我们日常去医院看到的磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging， MRI）设备是基于物理上的核磁共振原理（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）工作的。

由于1979年美国宾夕法尼亚州三里岛核事故、1986年苏联切尔诺贝利核事故、2011年日本福岛核事故等影响，老百姓谈“核”色变，因此，现在更多以MRI来替代NMR，去掉核（nuclear）这个词，可以避免人们过度联系。

今天，就让我们来看看磁共振成像的历史。

早期理论

1944年，美国物理学家伊西多·艾萨克·拉比（Isidor Isaac Rabi）获得诺贝尔物理学奖，正是由于他发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。

从化学物质走向生物组织

起先，拉比的发现主要运用于研究化学物质的结构，但是在上世纪60年代，美国纽约州立大学的医生雷蒙德·达马迪安（Raymond Damadian）开始思考这一技术是否同样可以运用在生物组织的判别之上。

1971年，他在《科学》（Science）杂志上发表论文 Tumor detection by nuclear magnetic resonance，指出由于含水量不同，肿瘤组织和正常组织有不同的核磁弛豫时间。

与此同时，纽约州立大学的另一位科学家保罗·劳特布尔（Paul Lauterbur），就在他边吃着汉堡思考着在杂志上读到的达马迪安的论文时，突然灵光一现，就在手边的餐巾纸上勾勒出了磁共振成像的草稿。并通过核磁共振原理完成了从小水瓶到蛤蚌再到绿胡椒的成像。

1973年，他在《自然》杂志（Nature）上发表论文Image Formation by Induced Local Interactions: Examples Employing Nuclear Magnetic Resonance，采用投影法可以重建NMR信号获得图像。

同年，在大洋彼端的英国诺丁汉大学的科学家彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield）也正在思考如何在数分钟而非数小时内利用NMR技术获得图像的。通过采用新的“线扫描成像”的方法，他完成了历史上第一次人体部位的成像——他的一位研究生的手指，并且扫描每根手指只要15-23分钟。

从局部到全身

曼斯菲尔德的下一个目标是建造一台全身扫描仪，而这正是达马迪安忙于建造的：一台名为“Indomitable”（百折不挠）的1.5吨重的机器，它每周要使用价值2000美元的液氦冷却剂。

1977年5月11日，达马迪安戴上绑在纸板上的天线线圈，滑到了 “Indomitable” 的移动平台上，躺在那里，他的助手们启动了成像系统……然而，没有产生任何图像。经过数小时的调整，最终有人认为达马迪安的体内脂肪含量可能过高。

一个更瘦的研究生，拉里·明科夫（Larry Minkoff），自愿成为下一只小白鼠。他仔细观察了达马迪安七个星期，确认没有副作用后，1977年7月3日，他爬上了“Indomitable”。

将近5个小时后，研究小组得到了第一幅人体磁共振图像——一张明科夫胸部的轴位质子密度加权图像。这标志着磁共振技术在医学领域应用的开始，因此7月3日也被学界认为是医学磁共振成像技术的“诞生日”。

1978年年底，达马迪安成立了MRI设备制造公司FONAR，并于6年后获得了FDA批准，从此转战商场。

同年，以建造全身扫描仪为目标的曼斯菲尔德也成功制造出了他的作品。同样，他也亲自躺进了那台设备，当时的设备内部没有灯光，而且冷却系统也不是非常完善。

可曼斯菲尔德依然在一片黑暗和炙热中坚持了足足50分钟，他的妻子一度因担心想把他拉出设备。

不过，他的坚持最终有了回报——一系列他腹部的扫描图像。虽然他的方法较之达马迪安的方法，已经有了显著的速度优势，他的亲身经历让他毅然决然继续投身于科研，希望进一步缩短成像时间。

从胸腹到头部

受此鼓励，荷兰中心实验室于1978年组建了“质子项目”（proton project）研究团队，研制出了0.15T的磁共振系统。

1980年12月3日，得到了第一幅人类头部核磁共振图像，并于1981年7月30日得到了第一幅第二维傅里叶变换后的图像。

诺贝尔奖风波

2003年，曼斯菲尔德与劳特布尔因磁共振成像共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。尽管一个奖项可由三个人领取，但名单中却并没有达马迪安。

盛怒之下，达马迪安拿出了足足 29 万美元在《华盛顿邮报》、《纽约时报》上刊登了头条，题图是一个颠倒的诺贝尔奖章, 抗议诺贝尔奖评选委员会没有把奖颁给他。

但这些努力并没有效果，诺贝尔奖评选委员会不愿意为了一个人改变奖项的规矩——历年奖项公布后，不管争议有多大，他们从未更改过名单。

不过，幸运的是，达马迪安当年设计的机器被陈列在美国华盛顿的史密森尼博物院，这台机器连同它背后那段纷争的历史，迎接着每日的参观者，也等待着后人的不断解读。