核磁共振获得诺贝尔奖次数最多的一个科学专
Q UESTION 问题 核磁共振有辐射吗?这个“核磁共振”和核辐射有关系吗?对身体有没有伤害? 当然没有!MRI主要依赖的是强磁场和射频脉冲,只是利用了原子核的磁共振现象,并没有任何与核辐射相关的东西。事实上,医学MRI领域为了摆脱这一误解已经做出了很多努力。最初MRI叫NMRI(Nuclear),即核磁共振成像。而如今,为了照顾人们谈核色变的情绪,突出这一检查技术不产生电离辐射的优点,放射学家和设备制造商决定把“核磁共振成像术(NMRI)”删减为“磁共振成像(MRI)”。 至于强磁场和射频脉冲对人体有没有潜在的伤害,领域内有很多专门针对MRI安全性科研组研究这一课题。迄今可以负责任地下的结论是——noevidenceofharm(没有证据表明有害)。目前大可放心,MRI比CT和X光要安全得多。 然而,不得不提的是,虽然MRI本身对身体没有伤害,但是MRI的相关的安全事故却是时有发生,有些甚至致死。原因就在于,MRI扫描仪有一个1.5~3特斯拉的超强磁场。这是个什么概念呢?要知道,1特斯拉=1万高斯(1工程师=1万数学家?),而我们熟悉的地磁场通常在0.5-0.6高斯左右。因此,这是一个强大到你从未见识过的磁场,它强大到这种程度: 把轮椅推进MRI扫描间的后果(直接飞向扫描仪,根本拔不下来) 因此,千万不要携带任何金属物品进入MRI扫描室,否则轻则物品报废,重则会变身凶器,造成安全隐患。我的一些粗心带了手表手机进了扫描间然后不能使用了的同学就深深体会过这种被强磁场支配的恐惧。 具体的安全细则医生都会耐心嘱咐你,你所需要做的还是那句话:不要调皮,谨遵医嘱。 QUESTION 问题 为什么做一次核磁共振这么贵? 对于MRI的收费,总能看到这样的问题: 花几百元让一位理发师和一位经过几个月训练的理发店技师用某种成分明确的化学药剂和一些你学你也会的技术烫个头发不觉得贵。 花几百元让一位医学博士毕业的影像科医生和一位既要懂医学又要懂物理原理的影像科技师用价值几千万元每天维护成本就要上千元凝聚了5个诺贝尔奖和无数人智慧结晶的高科技仪器为你的健康做一次MRI扫描觉得贵。 不禁想起了“拿手术刀的不如拿理发刀的”那句话。 虽是玩笑,也是事实。针对MRI高昂的成本来说,国内几百上千元的收费真的不贵了,和美国$起的收费来说更算得上是良心价了。而这样的低价是以医学工作者低回报的辛苦付出为代价的,所以还希望大家对医学工作者多一分敬重,为了自己的健康,花这个钱很值啦 QUESTION 问题 核磁共振有什么科技含量? 一次MRI检查其实可以算作是一次亲身接近现代尖端科技的体验。一台MRI扫描仪上的每个环节都可以说来自于各自领域的顶尖科技。在文章的最后,请允许我稍带学术气息地科普一下MRI的相关黑科技: 之前提到,仅和MRI直接相关的诺贝尔奖就有5个,它们是: 第1次,美国科学家Rabi发明了研究气态原子核磁性的共振方法,获年诺贝尔物理学奖。 第2次,美国科学家Bloch(用感应法)和Purcell(用吸收法)各自独立地发现宏观核磁共振现象,因此而获年诺贝尔物理学奖。 第3次,瑞士科学家Ernst因对NMR波谱方法、傅里叶变换、二维谱技术的杰出贡献,而获年诺贝尔化学奖。 第4次,瑞士核磁共振波谱学家KurtWüthrich,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。 第5次,美国科学家PaulLauterbur于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;英国科学家PeterMansfield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。他俩因在磁共振成像技术方面的突破性成就,获年诺贝尔生理学和医学奖。 而除了最基本的核磁共振物理理论上的突破之外,MRI的实现有赖于多个不同领域的科技进步。比如能够制造出这么强的磁场,依赖于低温超导技术,其背后又蕴含了理论物理、材料科学、电气工程等多领域的尖端科技;冷却超导线圈需要的液氦,依赖于液氦的开采和提炼技术,其生产一直被美国垄断;而MRI所使用的编码成像技术、图像的采集和重建算法,都来自于数学上的理论突破。剩下的则是大量工程上的研发,比如,MRI之所以能成出各种不同对比的图像,有赖于工程师在脉冲序列上的各种精妙设计;主磁体和各种不同类型的发射接收线圈都需要硬件工程师精心的设计和调试;最近火热的人工智能领域也给图像的后处理技术注入了很多新的活力。MRI的各个环节汇聚了大量不同领域科研工作者的心血。它并非一项单独的技术,而是多个学科融合后的结晶。 因此,高端医学成像仪器的研发难度相当大,至今全球能真正玩转MRI的公司,主要也就GE,Philips,Siemens三家,俗称GPS。如今中国也在奋起直追,已经有数家厂商能够生产MRI扫描仪,并且得益于国家的大力扶植,发展非常迅速。 原创:咚懂咚懂咚
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