登陆注册
2658400000007

第7章 打开“黑箱”的钥匙——1946年核磁共振的发现

核磁共振现象是1946年被科学家发现的。起初,它主要被化学家和物理学家用于研究分子的结构。20世纪70年代以来,核磁共振技术与图像重建技术相结合,形成了核磁共振成像技术。由于它能对物体作无损伤探测,被誉为是探测某些不可打开的“黑箱”的钥匙。

一位病人感到右手右腿发麻,就到医院就诊。医生说,你得做核磁共振检查。病人到了检查室,躺在一张塑料制的床上。医生按动电钮,于是他被缓缓地移进一个巨型磁体的圆柱形空间中。医生开动机器,他听到一阵“啪啪”的响声。这响声是计算机改变磁场的强度而发出来的。大约经过20分钟,他又被移了出来。这时大夫已经得到了十多张照片。从照片上大夫清楚地看到他的大脑内一层一层的情况。

这些照片是怎么得到的呢?实际上,照片上的每一点都代表着大脑中水分子中氢原子核磁性的强弱。这些氢原子核就像是自然界置于人体内的天然探针。人们用核磁共振成像仪,获得了这些氢原子核探测到的结果,得到了大脑内部结构的图像。

对于磁性,我们并不陌生。我国古代的四大发明之一的指南针就是古人认识和利用磁性的结果。指南针的磁针有一个磁南极和一个磁北极。而我们生存的地球也是一个巨大的磁体,它也有磁南极和磁北极。指南针的磁南极与地球的磁北极互相吸引,指南针的磁北极与地球的磁南极互相吸引,因此指南针总是指示南北方向。研究表明,组成原子核的质子和中子也都有磁南极和磁北极,磁南极和磁北极总在一起不可分离。

科学家把一个磁南极与一个磁北极构成的整体叫磁矩。质子磁矩有两种取向,一种是与磁场平行,另一种是与磁场反平行,两种质子的能量不同,其能量的差与磁场强度成正比。用一束电磁波照射这些质子,当电磁波的能量恰好等于两种质子的能量之差时,能量低的质子(磁矩与磁场平行的质子)就会吸收电磁波的能量而变成能量高的质子(磁矩与磁场反平行的质子),这种现象就叫核磁共振。

1945年底,珀塞尔的小组成功地观测到固体石蜡中氢核的共振吸收,几乎同时,布洛赫小组也成功地观测到水中氢核的共振。凝聚态物质核磁共振的观测成功之后,许多科学家立即敏锐地感觉到,它可能在化学分析中有重要作用,可能带来巨大的商业利益。于是,很快便注册了第一个关于核磁共振的专利。从此开始了核磁共振研究和应用大发展的时期。1949年第一台商用核磁共振仪问世。

20世纪70年代初以来,核磁共振技术与图像重建技术相结合,形成了核磁共振成像技术。核磁共振成像技术能够给出人体分子结构和生化病理的有关信息,打破了X射线成像技术只能提供有关组织的断层解剖结构信息的局限。现在,这种图像技术已应用到临床诊断和其他医学领域的研究中。

同类推荐
  • 南开诗学(第1辑)

    南开诗学(第1辑)

    南开大学有着深厚的诗学研究积淀,在叶嘉莹先生、罗宗强先生的引领下,一批著名学者投身其中,已成为海内外诗学研究的重镇。本辑是《南开诗学》的第一辑,即创刊号,分“特稿”“诗歌研究”“诗学理论”“域外诗学”“诗学文献”“研究动态”“研究综述”七个栏目,并特邀叶嘉莹先生的文章领衔,全面展示诗歌研究领域的最新成果和最新方法,探究诗情诗思,建构中国诗学体系,共同推动中国诗学研究的发展。
  • 大变局:经济危机与新技术革命

    大变局:经济危机与新技术革命

    经济学大师约瑟夫·熊彼特曾经说过,“如果一个人不掌握历史事实,不具备适当的历史感或所谓历史经验,他就不可能指望理解任何时代的经济现象。”他还指出,“目前经济分析中所犯的根本性错误,大部分是缺乏历史的经验,而经济学家在其他方面的欠缺倒是次要的。”本书试图通过梳理现有的对经济危机与技术创新的研究成果,刻画出两者之间的密切关系,为应对当前的全球经济危机提供一定的借鉴。全书共8章,对学术研究者、政府官员、企业管理者都具有重要的参考价值。
  • 教育:谈何容易

    教育:谈何容易

    本书是江苏名师王开东老师的经典教育随笔集,他的教育文章体现着他对教育的深刻感悟理解与美好祈愿。从“师生关系和老师境界”到“向有个性的学生致敬”,从“有感于耶鲁大学校长对中国大学的批判”到“从梅兰芳学艺看优秀教师的发展”,再从“拒绝这一种高效教学”到“做一个反思型的老师”,他的博学与审问、他的慎思与明辨,他的笃信与践行,他的睿智与纯真,尽显其中。王老师热爱教育事业,通过他对教育现象的分析、对教育人物的评价和对教育案例的思考,我们可以看到他作为一个教育人对理想教育的不懈追求。
  • 教育政策与法规

