完成されすぎた道具 ― NMRの25年と、罪なき人々
この記事について
これまでレントゲン、クント、ハウンズフィールド、コーマックと、放射線に関わる人物を取り上げてきました。今回からMRIの系譜に入ります。
ただしMRIは、CTと違って「発明者」を一人に絞れません。しかも技術の中核部分は、医療とまったく無関係な場所で、25年かけて完成しています。
そこで初回は、MRIが生まれる前のNMR（核磁気共鳴）の歴史を、4人の物理学者・化学者でたどります。
人物 年 功績 今のMRIでいうと イジドール・ラビ 1938 分子線を使い、原子核が磁気的に共鳴することを初めて観測。NMRの発見者 共鳴という現象そのもの フェリックス・ブロッホ 1946 コイルで送受信する「核誘導」を確立。T1・T2を定義（ブロッホ方程式） 送信・受信コイル、T1強調/T2強調 エドワード・パーセル 1946 ブロッホと独立同時に、固体でNMRを検出。1948年にBPP理論で緩和の分子機構を解明 なぜCSFのT1が長く脂肪が短いのか リヒャルト・エルンスト 1966 パルス励起＋フーリエ変換を確立。エルンスト角を導出 FIDを取ってFTする現在の収集方式、GREのフリップ角
この4人で、MRIに必要な技術はほぼ揃っていました。 足りなかったのは「その信号が体のどこから来たか」を知る方法だけです。それが解決されるのは1973年。空白は25年に及びます。
なぜそれほど時間がかかったのか。そこにこの記事の主題があります。
いつもは事実を追う書き方をしていますが、今回は人数が多く、話が25年にまたがるので、4人を幕仕立ての物語として語っていきます。 細かい小ネタは末尾にまとめました。
空白
1971年、レイモンド・ダマディアンという一人の医師が、Science誌にこう報告した。NMRを使えば、腫瘍と正常組織を見分けられる。
NMR ― 核磁気共鳴。この現象が発見されたのは、その25年前、1946年である。発見者たちはノーベル物理学賞を受け、装置は世界中の大学と企業に置かれ、化学者が毎日それを使っていた。
装置はあった。原理も分かっていた。理論も完成していた。
なのに25年間、誰も人体に向けなかった。
これは怠慢の話ではない。この25年に関わった人々は、いずれも一級の科学者であり、多くはノーベル賞受賞者であり、誰一人として間違ったことをしていない。彼らは自分の分野で、望みうる最高の仕事をした。
にもかかわらず、扉は開かなかった。
これはその25年の話である。
第1幕 イジドール・ラビ ― 真空の中から
移民の子
1898年、オーストリア＝ハンガリー帝国ガリツィア地方（現ポーランド）に生まれる。正統派ユダヤ教徒の家庭だった。
生後まもなく一家はアメリカへ渡る。当時の東欧ではポグロム（ユダヤ人虐殺）が吹き荒れ、200万を超えるユダヤ人が新大陸へ逃れていた。ラビ一家もその一部である。
住まいはマンハッタンのロウアー・イースト・サイドの2部屋のアパート。両親は生涯、英語の読み書きを覚えなかった。
コーネル大学に電気工学で入学し、すぐ化学に転向。1919年に学位を取る。だが職はなかった。当時のアメリカでは、ユダヤ人が化学者として雇われる見込みは乏しかった。 名門大学はユダヤ人学生の比率に上限を設け、企業は採用を避けていた。
会計事務所で働き、家庭教師をしながら数年を過ごし、彼は物理学に流れ着く。1927年、コロンビア大学で博士号。テーマは結晶の磁化率だった。
磁気という窓
現代の感覚では、なぜ物理学者が磁化率などを測っていたのか分かりにくい。
当時、原子の中身を直接覗く手段はなかった。しかし磁化率は、物質を壊さずに、外から磁場をかけるだけで、内部の電子状態を推定させてくれる。中を開けずに、外から刺激を与え、返ってくる応答から内部を知る。
CTやMRIとまったく同じ思想である。ラビは学位論文の時点で、すでにこの系譜に立っていた。
そしてもう一つ、当時の物理学者が磁気に殺到した決定的な理由がある。古典物理学は、磁石が存在すること自体を説明できなかった。 古典統計力学を厳密に適用すると、熱平衡にある物質の磁化はゼロになってしまう（ボーア＝ファン・レーウェンの定理）。
冷蔵庫に貼るマグネットが、19世紀物理学にとっては説明不能な異常現象だった。磁性は、量子力学が必要であることの生きた証拠だったのである。
分子線磁気共鳴
ヨーロッパ留学でシュテルン、パウリ、ボーア、ハイゼンベルクらのもとを渡り歩いた後、ラビはコロンビア大学に戻る。そして1930年代、原子核の磁気モーメントの測定に取りかかった。
原子核は、小さな回転する磁石のように振る舞う。ラビの装置はこうだ。高真空中に分子のビームを飛ばし、磁場をかけ、共鳴周波数の電波を当てる。周波数がぴったり合った瞬間、核スピンが反転し、ビームの軌道がずれる。
その「ずれ」を検出器で捉える。1938年、この手法を発表。1944年、ノーベル物理学賞。
ここに、25年の空白の第一の理由がある。
