咱中國老百姓，從小就熟悉孫猴子，火眼金睛，肚子裡的蛔蟲都逃不過那雙眼。醫學界的科學家，最高的理想就是勝過孫猴子，不僅能看到形狀，還要觀察到細節。對普通群眾而言，大家都有過體檢時透視、拍X光片、做B超的經歷，發現點問題或是人家體檢中心想多收點銀子的時候，就要開出CT或核磁之類的檢查單。掏錢的時候，大家就會想，這麼貴，還不知道有沒有輻射，能不能省點事，來個一次性的全身掃描，把瘤渣都看個清清楚楚明明白白？請讓我代表醫學影像學界的科學家向您宣布，這些可以有，已經有，試驗進展順利，6個月後就將投入臨床應用。
咱們先來看看影像學的簡單發展軌跡吧。時間倒轉到1895年11月8日傍晚，德國維爾茨堡大學的校長倫琴先生，正在研究陰極射線，為了觀察，他把房間弄黑，還給放電管弄了個黑色硬紙做的封套，在切斷電源後，意外發現工作檯上有閃光，經過重複試驗，他確認這是當時未知的射線，取名為X射線。後來，他發現這X射線可穿透千頁的硬書和幾釐米厚的木板，只有鉛板可以擋住射線。後來，倫琴發現X射線能穿透肌肉照出手骨輪廓。有次，倫琴的夫人到試驗室看他，他讓老婆把手放在用黑紙包著的照相底片上，用X射線照了15分鐘後，獲得了人類第一張X光照片，手骨清晰，手指上的戒指也能看清楚。老熱鬧啦，要知道那些老外可沒聽說過孫猴子，這隔空看骨的活兒，是真正超越想像力的。
自倫琴大爺發布他的論文後，經過不斷探索，醫學影像學已發展為臨床實踐中重要的檢查手段 ，藉助X射線、電磁場、超聲波等介質與人體相互作用，把人體內的組織結構及密度用影像方式呈現出來，為大夫診斷疾病提供判斷基礎。按以往的概念，醫學影像又稱為滷化銀成像，因為是用滷化銀這種感光材料來顯像，在技術手段上，則逐漸開始應用X光成像儀、普通及螺旋CT、正電子掃描、彩色都卜勒超聲、三維彩超、核磁共振成像等等。這些技術的方向是計算機技術應用的加入，與圖像處理、識別技術、人工智慧等結合，從簡單的形態診斷向集合形態、功能、代謝改變為一體的綜合診斷體系發展。這其中，最具代表性的尖端技術是超強核磁共振成像儀及全身PET掃描儀。現在咱們來看看前沿研究的進展。
2017年12月的一天，美國明尼蘇達的研究中心，1名男子換上醫院準備的長袍，在確定身上沒有任何金屬物後，走進了全球最強大的核磁共振成像儀，在他之前，進去的最大動物是豬。這臺成像儀的質量是波音737飛機的3倍，周圍被110噸磁鐵和600噸鐵屏蔽隔離。男子在4米長的檢查倉內呆了1小時，研究人員對他的臀部進行了掃描，通過軟骨組織的成像質量來檢驗成像儀的解析度，試驗成功，獲得了極薄的軟骨複雜細節的影像。在此前，研究人員已經進行了4年多的探究，用動物試驗來校正磁場強度。如此小心，是因為這臺價值1400萬美元的成像儀在世界上只有3臺。磁共振設備的強大，是用特斯拉T來衡量的，目前醫院使用的是1.5T，試驗中的設備是11.7T，分別裝備在美國明尼蘇達研究中心、巴黎生物醫學圖像研究所、美國國立衛生研究院，而德國、中國、韓國等國正在考慮構建14T的核磁共振設備。
您或許想問，搞那麼強的磁場幹啥，不怕輻射嗎？答案，磁場越強，信噪比越高，解析度及成像速度就越快。舉例來說，3T核磁成像能解析1毫米大直徑的大腦結構，7T的解析度可以達到0.5毫米，可以識別大腦皮質內的功能單元，觀察到神經元連接間的信息流，這不僅可以用於診斷，也可進行治療，比如更早發現關節炎或快速準確地利用電極進行深部腦刺激。但是，這也的確存在著風險。在上世紀70年代核磁共振應用初期，學者們認為0.5T是最大強度，因為，活體組織的離子導電性或會阻斷電波；2002年3T核磁共振獲得批准，而此前的1999年7T設備已問世，從3T到7T是個很大的挑戰，受試者會感到頭暈或眩暈，也會有組織過熱，同時，解析度提高後，也使設備對輕微的運動變得極為敏感，但經過反覆試驗，這些問題已得到解決。
目前，21.1T的最強大核磁共振成像儀已經在美國國家高磁場試驗室中運行，但內部直徑只有約10釐米，不能用於人體研究，在小鼠試驗中，已經進展到可對鼠腫瘤中的鈉離子濃度進行掃描，這對疾病演進機制、藥物作用細節的研究有極大幫助。2017年5月，11.7T的5米直徑的成像設備已在法國交付，將在2022年對人類大腦進行掃描。研究人員推測操作14T以上的成像儀或許會使大腦神經傳導減慢，刺激周圍神經或破壞DNA，因此，設備已有，但研究十分謹慎。
醫學影像學中的另一個尖端技術是PET，正電子發射型計算機斷層顯像，方法是將生命代謝中的必需物質，比如葡萄糖或蛋白質等，標記上短效放射性核素，注入人體後，通過這些物質在代謝中的聚集，來反映生命實況。目前在臨床應用中的PET存在著低信噪比、成像時間長、輻射劑量高的缺點。2017年這個領域取得了關鍵突破，加州大學戴維斯分校研製出了世界上首臺全身PET掃描儀，並取名為探險家。探險家的概念是2005年時提出的，但困於經費，直到2011年項目才正式啟動。2018年11 月24日，探險者的首批圖像作品在美國芝加哥舉行的北美放射學會會議上進行了展示，牛，牛叉，是顯示放射示蹤劑在三維空間移動的動態序列，人類的首批三維人體圖像誕生了。探險者與常規的PET比較有這樣幾個神級的表現，在成像時間上常規PET全身掃描約20分鐘，探險者只需20秒；在影像質量方面，常規PET只能成像身體的一小部分，探險者可追蹤標記，同時看到身體的所有器官；在輻射方面，探險者相當於從洛杉磯到倫敦間往返飛行1次的輻射量，只是常規PET的1/40。探險者可以精確、全面、靈敏地顯像，監測藥物和毒素等物質在體內的實時動態反應，這將引起治療及藥物研發領域的革命，比如精準地了解藥物在體內的反應。最後，報告應用計劃，2018年12月進行首次臨床試驗，預期進入臨床應用的時間為2019年6月。報告完畢，鼓掌還是獻拇指，由您定。
愛誰，就把健康傳給誰。
你的健康，我的關注。專業人員以科學與人文視角觀察健康，包括測查、快報、細節、釋疑、觀察、實務、史話、逸事等系列，內容為作者魏宏嶺及團隊原創作品。拒絕未經許可的一切形式的盜用、盜鏈及轉載，否則將依據相關法律予以追究。