1977年7月3日,磁共振成像第一次用于诊断病人。
磁共振成像通过判断磁场中的原子行为,看清人体内部结构、诊断疾病,是一种非常重要的非侵入性诊断方法。
这一技术是基于物理学家伊西多·艾萨克·拉比(Isidor Isaac Rabi)30年代开发“分子束”方法。
拉比1927年获得博士学位后,来到欧洲,和索末菲、玻尔、泡利、斯特恩、海森堡等量子物理学巨头共事。他对斯特恩-革拉赫实验特别着迷。奥托·斯特恩和瓦尔特·革拉赫把一细束银原子送入不均匀的强磁场,观察原子束会根据磁矩方向略微偏转,分成明显的两分束。
拉比回到美国后,于1929年开始在哥伦比亚大学担任教职。1931年他开始建设分子束实验室,用来确定钠的核自旋及相关磁矩。核磁矩比电子还小,斯特恩-革拉赫实验(Stern-Gerlach )很难测精确。拉比和乔治·布莱特 (Gregory Breit) 找到了改进方法。
拉比常让人觉得他很懒惰,他总是对常规实验技术和数据分析缺乏耐心。他总爱说,当天就要得到结果,很有动力去设计更聪明更干净的实验方法,他认为这会让他“更接近上帝
”。

20世纪整一个30年代,拉比一直在改进分子束方法,用它来测量氢、氘等原子核的自旋,数据越来越准确。这项工作中的磁共振方法,就是后来磁共振成像的基础。
分子束磁共振法
1937年拉比预测,如果吸收特定频率的电磁波的能量,核的磁矩会方向反转。回落到低能级方向时,还会发射能量。拉比能探测到两个状态的转换,他把它叫做“
分子束磁共振法
”。

拉比和团队改进分子束仪器,让分子束穿过磁场时也能暴露在射频信号下。调节外部磁场或射频频率都能引起共振。他们于1938年首次观察到氯化锂分子的磁共振吸收。整个研究组开了庆功派对。
每个原子或分子的共振频率都有其特有模式。拉比考虑到,这可以用于分辨是什么原子或分子,并能更加清晰地了解分子的结构。
1946年,爱德华·米尔斯·珀塞耳(Edward Purcell)和费利克斯·布洛赫(Felix Bloch)独立发现了研究固态及液态原子和分子磁共振性质的方法。这有别于拉比单原子或单分子的分子束法。其后,核磁共振被开发成像技术,如今普遍用于医学诊断。20世纪70年代早期,他们获得了第一批图像,1977年,核磁共振第一次用于活人。80年代,核磁共振图像机器已商业化生产,如今广泛用于人体内部结构成像,特别是大脑等软组织。
核磁共振
MRI也就是磁共振成像,英文全称是:Magnetic Resonance Imaging。在这项技术诞生之初曾被称为核磁共振成像,到了20世纪80年代初,作为医学新技术的NMR成像(NMR Imaging)一词越来越为公众所熟悉。
核磁共振作为结构分析的主要手段之一,迄今为止相关研究成果已获得5次诺贝尔奖:
1.拉比(Rabi)发明了研究气态原子核磁性的共振方法,获1944年诺贝尔物理学奖。
2.布洛赫(Bloch)和珀塞尔(Purcell)分别用感应法和吸收法,独立发现宏观核磁共振现象,因此而获1952年诺贝尔物理学奖。
3.恩斯特(Ernst)因对NMR波谱方法、傅里叶变换、二维谱技术的杰出贡献,而获1991年诺贝尔化学奖。
4.库尔特·维特里希(Kurt Wüthrich),由于用多维NMR技术在测定溶液中蛋白质结构的三维构象方面的开创性研究,而获2002年诺贝尔化学奖。同获此奖的还有一名美国科学家和一名日本科学家。
5.劳特布尔于1973年发明在静磁场中使用梯度场,能够获得磁共振信号的位置,从而可以得到物体的二维图像;曼斯菲尔德进一步发展了使用梯度场的方法,指出磁共振信号可以用数学方法精确描述,从而使磁共振成像技术成为可能,他发展的快速成像方法为医学磁共振成像临床诊断打下了基础。他俩获2003年诺贝尔生理医学奖。
拉比于1988年1月逝世。逝世前不久,他也被推进了一台核磁共振图像做诊断。他说“挺可怕的(eerie),我看到自己就在那台机器里。我从未料到自己的工作会达到这一步。
资料来源:

https://www.aps.org/publications/apsnews/200607/history.cfm
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