FLASH – eine Technologie revolutioniert die Diagnostik

Wer ein Patent beantragt, muss streitbereit sein. Das ist die Lehre aus dem so genannten FLASH-Patent, das die Wissenschaftler Prof. Jens Frahm und Prof. Axel Haase zusammen mit Dr. Wolfgang Hänicke, Dr. Klaus-Dietmar Merboldt und Dr. Dieter Matthaei aus dem Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie im Februar 1985 mit Unterstützung von Garching Innovation (heute Max-Planck-Innovation) angemeldet haben. Im Februar 2006 ist es abgelaufen, und mit Lizenzeinnahmen von insgesamt etwa 150 Mio. € war es das bisher lukrativste Patent für Garching bzw. die heutige Max-Planck-Innovation.

"Bis der Weg zu Lizenzeinnahmen frei war, hat es allerdings bis 1992 gedauert", erinnert sich Dr. Bernhard Hertel, langjähriger Geschäftsführer von Garching. "Nahezu zehn Jahre haben wir sehr zäh darum gekämpft, das Patent zu verteidigen."

FLASH-Technologien verbinden heute die meisten Menschen mit schnellen Datenspeichern oder mit der bekannten Software für interaktive Präsentationen im Web. Mediziner hingegen kennen FLASH als Abkürzung für "Fast Low Angle SHot", ein 1985 in die Kernspintomographie eingeführtes Verfahren, mit dem es erstmals möglich war, die Untersuchungszeiten drastisch zu verkürzen. Seither müssen Patienten nicht mehr Stunden, sondern nur noch Minuten in die so genannte Röhre (s. Kasten "Kernspintomographie und FLASH-Technologie").

Entwickelt wurde die Kernspintomographie in den frühen 1980er Jahren. Auch am Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen arbeiteten damals fünf junge Wissenschaftler mit Unterstützung durch ein Förderprogramm des Bundesministeriums für Forschung und Technologie daran, die Kernspintomographie zu verbessern, da Bilder und Datensätze damals noch sehr schlecht waren.

Kernspintomogaphie und FLASH-Verfahren

Die Kernspintomographie (heute Magnetresonanztomographie) ist ein bildgebendes Verfahren, mit dem Mediziner von außen Schnittbilder von Organen, Knochen usw. erzeugen können.

Das Verfahren nutzt das magnetische Moment von Atomkernen. Vereinfacht kann man Atomkerne als magnetische Kreisel ansehen. Legt man von außen ein Magnetfeld an, kippt die Rotationsachse ein wenig und der rotierende Kern beginnt mit einer so genannten Präzessionsbewegung. Wird das Magnetfeld abgestellt, kehrt der Kern in seine Ausgangslage zurück. Dabei sendet er so genannte Resonanzsignale aus, die von sehr empfindlichen Empfangsspulen gemessen werden können.

Bei der Kernspintomographie legt man nun zwei Magnetfelder an: Ein sehr starkes statisches Feld, das mit einer großen Magnetspule erzeugt wird, und ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld, das die Atome aus der Feldrichtung des statischen Felds auslenkt. Sie nehmen dabei Energie auf, die beim Ausschalten des Wechselfelds in Form schwacher Hochfrequenzsignale wieder abgegeben wird, wenn sich die atomaren Kreisel wieder in die Richtung des starken Magnetfeldes der großen Spule ausrichten.

Diese Signale sind dabei abhängig von der Art der Atome, ihrem Ort, der Gewebedichte usw. Die im Körper besonders häufig vorkommenden Wasserstoffatome verhalten sich z. B. sehr unterschiedlich, je nach dem, ob sie in Flüssigkeiten oder etwa im Knochen gebunden vorliegen, ob sie sich bewegen oder nicht usw. Mit Hilfe von Empfangsspulen lassen sich diese Signale messen, die anschließend mit Hilfe von Computerprogrammen in Bildinformationen umgewandelt werden.

Das Geheimnis guter Bilder besteht in der Variation der Felder, einer ausgefeilten Anordnung der Spulen und einer komplizierten Abfolge von Anregungen und Messungen. Dann lässt sich in einem dreidimensionalen Koordinatensystem sehr genau bestimmen, wo wann welche Energie abgegeben wurde.

Anfangs dauerten die Messungen Stunden und lieferten nur statische Bilder. Das FLASH-Verfahren (Fast Low Angel Shot) ermöglichte es dann, die Untersuchungszeiten um das hundertfache zu verkürzen und sogar Filme aufzunehmen.

Grundlage des Verfahrens ist die Verkleinerung der Winkel zwischen statischem und Wechselfeld. Je kleiner der so genannte Anregungs- oder Flipwinkel, desto schneller lassen sich die Messungen wiederholen. Damit gelingen sehr hoch auflösende dreidimensionale Aufnahmen ebenso wie Filme vom schlagenden Herzen, von Stoffwechselaktivitäten des Hirns etc.

Schneller zum Bild

Das Team hatte sich einen für Tierexperimente ausgelegten Kernspintomographen gekauft und schon 1984 ein erstes neues Bildgebungsverfahren für schnelle Datenaquisition entwickelt. "Als ich im November 1984 davon informiert wurde", erzählt Hertel, "bin ich sofort mit einem Patentanwalt nach Göttingen gefahren. Der Anwalt hat noch während unserer Rückfahrt im Nachtzug den Entwurf für die Patentanmeldung diktiert, diesen am folgenden Nachmittag nach Göttingen gefaxt und schon am nächsten Tag eingereicht."

