科普：解讀2003年諾貝爾生理學或醫學獎成果

央視國際 (2003年10月06日 21:40)

　　新華社北京１０月６日電：（記者姜岩 林小春 任海軍）正確而及時的診斷對於患者而言至關重要。核磁共振成像技術的普及挽救了很多患者的生命。這種方法精確度高，可以獲得患者身體內部結構的立體圖像。根據現有實驗結果，它對身體沒有損害。２００３年諾貝爾生理學或醫學獎表彰的就是這一領域的奠基性成果。

　　瑞典卡羅林斯卡醫學院６日決定，把２００３年諾貝爾生理學或醫學獎授予現年７４歲的美國科學家保羅勞特布爾和現年７０歲的英國科學家彼得曼斯菲爾德，以表彰他們在核磁共振成像技術領域的突破性成就。諾貝爾獎評選委員會認為，用一種精確的、非入侵的方法對人體內部器官進行成像，對於醫學診斷、治療和康復非常重要。這兩位科學家的成果對核磁共振成像技術的問世起到了奠基性的作用。

　　原子是由電子和原子核組成的。原子核帶正電，它們可以在磁場中旋轉。磁場的強度和方向決定原子核旋轉的頻率和方向。在磁場中旋轉的原子核有一個特點，即可以吸收頻率與其旋轉頻率相同的電磁波，使原子核的能量增加，當原子核恢復原狀時，就會把多餘的能量以電磁波的形式釋放出來。這一現象如同拉小提琴時琴弓與琴弦的共振一樣，因而被稱為核磁共振。１９４６年美國科學家費利克斯布洛赫和愛德華珀塞爾首先發現了核磁共振現象，他們因此獲得了１９５２年的諾貝爾物理學獎。

　　核磁共振現象為成像技術提供了一種新思路。物質是由原子組成的，而原子的主要部分是原子核。如果把物體放置在磁場中，用適當的電磁波照射它，然後分析它釋放的電磁波就可以得知構成這一物體的原子核的位置和種類，據此可以繪製成物體內部的精確立體圖像。如果把這種技術用於人體內部結構的成像，就可獲得一種非常重要的診斷工具。

　　然而從原理到實際應用往往有漫長的距離。２０世紀７０年代初期，核磁共振成像技術研究才取得了突破。１９７３年，美國科學家保羅勞特布爾發現，把物體放置在一個穩定的磁場中，然後再加上一個不均勻的磁場（即有梯度的磁場），再用適當的電磁波照射這一物體，這樣根據物體釋放出的電磁波就可以繪製成物體某個截面的內部圖像。隨後，英國科學家彼得曼斯菲爾德又進一步驗證和改進了這種方法，併發現不均勻磁場的快速變化可以使上述方法能更快地繪製成物體內部結構圖像。此外，他還證明了可以用數學方法分析這種方法獲得的數據，為利用計算機快速繪製圖像奠定了基礎。

　　在這兩位科學家成果的基礎上，第一台醫用核磁共振成像儀于２０世紀８０年代初問世。後來，為了避免人們把這種技術誤解為核技術，一些科學家把核磁共振成像技術的“核”字去掉，稱為其為“磁共振成像技術”，英文縮寫即ＭＲＩ。

　　核磁共振成像技術的最大優點是能夠在對身體沒有損害的前提下，快速地獲得患者身體內部結構的高精確度立體圖像。利用這種技術，可以診斷以前無法診斷的疾病，特別是腦和脊髓部位的病變；可以為患者需要手術的部位準確定位，特別是腦手術更離不開這種定位手段；可以更準確地跟蹤患者體內的癌變情況，為更好地治療癌症奠定基礎。此外，由於使用這種技術時不直接接觸被診斷者的身體，因而還可以減輕患者的痛苦。

　　目前核磁共振成像儀在全世界得到初步普及，已成為最重要的診斷工具之一。２００２年，全世界使用的核磁共振成像儀共有２．２萬台，利用它們共進行了約６０００萬人次的檢查。

責編：薛藍