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为了完成研究，他拿走了女儿从海滩捡回来的蛤蜊

来源：科普中国

“去医院拍个核磁。”

有没有小伙伴听到这句话就心里一“咯噔”，总觉得这个“核磁”对身体有很大的伤害。

其实这个“核磁”即磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）是利用核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。

人脑纵切面的磁共振成像图，来源维基百科

而核磁共振成像的“核”实际上指的是氢原子核，人体中的70%左右是由水组成的，该技术就依赖了水中的氢原子。

考虑到患者对“核”的担心和恐惧，故医生常将这门技术称为“磁共振成像”。

磁共振成像在医学上常用于侦测及诊断心脏疾病、脑血管意外及血管疾病；胸腔及腹腔的器官疾病的侦测与诊断；诊断及评价、追踪肿瘤的情况及功能上的障碍，以及运动相关伤害的诊断。

除此之外，由于没有辐射暴露的危险，磁共振成像还经常被使用在生殖系统、乳房、骨盆及膀胱疾病的侦测与诊断上。

和普通X射线或计算机层析成像（CT）相比，磁共振成像是目前少有的对人体没有任何伤害且安全、快速、准确的临床诊断方法。

这项技术的“大功臣”，即获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖的美国化学家保罗·劳特伯（Paul C. Lauterbur）。

保罗·劳特伯（Paul C. Lauterbur），图片来源：Ganga Library

1929年，保罗·劳特伯出生于美国的俄亥俄州的小城悉尼，1951年获凯斯理工学院理学士，1962年获费城匹兹堡大学化学博士。1963—1984年间，保罗·劳特伯作为化学和放射学系的教授，任教于纽约州立大学石溪分校。于2007年3月27日在美国伊利诺伊州乌尔班纳市逝世，享年77岁。

劳特伯从小就对化学产生了极大的兴趣，在十几岁时，父母帮助他在地下室建造了一个属于自己的实验室。

读高中时，他的老师特许他与一些志趣相投的同学在课上完成他们自己想做的实验，并在实验出错时授予免责权。

小小年纪就拥有了“实验自由”。

正是这些年少的经历，让他日后在化学研究的道路上一直保持着浓厚的兴趣和不懈的努力。

餐巾纸涂鸦

磁共振成像这么高端的研究，最初竟然诞生在一张小小的餐巾纸上。

当劳特伯还是梅隆工业研究所的研究员时，曾在匹兹堡郊区的一家餐馆就餐，在就餐期间他进行了一次头脑风暴，便将MRI的第一个模型涂鸦在了餐巾纸上。

NMR（核磁共振）作为MRI背后的科学原理，其发现者费利克斯·布洛克（Felix Bloch）和爱德华·珀塞尔（Edward Purcell）于1952年被授予诺贝尔物理学奖。

然而，在之后的几十年中，磁共振主要用于研究物质的化学结构。直到20世纪70年代劳特伯和彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield）才将此研究发展，使核磁共振可用于生成身体图像。

深夜实验

劳特伯作为化学和放射学系教授执教于纽约州立大学石溪分校期间，致力于核磁共振光谱学及其应用的研究。

在他之前，多数科学家将试样置于均匀磁场中，无线电信号从样本的整体被激发出来。而劳特伯意识到，如果使用不均匀磁场，那么无线电信号也有可能从试样的不同区域中被激发，有可能产生出二维图像。

而当时纽约州立大学的核磁共振机是由化学教授们共享的，其他教授则在均匀磁场中进行他们的测量。为此，劳特伯不得不在晚上进行研究，第二天早上又把机器恢复到原来的设置。

如此的“挑灯夜战”，为劳特伯的研究奠定了基础。

用“蛤蜊”投稿

在实验成功后，劳特伯拍摄了第一批照片包括他女儿在长岛湾海滩上收集的一只直径4毫米的蛤蜊、青椒和普通烧杯中的两管重水测试管（最后一项尤为重要，因为人体主要由水组成）。

之后，劳特伯首次将他的论文及其发现发表在《自然》期刊上，但论文中的图片由于太模糊，期刊编辑以此为由拒绝了他的请求。但劳特伯并没有放弃，继续他的研究。在他再三要求出版社二次审查下，该论文得以发表。后来，《自然》期刊将该论文评为经典论文之一。

人体内重量的2/3是水分，如此高的比例正是磁共振成像技术能被广泛应用于医学诊断的基础。人体内各个器官和组织中的水分不同，很多疾病的病理过程会导致水分形态的变化，就可以通过磁共振图像反映出来。

2003年10月6日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，保罗·劳特伯和彼得·曼斯菲尔德被授予了2003年诺贝尔生理学或医学奖，表彰了他们在医学的诊断和研究领域内的突破性成就。

这一项技术的普及挽救了很多患者的生命。

现代临床高场（3.0T）MRI扫描器，来源维基百科

医疗新技术的出现无疑是全人类的福音，技术背后的科学家就是福音的缔造者。

科学的宇宙浩瀚，科学家的探索精神像宇宙中的星辰璀璨。对待科研的痴迷与奉献，值得我们的铭记和称赞。

END

责编/心与纸

关键词： 磁共振成像 核磁共振 纽约州立大学石溪分校

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