Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) – резонансное (избирательное) поглощение радиочастотного излучения ядрами некоторых атомов (например, водорода), помещенными в постоянное магнитное поле. Когда образец, содержащий такие ядра, помещают в сильное магнитное поле, их ядерные моменты «выстраиваются», подобно железным опилкам вблизи постоянного магнита. Эту общую ориентацию можно нарушить радиочастотным сигналом. По выключении сигнала ядерные моменты возвращаются в исходное состояние, причем быстрота такого восстановления зависит от их энергетического состояния, типа окружающих ядер и ряда других факторов. Переход сопровождается испусканием радиочастотного сигнала. Избирательно подавая энергию строго определенной частоты, можно исследовать в живых клетках определенные химические элементы и соответствующие обменные процессы, происходящие с их участием. Например, избирательно активируя ядра атомов водорода, можно изучать распределение воды внутри тканей, что является ценным для онкологов. Резонансное стимулирование атомов фосфора поможет визуализировать процессы энергетического обмена на клеточном уровне, а также диагностировать мышечную дистрофию.
Технику исследования объектов с помощью магнитных полей разработали в 1950-е гг. Феликс Блох и Эдвард Миллс Парселл – лауреаты Нобелевской премии по физике 1952 г.
В конце XX в. на основе ЯМР был разработан метод магнитно-резонансной томографии (МРТ), ставший одним из основных диагностических инструментов врача практически во всех направлениях медицины. МРТ основан на исследовании взаимодействия органов и тканей человека и внешних электромагнитных полей. МРТ позволяет изучать живые клетки, не нарушая их жизнедеятельности. Применяется для получения изображений головного мозга, сердца и органов пищеварительной системы, при этом изображения дают представление не только о структуре, но и о функции исследуемых органов. МРТ обеспечивает высокую контрастность мягких тканей на изображении, что крайне важно для выявления больных клеток на фоне здоровых. МРТ считается более безопасным, нежели рентгеновская томография, поскольку не вызывает ни разрушения, ни раздражения тканей. За разработку МРТ в 2003 г. американскому биофизику Полю Лотербуру и его английскому коллеге Питеру Мансфилду была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
Можно ли предугадать будущее?