核磁共振发展

一提起磁共振或者磁共振成像大家首先想到的是西方发达国家，比如：美国、英国、法国的科学家、工程师及医生对于磁共振成像的贡献。

至今直接和间接的因为磁共振获得诺贝尔科学家的人共有17人，不是很多书上写的七人。而这些人几乎来自西欧及美国。

而今天要讲的是比较冷门的，东方阵营里的国家——苏联，对于磁共振的一些贡献。这些贡献大部分被后人所忽略及遗忘。

苏联一直有深厚的物理学基础及底蕴。在苏联短短的70多年历史中，共有11位学者获得诺贝尔物理学奖。而苏联解体后，俄罗斯仅有3个半科学家获得诺贝尔物理学奖（双重国籍算0.5个）。

除了医学范畴，磁共振技术在其他领域的应用也非常广泛，甚至远远早于医学领域。磁共振技术在植物领域中的应用就非常普遍，比如对于植物休眠的监测、对植物发育的监测、对植物化学结构的定性定量分析等。磁共振在石油等工业领域以及在有机化学分析中的应用也是不可或缺的。

20世纪初开始，许多科学家致力于核物理的研究。早在1946年珀塞尔（Edward Purcell）和布洛赫（Felix Bloch）分别独立的发现了核磁共振这个物理现象之前，已经有很多关于核物理方面的突破性研究。1913年，斯特恩（Otto Stern）应用分子束共振方法，测量出了质子磁矩。1938年，拉比（Isidor Isaac Rabi）完成了第1个分子束核磁共振实验。

然而，从1946年核磁共振现象的发现到真正把核磁共振技术用于医学经历了很长的一段时间。

1971年美国纽约州立大学的达马迪安（Raymond Damadian）在Science《科学》杂志上发表论文Tumor detection by nuclear magneticresonance提示正常组织与肿瘤组织有不同的核磁弛豫时间，可以利用这个特征进行疾病的诊断。该论文的重要意义在于首先提示了不同组织之间弛豫时间不同，将核磁共振技术引入了医疗领域的研究。

1973年美国纽约州立大学的另一位科学家劳特堡（Paul Lauterbur）在Nature《自然》杂志上发表论文Image Formation by Induced LocalInteractions: Examples Employing Nuclear Magnetic Resonance，采用投影法可以重建NMR信号获得图像。刚开始它把这种方法称为Zeugmatography，共轭成像法。

同年，英国诺丁汉大学的科学家曼斯菲尔德（Peter Mansfield）也发表了采用NMR技术获得图像的论文。此外，1977年，曼斯菲尔德还发明了平面回波成像法（Echo Planar Imaging, EPI）。

1975年，瑞士的恩斯特（Richard Ernst）提出利用相位和频率编码以及傅里叶变换进行磁共振成像。1977年，达马迪安和同事建成了第1台全身磁共振成像装置，称为聚焦场的核磁共振成像。

其实，除了欧美科学家的贡献以外，苏联科学家在磁共振及医学磁共振的发展中也有不可磨灭的贡献。

1944年，苏联科学家扎沃伊斯基（Евгений Константинович Завойский）发现了电子自旋现象。

早在珀塞尔和布洛赫发现核磁共振现象前的两年，1944年苏联物理学家叶夫根尼.扎沃伊斯基就发现了电子自旋共振现象。

早在1940年，扎沃伊斯基就在研究采用NMR（核磁共振）方法探究固体及液体的工作。当时，在这个科研工作中，他甚至获得了核磁共振信号。然而由于条件所限，他的实验室很难得到非常均匀的磁场环境。并且第二次世界大战爆发，他的研究工作也被迫中断。

1943年，扎沃伊斯基将研究方向转向另一个相关领域，electron paramagnetic resonance（EPR）电子自旋共振或者又叫电子顺磁共振。

1944年，他从MnCl2、CuCl2等物质中观察到了电子自旋共振。该发现具有轰动意义，然而一开始这个结果在苏联国内也不被主流物理学家所接受。加之当时又是第二次世界大战快收尾的阶段，这个具有意义的发现并没有被人们充分认识。

1945年，扎沃伊斯基再次发表论文，论证了这个结果。

1953年，扎沃伊斯基成为俄罗斯科学院成员，1964年当选院士。1949年由于其重要发现，扎沃伊斯基被授予斯大林奖章。1957年获得列宁奖章。1969年获得社会主义劳动英雄称号。

从1958年到1966年，扎沃伊斯基获得了十七次诺贝尔奖提名，其中15次是诺贝尔物理学奖、2次被提名诺贝尔化学奖。然而，他也没有获得诺贝尔奖。

1976年，扎沃伊斯基逝世于莫斯科。

ISMRM国际医学磁共振学会有一个奖，即以扎沃伊斯基的名字命名，叫做Zavoisky Award。

除了扎沃伊斯基，苏联另一位物理学家也对磁共振成像做出了贡献。

苏联物理学家伊万诺夫（Владислав Александрович Иванов）1960年申请了一个采用磁共振技术进行成像的zhuanli，其引入梯度磁场并且结合频率选择激发的方式非常接近于现在的磁共振成像技术。

1959年，伊万诺夫就萌生了采用核磁共振技术进行成像的想法及尝试。同年，他申请了第1个发明证书Invention Certificate（类似于苏联的zhuanli），叫做自由进动质子显微镜。1960年他又申请了第二个“zhuanli”并且阐述了早期一些磁共振成像的想法及原理。然而遗憾的是，当时这个想法及zhuanli并没有通过，因为苏联学界认为这个想法“不切实际”。

1984年，伊万诺夫的zhuanli终于通过了，然而为时已晚。此时，劳特布尔、达马迪安等人也早已发表论文，进行磁共振成像