三录仪和手提大脑扫描仪

在将来，磁共振成像（MRI）机器不需要像今天在医院里面的设备那么巨大，要重好几吨，占据整个房间。它可能会小到手机，或一分钱硬币那样大。

1993年，伯恩哈德·布吕米希（Bernhard Blumich）和他的同事，当他们还在德国美因茨（Mainz）麦克斯·普朗克塑料研究所（Max Planck Institute for Polymer Research）工作的时候，偶尔发现一个能够创造小型磁共振成像（MRI）机器的新颖的想法。他们建了一个新机器，叫做鼠型磁共振成像仪（MRI-MOUSE），一种可移动的通用表面探测器，当前大约1英尺（30.5厘米）高，有一天磁共振成像仪也许会像咖啡杯那样大，会在部门的商店出售。医学也许会因此产生一次革命，因为人们可以在自己房间里私下进行MRI扫描。布吕米希（Blumich）幻想有一天，一个不太遥远的将来，人们可以用个人的鼠型磁共振成像仪搜遍全身，在一天的任何时间里查看身体内部。计算机将会分析图片和诊断任何疾病。“也许像《星际迷航》中的三录仪（tricorders）那样的东西不要等得太久就会出现了。”他最后说。

〔磁共振成像（MRI）扫描的工作原理类似于罗盘指针。罗盘指针的北极立即与地球磁场对齐。因此当人的身体放在磁共振成像扫描仪中，原子的核就像罗盘指针一样与磁场对齐。然后，一个无线电脉冲发送到身体里使原子核上下翻转。最终，当原子核反转回来回到原位时，发射一个二次无线电脉冲，或“回声”。〕

他的小型磁共振成像仪的关键是非均匀磁场。通常，今天的磁共振成像仪之所以体积这样大的原因是需要把身体放在极均匀的磁场中。磁场越均匀，得出的图像就更详细，今天的分辨率可以低至1毫米的十分之一。为了得到均匀的磁场，物理学家用了两个大的线圈，直径大约2英尺（61厘米），一个堆叠在另一个上面。这个线圈叫做赫尔姆霍兹（Helmholtz）线圈，在两个线圈之间的空间中提供均匀的磁场。然后，将人体沿着这两个大磁铁的轴放好。

但是如果使用非均匀的磁场，得出的图像是扭曲的，那是没有用的。这是几十年来磁共振成像仪面临的问题。但是，布吕米希碰巧发现一个巧妙的方法补偿这个扭曲，他是通过发送多个无线电脉冲到样品中，然后检测产生的回波。然后用计算机分析这些回波，补偿非均匀磁场产生的扭曲。

今天，布吕米希的手提鼠型磁共振成像仪使用一个小型的U形磁铁，在U形磁铁的每一端产生北极和南极。将这个磁铁放在患者身上，移动磁铁可以看透皮肤下面几英寸。标准的磁共振成像仪要消耗大量的电能，必须有特殊的电源接口，而鼠型磁共振成像仪所用的电力相当于普通的灯泡。

在布吕米希早期的试验中，他把鼠型磁共振成像仪放在像人体组织一样的软橡胶胎的上面。这样就可直接用在商业上：快速检验产品的缺陷。通常的磁共振成像仪不能用在含有金属的物体上，如辐射型钢带轮胎。因为鼠型磁共振成像仪仅用很弱的磁场，所以没有这个限制。（常规的磁共振成像仪的磁场强度为地球磁场的20000倍。在磁场开启时，金属工具会突然飞出来打到护士和技术人员的身上，引起严重损伤。鼠型磁共振成像仪没有这样的问题。）

鼠型磁共振成像仪不仅用于分析含有铁金属的物体是理想的，它也能够分析太大的放不进常规磁共振成像仪的物体，或者不能移动位置的物体。例如，在2006年用鼠型磁共振成像仪成功地产生了奥茨（Otzi）冰人内部的图像，这是1991年在阿尔卑斯山发现的冰冻的尸体。在奥茨冰人的身上到处移动U形磁铁，它成功地揭示了这个冰冻的身体的各层组织。

在将来，鼠型磁共振成像仪可以做得更小，使大脑的磁共振成像扫描仪小到像手机那样大。到那时，扫描大脑识别一个人的思想就不是什么问题了。最终，磁共振成像扫描仪也许薄得像硬币，几乎看不到。它也许类似功率不大的脑电波扫描仪，你戴上一个塑料帽，上面有很多电极附在头上。（如果你把这些手提式的磁共振成像盘放在指尖上，然后把它们放在人的头上，这就好像进行了《星际迷航》中的火神智力融合一样。）