε ένα προαστιακό εστιατόριο του Pittsburgh, με το πρώτο μοντέλο της μαγνητικής τομογραφίας γραμμένο σε μια τραπεζοπετσέτα ενώ ήταν φοιτητής και ερευνητής. Η περαιτέρω έρευνα που οδήγησε στο βραβείο Νόμπελ διεξήχθη στο Πανεπιστήμιο Stony Brook τη δεκαετία του 1970.

Το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1952, το οποίο απονεμήθηκε στους Felix Bloch και Edward Purcell, ήταν για την ανάπτυξη του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR), της επιστημονικής αρχής πίσω από τη μαγνητική τομογραφία. Ωστόσο, για δεκαετίες ο μαγνητικός συντονισμός χρησιμοποιήθηκε κυρίως για τη μελέτη της χημικής δομής των ουσιών. Μόλις τη δεκαετία του 1970 με τις εξελίξεις του Λότερμπαρ και του Mansfield, το NMR μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή εικόνων του σώματος.

Ο Λότερμπαρ χρησιμοποίησε την ιδέα του Robert Gabillard για την εισαγωγή βαθμίδων στο μαγνητικό πεδίο που επιτρέπει τον προσδιορισμό της προέλευσης των ραδιοκυμάτων που εκπέμπονται από τους πυρήνες του αντικειμένου μελέτης. Αυτές οι χωρικές πληροφορίες επιτρέπουν την παραγωγή δισδιάστατων εικόνων.

Ενώ ο Λότερμπαρ έκανε τη δουλειά του στο Stony Brook, η καλύτερη μηχανή NMR στην πανεπιστημιούπολη ανήκε στο τμήμα χημείας: Έπρεπε να το επισκεφτεί το βράδυ για να το χρησιμοποιήσει για πειραματισμούς και θα άλλαζε προσεκτικά τις ρυθμίσεις ώστε να επιστρέψουν σε αυτές των χημικών καθώς έφευγε. Το αρχικό μηχάνημα μαγνητικής τομογραφίας βρίσκεται στο κτίριο της Χημείας στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου Stony Brook στο Stony Brook της Νέας Υόρκης.

Μερικές από τις πρώτες εικόνες που τράβηξε ο Λότερμπαρ περιελάμβαναν αυτές μιας αχιβάδας διαμέτρου 4 χιλιοστών που είχε μαζέψει η κόρη του στην παραλία στο Long Island Sound, πράσινες πιπεριές και δύο δοκιμαστικούς σωλήνες βαρέος νερού μέσα σε ένα ποτήρι με συνηθισμένο νερό. καμία άλλη τεχνική απεικόνισης που υπήρχε εκείνη την εποχή δεν μπορούσε να διακρίνει δύο διαφορετικά είδη νερού. Αυτό το τελευταίο επίτευγμα είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς το ανθρώπινο σώμα αποτελείται κυρίως από νερό.

Ο Peter Mansfield του Πανεπιστημίου του Nottingham στο Ηνωμένο Βασίλειο πήγε την αρχική εργασία του Λότερμπαρ άλλο ένα βήμα παραπέρα, αντικαθιστώντας την αργή (και επιρρεπή σε τεχνουργήματα) μέθοδο προβολής-ανακατασκευής που χρησιμοποιούσε η αρχική τεχνική του Λότερμπαρ με μια μέθοδο που χρησιμοποιούσε κωδικοποίηση συχνότητας και φάσης από χωρικές διαβαθμίσεις μαγνητικό πεδίο. Λόγω της μετάπτωσης Larmor, μια μαθηματική τεχνική που ονομάζεται μετασχηματισμός Fourier θα μπορούσε στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση της επιθυμητής εικόνας, επιταχύνοντας σημαντικά τη διαδικασία απεικόνισης.