核磁共振成像技术（MRI）

伦琴（Wilhelm Röntgen）

伦琴（Wilhelm Röntgen，1845年3月27日－1923年2月10日）于1895年发现X射线，发布其夫人的左手骨骼相片，震惊世人。隔年，爱迪生即推出商用X光机，供医疗诊断之用。然而核磁共振现象虽然早在1938年就由美国物理学家拉比（Isidor Rabi）发现，却等了将近四十年，才首度用于扫描人体。

拉比当初是让原子束或分子束通过变化的磁场，而发现原子核的磁距、角动量会跟著改变，与磁场共振，因此称之为核磁共振（NMR - Nuclear Magnetic Resonance）。1946年，瑞士物理学家布洛赫（Felix Bloch）与美国物理学家伯塞尔（Edward Mills Purcell）各自独立发现在液体与固体上也能產生核磁共振的方法，两人因而共同获得1952年的诺贝尔物理奖。不过当时都只用来分析化学元素，直到1969年，美国医师达玛狄恩（Raymond Damadian）才率先主张肿瘤组织与健康组织在核磁共振下的反应有所不同。

七○年代初，美国化学家罗特堡（Paul C. Lauterbur）因为学校的核磁共振仪老是无法产生均匀一致的磁场，而尝试再外加一个可改变强度的磁场作为补偿，结果反而可以藉由磁场梯度的变化测出样品的空间位置，而得到三度空间的影像，成为实现核磁共振摄影（Magnetic Resonance Imaging, MRI）的关键。但罗特堡只拿来拍蚶蜊与老鼠，尚未用人体试验，不过他成功区分出一般水与重水就极具意义，因为人体有70%都是水。

核磁共振成像技术（MRI）

有了罗特堡的技术，达玛狄恩著手打造专门诊断肿瘤的核磁共振仪。1977年的今天，他的病人成为史上第一位接受核磁共振扫描的人。然而他的机器并不实用，花了将近五个小时才拍出只有160个三维像素的胸部照片。

这个问题有待英国物理学家曼斯菲尔德（Peter Mansfield）解决。他在1977年开发出「回波平面造影术」，利用数学演算法将磁场梯度变化产生的资料快速转换为影像，不但可得到解析度更高的人体器官影像，还能应用于侦测血液流量与血氧浓度。

MRI是非侵入性的扫描方式，而且不像X光或电脑断层那样会产生游离辐射（ionizing radiation），没有辐射伤害的疑虑，既快速又安全，如今已是现代医学不可或缺的诊断工具。而这都得感谢罗特堡与曼斯菲尔德的贡献，他们两人也因此共同获颁2003年诺贝尔生理或医学奖的肯定。

文章摘自科科史上的今天