Für die Entwicklung der MRT-Diffusions-Tensor-Bildgebung, die zur Operations- und Bestrahlungs-Planung, zur Erforschung von neurologischen Krankheiten, die mit Veränderungen der weißen Substanz einhergehen, und zur Rekonstruktion von Nervenbahnen im Gehirn (Traktografie) verwendet wird

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein bildgebendes Verfahren zur Erzeugung von Schnittbildern des menschlichen Körpers, das auf der Vermessung der Magnetisierung bestimmter Atom­kerne (i.d.R. Wasserstoffkerne) mittels Anregung durch Hochfrequenzpulse innerhalb eines starken Magnetfeldes beruht. Das Verfahren kommt somit ohne Röntgenstrahlen aus. Während die Magnetresonanzspektroskopie in der Chemie schon länger bekannt war, wurde die MRT als bild­gebende Methode 1971 von dem amerikanischen Chemiker Paul C. Lauterbur erfunden. Ab 1974 ent­wickelte dann der britische Physiker Sir Peter Mansfield die notwendigen mathe­ma­tischen Verfahren, um die Relaxations-Signale der Atomkerne in Bildinformation zu übertragen. Für die Entwicklung der Magnetresonanztomographie wurden Paul Christian Lauterbur und Peter Mans­field im Jahr 2003 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin geehrt.

Die Diffusions-Tensor-Bildgebung (diffusion tensor imaging, DTI) ist eine Diffusions MRT Methode, bei der durch spezielle MRT-Sequenzen insbesondere die molekulare Diffusionsbewegung von Wassermolekülen räum­­lich dargestellt werden kann. Da die Diffusion von Wassermolekülen innerhalb von Zellen (z.B. ent­­lang der Axone von Nervenzellen) ungehinderter verläuft als über Membrangrenzen hinweg, lassen sich auf diese Weise z.B. Nervenbahnen im Gehirn darstellen (sog. „Traktografie“). Diffusions MRI ent­stand in den 1980er Jahren und beruht auf Vorarbeiten der Chemiker Stejskal und Tanner aus den 1960er Jahren, die kurzzeitig geschaltete magnetische Gradientenfelder für die Messung der Diffusion von Wasserstoffkernen in Kernspinresonanz-Experimenten nutzten. Im Jahr 1985 führte dann der franz­ösische Neuroradiologe, Physiker und ERS-Technologiepreisträger Denis Le Bihan dieses Konzept zur Diffu­sions­messung in die Magnetresonanztomographie ein. Zusammen mit dem amerikanischen Ingenieur und ERS-Technologiepreisträger Peter J. Basser führte Le Bihan dann im Jahr 1994 das Diffusions-Tensor-Verfahren ein, das die Richtungsabhängigkeit der Diffusionskoeffizienten zu quantifizieren erlaubt.

Die Diffusions-Tensor-Bildgebung hat in der Radiologie weiter Verbreitung gefunden und wurde von allen relevanten MRT-Geräte-Herstellern in die jeweiligen Tomographen übernommen. Es wird klinisch zur Schlaganfall-Diagnostik, zur Operations-Planung, in der Onkologie sowie in der Forschung eingesetzt. Die DTI-Methode ist nach wie vor das einzige zur Verfügung stehende Bildgebungs-Verfahren zur in-vivo Darstellung von Nervenfasern.