    教育政策与法规

    《教师职业素养阅读丛书:教育政策与法规》中穿插了相关的案例分析以及延伸性思考和阅读,对于教师掌握相关的政策法规很有帮助。
  • 思想政治理论课教学方法改革的理论研究与实践探索

    思想政治理论课教学方法改革的理论研究与实践探索

    思想政治理论课教学方法改革的理论研究与实践探索思想政治理论课教学方法改革的理论研究与实践探索
热门推荐
  • 武炼诛神

    武炼诛神

    因为一个坑爹的系统穿越到伪世界,方赦的人生从此发生了翻天覆地的变化。什么力量、防御、速度,在他面前根本就不够看;什么强大的武诀,他用低你一乘,甚至是两乘的武诀,照样打得你满地找牙。你的领悟力很强?跟他比简直就是井底之蛙。超越神羽境的神秘境界是吧?等着,他很快就会去揭开。“系统,你丫的又私吞我的神值,快给我吐出来!”“对不起,宝宝没有怀孕,吐不出来。”
  • 有个刀客

    有个刀客

    一侧是灯火璀璨,一侧是尸骨成山。少年断刀在腰,锈剑在背,轻按斗笠回头小声对身后不肯往前走的小毛驴说:“走着,江湖去!”他从山上来,往人间江湖去!
  • 传统仙侠

    传统仙侠

    传统仙侠,正统道术!本书偏传统仙侠武侠风格,欢迎喜欢金庸小说风格的朋友,前来捧场!
  • 先驱旗

    先驱旗

    世间不缺乏这样明知必死还一往无前的的旗帜,却始终缺乏敢于拿起它来走在胜利前方的人。三国杀的世界中,终于迎来了最后一个先驱。
  • 三国之群雄逐鹿

    三国之群雄逐鹿

    他,穿越至三国成为八岁孩童被童渊收养,与赵云,张任和张绣称兄道弟,于洛阳凭借卓越的见识获得蔡邕赏识,并成为蔡邕的门生,在虎牢关之战与吕奉先大战两百个回合,从此声名鹊起。他麾下谋士猛将无数,能与当世枭雄曹操一较高下。他终将成为统一天下的帝王,且看李元书写属于自己的传奇。
  • 婚姻有毒,请勿碰!

    婚姻有毒,请勿碰!

    曾经以为牢不可破的婚姻在小三的面前原来是如此不堪一击!在这场变了质的婚姻围城里,究竟哪里是她的出口?他想让她全身而退?她只能如他所愿……
  • 一代天骄:成吉思汗

    一代天骄:成吉思汗

    《一代天骄——成吉思汗》中优美生动的文字、简明通俗的语言、图文并茂的形式,把中国文化中的物态文化、制度文化、行为文化、精神文化等知识要点全面展示给读者。
  • 无可奈何桃花落

    无可奈何桃花落

    等若三生桃花源,自现桃花缘第一世:张白宇x许容第二世:张白宇x陈阿娇第三世:张白宇x许容一位冰心如玉壶,长像不凡纯情少年。一位坚韧不拔,逆境成长清秀姑娘。一位千古一帝,助攻皇帝……(现已更第一世)
  • 七九年之战目击记

    七九年之战目击记

    在当前现代化建设轰轰烈烈,改革热潮震撼祖国大地的重大时期,广阔的社会生活和人们的精神世界都在发生急剧的变化和更新,新的信息纷至沓来,这无疑是报告文学这种样式大展身手的好时候,有人甚至说,现在是报告文学的时代,这虽然不无夸大,但这种最能有声有色地传递信息曲文学样式,越来越受群众欢迎,越来越为读者所欣赏喜爱,却是事实。
  • 是谁杀了我

    是谁杀了我

    从小不断更换寄养家庭的十六岁女孩丽芙,敏感聪慧,画画是她不安定生活中全部的寄托。终于,她凭借自己出色的绘画天赋如愿接到了威克姆学校的录取通知书。威克姆这所名校曾因出过三位总统而被称作“总统的摇篮”。尽管丽芙觉得自己与这所百年名校格格不入,但名校光环、离开寄养家庭以及拥有一间独立画室,使丽芙觉得生活前所未有的美好,而在开学典礼的舞会上风云人物马尔科姆的邀舞,更是给丽芙的生活带来翻天覆地的变化。然而丽芙不知道,未知的凶险也离她越来越近……这是一部用“亡者”的口吻讲述的故事,读者将跟随被害者丽芙的视角层层剥茧,探求真相。而真相,永远不会被死亡掩盖。