诺贝尔奖与核磁共振的不解之缘

　　

2002年，世界各地的医生进行了超过6千万次的核磁共振成像检测。这使得劳特布尔和曼斯菲尔德的获奖成为自然而然的事情 。

2003年10月6日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布74岁的美国科学家保罗·劳特布尔和70岁的英国科学家彼得·曼斯菲尔德为本届诺贝尔医学奖的得主，这两位科学家的研究成果终于得到了认可。

诺贝尔奖对这二人的垂青绝非一时兴起。自从上个世纪70年代起，劳特布尔和曼斯菲尔德就各自独立地工作，为将一项初生的、仍然很麻烦的关于高能磁场和电磁波的研究技术，最终转换成实际应用的无痛诊断仪器——核磁共振成像仪奠定了基础。

据统计，仅仅在过去的一年中，世界各地的医生就进行了超过6千万次的核磁共振成像检测。

而在接受《纽约时报》采访时，劳特布尔坦言，尽管自己也是众多接受过核磁共振成像检测的患者中的一员，但他并没有对技师说过他是这项技术的发明者。

梯形磁场的贡献

中国科学院电工学院研究员张一鸣介绍，所谓核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance)，就是处于某个静磁场中的自旋核系统受到相应频率的射频磁场作用时，在它们的磁能级之间发生的共振现象。简而言之，磁场的强度和方向决定了原子核旋转的频率和方向，在磁场中旋转时，原子核可以吸收频率与其旋转频率相同的电磁波，使自身的能量增加。而一旦恢复原状，原子核又会把多余的能量以电磁波的形式释放出来。

核磁共振在生物学领域特别有用，因为它能非常精确地记录水分子中氢原子内的原子核的行动。水占了人体体重的2/3，而不同组织中水的百分比组成各有不同。核磁共振成像可以探测器官与器官之间、甚至是一个器官的不同部分之间的分界。哪怕是疾病造成的水量的1%的变动，都能轻易被核磁共振成像检测到。

但是核磁共振本身不能展示样体的内部结构。要得到内部的图像，就要将不同梯度的磁场加以结合，即改变穿过样本的磁场强度。这样就有无数二维的图像，彼此重叠后就得到样本内部空间的三维图像。

这正是劳特布尔和曼斯菲尔德的研究成果：把物体放置在一个稳定的磁场中，再加上一个不均匀的磁场(即有梯度的磁场)，用适当的电磁波照射物体，这样根据物体释放出的电磁波就可以绘制出内部图像了。

对人体无创伤无辐射的检测工具

当诺贝尔医学奖揭晓时，相信《自然》杂志要为30年前险些犯下的大错而捏一把汗。1973年，在劳特布尔发表关于核磁共振成像技术的重要论文之初，《自然》杂志完全没有将这一成果当一回事儿，多亏劳特布尔花了很大的功夫说服编者，才好不容易使他们同意将这一成果发表。

作为对探测外科手术的安全替代，核磁共振成像仪在今天特别受欢迎，已经被用于扫描关节、脑部和其它重要器官。与将人体暴露在电离辐射的潜在危险下的X光检测(即CT)不同，核磁共振成像只通过磁场和电磁波脉冲研究人体，在生物学上是无害的。此外，X射线虽然能提供极好的骨骼和牙齿图片，但却在检测身体其它部位遇到麻烦，相比之下，核磁共振成像能提供包括脑部和脊髓在内的软组织的高清晰度的图像，这些组织均藏在头骨和脊椎骨以及位于关节内表面的软骨下。

目前核磁共振成像仪在全世界得到初步普及。2002年，全球使用的核磁共振成像仪共有2.2万台。而在北京天坛医院——最早引起核磁共振成像仪的单位之一，已从最初的一台，发展到现在拥有4台成像仪的规模。天坛医院的神经影像中心主任高培毅指出，目前核磁共振成像仪的需求量很大，每天平均接受诊断的患者大概有80人左右。而在早些年，甚至曾经出现过患者为了接受核磁共振成像检测而等1个月的情况。

曾经让《自然》杂志不屑一顾的核磁共振成像技术，如今展现出了不容小觑的发展潜力。

面临成本过高的困境

在越来越多的人受益于核磁共振成像检测的同时，潜在的问题也逐渐表现出来。在张一鸣看来，核磁共振成像仪面临着进一步普及的难题。

一方面是由于核磁共振成像仪的造价过高。张一鸣为此专门做了相关的统计，全球各大公司所生产的医用核磁共振成像仪中，价格最高的要达到1900万元，最便宜的，也要360万元。

而核磁共振成像仪的产量也相当有限。据统计，1996年的产量为1450台，1999年，全球新装核磁共振成像仪产量也仅为2170台，所增长的数量相当有限。

而目前在我国，共有500多台核磁共振成像仪，局限于省级三甲以上级别的医院。张一鸣认为，这远远无法满足目前国内的实际需要。

对于相当一部分人来说，接受一次核磁共振成像检测，仍然是一件颇为奢侈的事情。据高培毅介绍，目前按照统一的医药标准，患者接受一次核磁共振成像检查，从拍片、上药到出片子，最少要花费1400元左右。而相比之下，做一次CT检查，平均花费不过几百元而已。(陈静)