岁月无情，人有义。不知不觉中核磁共振成像（MRI）发明者之一，化学家保罗劳特布尔（Paul C. Lauterbur），已离开这个世界整整四年。在搜索网站中还可以找到大量关于他的内容。中国科学院深圳先进技术研究院称其为“核磁共振成像技术之父”，于2007年成立了以Paul C. Lauterbur命名的医工所成像研究中心。用外国人名字命名中国的研究机构是少见的（也许只是居士孤陋寡闻）。这也是居士人生中不同寻常的四年。无人知道赛特居士。居士去某某论坛或什么吧说几句，一不留神还可能被删除；曾谋求为那个中心效犬马之劳，可是没被看中。这应该就是臧大诗人所说的“有的人活着，他已经死了；有的死了，他还活着”吧。想想全世界研究机构中有许多人正在为核磁共振成像忙碌；每天有数万十万的人或许就包括你的家人和朋友，在医院接受核磁共振成像检查，也就可以理解对发明者的怀念和臧诗以及世界的公正。

        居士不才，有时甚至怀疑是否有所谓的主观能动性，人的目的性，发现和创造发明等，以为那些不过是自然大系统演化的结果在人这个小子系统的传递和反映。所谓没有发现或还没有发明，是时间没有到，自然之神还没有创造，正如恐龙时代根本就没有人类一样。但是，无论如何，人类应该是大自然中极为受宠的精致部分。居士信仰赛特道，顶礼膜拜人类知识理性和科学技术。曾涉足于核磁共振成像，感受到大师们的境界，也算是种荣耀，借新浪秀一下，以表示纪念。  

 　　   核磁共振，即原子核自旋与外界磁场的共振，是物理学家伊西多拉比（Isidor Rabi）于1938年发现的一种物理现象。他因此获1946年诺贝尔物理学奖。布洛赫（Felix Bloch）和珀塞尔（Edward Mills Purcell）也因发展了这一理论和技术而获1952年的诺贝尔物理学奖。物体中的某些原子核，比如占人体重约70%的水分子中的氢原子核，与生命功能活动和能量代谢密切的磷核，有自旋和自旋磁矩，就像小磁针一样，而且其运动可以与外界某特殊频率的交变磁场（称为射频场）交换能量。射频场的频率，与物体所处的静态磁场（称为主磁场）强度有关。这可以用于探测物质中原子的种类和多少以及化学环境等。物理化学家恩斯特（Richard R. Ernst） ，以其在傅立叶变换核磁共振波谱学方面的贡献获1991年诺贝尔化学奖。维特里（Kurt Wuthrich）发展了核磁共振波谱技术以用于研究溶液中的生物大分子的三维结构，获2002年诺贝尔化学奖。

        美国伊利诺大学的劳特布尔和英国诺丁汉大学的曼斯菲尔德（Peter Mansfield）于上世纪70年代发明了核磁共振成像技术，在医学中已应用十分广泛，分享了2003年的诺贝尔生理学医学奖。诺奖公布之前，在爱因斯坦医学院常听到老板和领导提到达马迪安（Raymond Vahan Damadian），大概原因之一，他是该医学院毕业的医学博士。有许多人认为达马迪安是MRI发明者，也应该是获奖者之一，要不然有国际影响的重要媒体也不会广泛发表他的抗议。他的落选成为诺贝尔奖历史上的一桩公案。一年一度的诺贝尔奖揭晓，是科技界最吸引眼球的事件。劳特布尔的母校匹兹堡大学喜气洋洋，礼花满天。卡内基梅隆大学也以劳特布尔曾是梅隆研究院的研究人员而光荣。居士与一些中国人也打电话发电子邮件，转告劳特布尔获奖的喜讯。希望有一天，中国公民获诺贝尔科学奖！

        成像技术与波谱技术的主要差别在于，人为增加一个空间不均匀的磁场，称为梯度场。其非均匀性分布可预知，可以编程控制。梯度场与主磁场相比很弱，与射频场相比变化很缓慢。与核自旋交换能量的射频场频率和核所处的静磁场有关，梯度场叠加在主磁场上，所以即使同样的核处在同样的化学境中，如果空间位置不同，其共振频率就不同。分析射频场信号的频率成分，就可以推知信号源即原子核的空间分布图像。最常见的是神经系统尤其是脑成像，一方面因为脑和脊柱容易固定不动，运动产生的伪影小，更主要的是神经系统最重要，人脑最迷人。很多科学家包括海外华人，在从事脑功能MRI研究，即用MRI观测大脑的活动过程。1990小川斩(Seiji Ogawa)首先发现了MRI对比度的血氧水平依赖（BOLD)。脑活动区域伴随着局部血流改变和氧的代谢，而使图像信号发生改变。这一发现开启了脑功能成像的大门，小川获2003年日本国际奖。没见过他在办公室，居士经过时放轻脚步是因为对赛特道的虔诚。

        心血管系统成像，是另一个发展迅速的重要研究领域。图片1，是心脏和血管的图像（用Bruker500兆动物系统采集于俄亥俄州立大学），其中高亮度的部分是血流。心脏图像取自于一组快速动态图像序列即所谓电影（CINE）MRI。动态图像序列反映了心壁和腔室在博动中的变化，可以分析心脏功能。心脏成像比神经系统成像困难之处是，心脏搏动和呼吸造成图像的起伏模糊。过去需要摒住呼吸，检测心电信号以同步控制图像数据采集，甚至同时使用呼吸和心电两路控制同步。现在先进的成像仪可以不用心电门控，而通过分析选择数据重建或做运动矫正。图片2，是标记(tagged,tagging)MRI。水模图像是在爱因斯坦医学院用Varian动物系统编写标记脉冲序列的结果。动物心脏图像是为匹兹堡磁共振中心的研究人员转换数据格式的试验图像。随心脏博动，标记线也一起运动并且弯曲。在动态图像序列中跟踪分析这些标记线，可以获得心脏的材料力学特性。这一技术的一个瓶颈,是检测心壁和标记线的算法。数据量大，自动分析质量不高的话，靠人工干预是很耗时的，难以在数据采集时立即分析判别检测质量。

        磁标记也是MRI的热门领域。将改变磁共振图像信号强度的药物纳米颗粒（称为增强剂如铁的氧化物）瞬间注射到静脉中，通过快速成像可以观测增强剂随血液的流动，可以分析器官系统的血流动力学特性。图片3，是反映肾脏图像变化的几组曲线。图像采集于匹兹堡磁共振中心。LC，RC,LM和RM分别表示左肾皮质，右肾皮质，左肾髓质和右肾髓质。最左边的曲线图表示归一化图像亮度随时间的变化，其余两组做了进一步变换以期望测量更多特征参数。随着时间推移，标记物在循环系统中分布均匀，或渗出循环系统，或被细胞吞噬。这些过程也都可能用MRI观测，如细胞成像。

图片1，心脏和血管MRI：
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图片2,标记线MRI：
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图片3，动态磁标记MRI信号变化曲线：

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