Kurz danach hatte das Team ein weiteres und noch viel effektiveres Verfahren zur Beschleunigung der Messung entwickelt. "Damit ließ sich dann ein ganzer Kopf in weniger als 10 Minuten aufnehmen", so Hertel. "Zuvor hatte das noch über ein halbe Stunde gedauert. Dieses so genannte FLASH-Verfahren haben wir dann im Februar 1985 zum Patent angemeldet."

Garching bzw. Max-Planck-Innovation, Max-Planck-Gesellschaft und die Erfinder wollten das Patent wegen seiner Bedeutung für die medizinische Diagnostik möglichst vielen Firmen zur Verfügung stellen. "Wir haben daher alle damaligen Hersteller angesprochen", so Hertel. "Zuerst waren die Reaktionen ganz positiv, und mit General Electric (GE) hatten wir sogar schon einen handschriftlichen Vertragsentwurf für eine Kooperation in der Verhandlung. Aber dieser Vertrag wurde dann von GE zurückgezogen."

Mit Siemens wurde 1986 immerhin eine Vereinbarung zur Übertragung des Know-hows abgeschlossen. "Das war jedoch eine Kooperation, keine Lizenz", so Hertel. "Aber die Vereinbarung brachte uns genug Geld, um die Auslandsanmeldungen in der EU, den USA, in Japan und in Israel zu finanzieren."

Einsprüche und Klagen

Das US-Patent wurde 1987 erteilt, das europäische Patent 1989. Damit war jedoch nichts gewonnen, denn General Electric, Siemens und Philips legten Einsprüche gegen die Patente ein und begannen gleichzeitig mit der Nutzung der Erfindung. Philips klagte in den USA auf Vernichtung des erteilten Patents.

"Also haben wir dann parallel damit begonnen, die Firmen wegen Patentverletzung zu verklagen", so Hertel. "Ich glaube, dass die Rechtsabteilungen in den Unternehmen nicht damit gerechnet hatten, dass wir das tun würden." 1990 verklagte die Max-Planck-Gesellschaft als Patentinhaber Philips in den USA wegen Patentverletzung, später dann auch General Electric.

Parallel dazu wurde das Einspruchsverfahren gegen das europäische Patent eröffnet. "Zuerst gab es einen negativen Vorbescheid für uns", erinnert sich Hertel. "Da war die Stimmung bei uns natürlich gedrückt. Aber schließlich hat das Europäische Patentamt die Einsprüche 1991 dann doch zurückgewiesen." Bis zu diesem Zeitpunkt hatten Patent- und Anwaltskosten schon nahezu € 400.000 verschlungen.

Aber noch immer gab es keine Lizenzzahlungen. "Es gab Verhandlungen", so Hertel, "aber parallel gingen die Klageverfahren weiter und das Einspruchsverfahren in Europa in die nächste Runde. Erst ein Jahr später, als absehbar war, dass wir erneut Erfolg haben würden, konnten wir uns dann in wochenlangen Verhandlungen mit Siemens und Philips einigen und Lizenzverträge abschließen. Das gab mehrere Millionen Euro rückwirkend, so dass unserer „Kriegskasse“ für die weitere Auseinandersetzung mit General Electric gefüllt war."

General Electric hatte 1992 gegen den Beschluss des Europäischen Patentamts Beschwerde eingelegt; umgekehrt die MPG GE 1992 in den USA wegen Patentverletzung verklagt. 1995 kam eine Klage in Deutschland gegen GE und Picker hinzu, nachdem das Europäische Patentamt auch die Beschwerde endgültig abgelehnt hatte. Erst 1996 gab GE auf und schloss einen Lizenzvertrag mit Garching Innovation ab. Als Folge davon kam es dann auch zu Lizenzverträgen mit zahlreichen weiteren Herstellern.

Hartnäckigkeit zahlt sich aus

"Bis dahin waren Gebühren und Anwalts- und Gerichtskosten in Höhe von fast 1,5 Millionen Euro entstanden,“ so Hertel. „Das hätte sich kein privater Erfinder leisten können. Er wäre bestenfalls mit einer geringen einmaligen Zahlung abgespeist worden und ansonsten leer ausgegangen.“

Auch der Arbeitsaufwand war beträchtlich. „Zum Beispiel haben wir uns mit General Electric in den USA um den Gerichtsstand gestritten,“ erinnert sich Hertel. „Wir haben in New York geklagt, GE an seinem Firmensitz in Wisconsin. Allein schon diese Entscheidung dauerte Jahre, und wir mussten dem Gericht dafür nachweisen, dass Garching Innovation und die Max-Planck-Gesellschaft keine Geschäftsbeziehungen mit Firmen in Wisconsin hatten. Am Ende mussten wir 2.500 Blatt Papier – Kopien der Korrespondenz der Institute, Bestellungen usw. – beibringen, die in einer Marathonverhandlung von zwei Tagen Blatt für Blatt durchgegangen wurden, mit Anwälten beider Parteien und offiziellen Protokollanten usw.“

„Letztendlich haben wir mit unserer Strategie Erfolg gehabt,“ so Hertel. „Wir haben gutes Geld für die Zeit vor der Einigung bekommen und ab diesem Zeitpunkt dann Lizenzeinnahmen von rund 10 bis 15 Mio. Euro im Jahr. Im Februar 2006 ist das Patent ausgelaufen und hat insgesamt etwa 150 Mio. Euro eingebracht.“

Die BMFT-Förderung (jetzt BMBF) hat die Max-Planck-Gesellschaft übrigens auf Heller und Pfennig zurückgezahlt. „Das war damals so ungewöhnlich,“ lacht Hertel, „dass das Ministerium erst gar nicht wusste, wie es die Zahlung verbuchen sollte.“

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