研究を完了するために、彼は娘が浜辺で拾ってきた貝を持っていった。

「病院に行ってMRI検査を受けてください。」

これを聞いて少しショックを受け、いつも「MRI」は体にとても有害だと感じている友人はいませんか。

実際、この「核磁気共鳴」、すなわち磁気共鳴画像法（MRI）は、核磁気共鳴（NMR）の原理を利用しています。物質内部の異なる構造環境における放出エネルギーの異なる減衰に基づいて、外部勾配磁場を適用することにより、放出された電磁波が検出されます。物体を構成する原子核の位置や種類を知ることができ、それに基づいて物体内部の構造図を描くことができます。

人間の脳の縦断面の磁気共鳴画像、出典：Wikipedia

MRI における「原子核」は、実際には水素原子核を指します。人体の約70%は水で構成されており、この技術は水中の水素原子に依存しています。

患者の「核」に対する懸念や恐怖を考慮して、医師はこの技術を「磁気共鳴画像法」と呼ぶことが多い。

磁気共鳴画像法は、心臓病、脳血管障害、血管疾患の検出と診断のために医療で一般的に使用されています。胸部および腹部の臓器の疾患を検出し診断する。腫瘍や機能障害の状態を診断・評価し、追跡し、スポーツ関連の傷害を診断します。

さらに、MRI は放射線被曝の危険がないため、生殖器系、乳房、骨盤、膀胱の病気の検出や診断によく使用されます。

通常のX線やコンピューター断層撮影（CT）と比較すると、磁気共鳴画像法は、人体に害を与えることなく安全、迅速、正確な数少ない臨床診断方法の1つです。

この技術の「最大の貢献者」は、2003年にノーベル生理学・医学賞を受賞したアメリカの化学者、ポール・C・ラウターバー氏です。

ポール・C・ラウターバー。画像出典: ガンガ図書館

ポール・ラウターバーは、1929 年に米国オハイオ州の小さな町シドニーで生まれました。彼は1951年にケース工科大学で理学士号を取得し、1959年に博士号を取得しました。 1962年にフィラデルフィアのピッツバーグ大学で化学の博士号を取得。1963年から1984年まで、ポール・ラウターバーはニューヨーク州立大学ストーニーブルック校で化学と放射線学の教授として教鞭を執った。彼は2007年3月27日に米国イリノイ州アーバナで77歳で亡くなった。

ラウターバーは幼いころから化学に大きな関心を持ち、10代のころには両親の協力を得て地下室に彼自身の研究室を建てた。

彼が高校生のとき、先生は彼と同じような考えを持つクラスメートたちに、授業中に独自の実験を行うことを許可し、実験が失敗しても責任を免除してくれました。

彼らは若い頃から「実験する自由」を持っています。

彼が若い頃に経験したこうした経験のおかげで、将来も化学研究に対する強い関心とたゆまぬ努力を続けることができたのです。

ナプキンの落書き

磁気共鳴画像法のような高度な研究は、もともと小さなナプキンから生まれました。

メロン産業研究所の研究員だったラウターバー氏は、ピッツバーグ郊外のレストランでブレインストーミングを行っていたとき、MRI の最初のモデルをナプキンに走り書きした。

NMR（核磁気共鳴）は MRI の科学的原理であり、その発見者であるフェリックス・ブロックとエドワード・パーセルは 1952 年にノーベル物理学賞を受賞しました。

しかし、その後の数十年間、磁気共鳴は主に物質の化学構造の研究に使用されるようになりました。ラウターバーとピーター・マンスフィールドがこの研究を進め、MRI を使用して人体の画像を生成できるようになったのは 1970 年代になってからでした。

深夜の実験

ラウターバー氏は、ストーニーブルック大学で化学と放射線学の教授として教鞭をとりながら、核磁気共鳴分光法とその応用に関する研究に専念しました。

彼以前には、ほとんどの科学者がサンプルを均一な磁場の中に置き、サンプル全体から無線信号を励起していました。ラウターバーは、不均一な磁場を使用すると、標本のさまざまな領域から無線信号が励起され、2次元画像が生成される可能性があることに気づきました。

当時、ニューヨーク州立大学の NMR 装置は化学教授たちによって共有されており、他の教授たちは均一な磁場の中で測定を行っていました。これを実現するために、ラウターバー氏は夜間に作業し、翌朝にはマシンを元の設定に戻す必要がありました。

こうした「徹夜研究」がラウターバー氏の研究の基礎を築いた。

「ハマグリ」で送信

実験が成功した後、ラウターバーが最初に撮った写真には、ロングアイランド湾の浜辺で娘が採集した直径4ミリメートルのハマグリ、ピーマン、普通のビーカーに入った重水の試験管2本（人体はほとんどが水でできているため、最後のものは特に重要）が写っていた。

その後、ラウターバー氏は初めて論文とその研究結果をネイチャー誌に発表したが、論文の写真がぼやけすぎているとして、同誌の編集者は彼の要請を却下した。しかしラウターバー氏は諦めず研究を続けた。彼が出版社に再三再四査読を要請した後、論文は出版された。その後、ネイチャー誌はこの論文を古典論文の一つとして評価した。

人間の体重の3分の2は水です。このような高い割合が、医療診断における磁気共鳴画像技術の広範な使用の基礎となっています。人体のさまざまな臓器や組織の水分含有量は異なります。多くの病気の病理学的プロセスは水の形の変化を引き起こし、それが磁気共鳴画像に反映されることがあります。

2003 年 10 月 6 日、スウェーデンのカロリンスカ研究所は、医学診断と研究における画期的な業績が認められ、ポール・ラウターバーとピーター・マンスフィールドに 2003 年のノーベル生理学・医学賞が授与されたと発表しました。

この技術の普及により多くの患者の命が救われました。

最新の臨床用高磁場（3.0T）MRIスキャナ、出典：Wikipedia

新しい医療技術の出現は間違いなく全人類にとって朗報であり、その技術の背後にいる科学者こそがその朗報の創造者です。

科学の世界は広大であり、科学者の探究心は宇宙の星のように明るい。彼らの科学研究に対する執着と献身は、私たちが記憶し、称賛するに値する。

終わり

編集者/ハートアンドペーパー