ラビの装置は、真空中に孤立した分子を飛ばすことを前提にしていた。液体も、固体も、ましてや生き物も入らない。入れた瞬間にビームが成立しない。
そして検出方法も決定的だった。彼は共鳴を電気信号として聞き取っていない。「検出器に届く分子の数が減った」という機械的な検出である。共鳴を直接聞き取ることができなかったから、遠回りをしていた。
NMRという現象は、こうして「真空中の孤立分子を精密測定するための、極めて専門的な技法」として世に出た。人体から、これ以上ないほど遠い出発点だった。
机の上のコップ一杯の水でも同じことが起きるのか。誰も知らなかった。
第2幕 フェリックス・ブロッホ ― 水からの信号
明晰さと美しさ
1905年、チューリッヒ。穀物商の家に、フェリックス・ブロッホが生まれた。ラテン語で「幸運な者」を意味する名である。
少年時代は幸運ではなかった。小学校で教師から不当な扱いを受け、学校嫌いになった。支えは3歳上の姉だった。その姉が12歳で亡くなる。7歳前後の彼は打ちのめされ、その後数年を抑うつと孤立の中で過ごした。
8歳でピアノを覚え、算術に惹かれた。理由は「明晰さと美しさ」だったという。感情の混乱の中で、彼は秩序のあるものへ逃げ込んだのかもしれない。
音楽は生涯の情熱となり、単なる趣味ではなく、研究とのバランスを取る創造的な出口だったと評される。
15歳でチューリッヒ連邦工科大学（ETH）に入学。専攻は工学。すぐに物理へ転向した。
この学校には、55年前に一人のドイツ人青年が通っている。 高校で教師の似顔絵の濡れ衣を着せられ、告げ口を拒んで退学になり、卒業証書を持たないまま入学試験だけで入れる学校としてここを選んだ男 ― ヴィルヘルム・レントゲンである。
1927年、ブロッホはライプツィヒへ移り、当時26歳のハイゼンベルクの最初の博士学生となる。翌年の学位論文が、後に「ブロッホの定理」と呼ばれ、固体物理学という分野を丸ごと立ち上げることになる。23歳だった。
自ら去る
1932年春にライプツィヒに戻ったブロッホは、空気の変化を感じ取る。ライプツィヒ大学の学生たちは、ヒトラーの最も熱心な支持者の一部だった。
1933年、職業官吏再建法によって、ユダヤ人教授が次々と解雇されていく。ブロッホはスイス国籍だったため、法的には当面免れる立場にあった。
彼は残らなかった。同年3月、自ら辞職してライプツィヒを去る。
自分がまだ解雇されていない、という状態に留まることを、彼は選ばなかった。
コペンハーゲンにニールス・ボーア（コペンハーゲン解釈で知られる、当時の物理学の総本山のような存在である）を訪ねていたとき、スタンフォード大学からオファーが届く。
ブロッホはスタンフォードを知らなかった。ボーアとハイゼンベルクに相談したが、ハイゼンベルクが知っていたのは、それがカリフォルニアにあることと、近くの大学と学生同士がくだらない悪ふざけをやり合っているらしい、ということだけだった。（スタンフォードとカリフォルニア大学バークレー校は、対抗戦のトロフィーである斧を互いに盗み合う伝統がある。要するに何の役にも立たない情報だった）
ボーアの答えは明快だった。いい学校だ、行きなさい。
1934年、渡米。彼はここで理論家から実験家へと転じていく。
レーダーが与えたもの
1943年初夏、ロスアラモス。しかし同年秋、彼はプロジェクトを去る。理由は完全には解明されていない。
移った先は、ハーバード大学のレーダー対抗手段の研究だった。
ここが決定的だった。 戦時中のレーダー開発は、高周波電子工学を数世代分前進させていた。安定した発振、超ヘテロダイン受信、低雑音増幅、共振回路、位相検波 ― そして何より、雑音との戦い方という実務知。
NMRとレーダーは、周波数帯こそ違うが、工学的な課題は同じである。電波を出して、返ってくる極めて微弱な応答を聞き取る。 レーダーは飛行機からの反射波を、NMRは核スピンからの信号を。
戦争が終わる頃、この電子工学の知識と、戦前の中性子磁気モーメント研究が、彼の頭の中で結びついた。
核誘導 ― 1946年7月
スタンフォードに戻ったブロッホは、W.W.ハンセン、M.E.パッカードと共に、**核誘導（nuclear induction）**と呼ぶ手法を確立する。
試料を磁場に置き、コイルで高周波を当て、歳差運動する核スピンが別のコイルに誘導する起電力を、直接検出する。
ビームは要らない。真空も要らない。純粋に電磁気的な手続きであり、固体でも、液体でも、気体でも測定できる。
彼らが最初に信号を捉えた試料は、水だった。
人体の約7割は水である。
理屈の上では、1946年7月のこの瞬間に、扉は開いていた。
T1とT2
同じ年、彼はブロッホ方程式を提出する。磁場中の核磁化が時間とともにどう振る舞うかを記述した現象論的な方程式で、ここで二つの時定数が定義された。
縦緩和時間 T1 と、横緩和時間 T2。
技師にはおなじみの記号である。T1強調、T2強調という日常語の出どころが、1946年のこの方程式にある。
そして注意すべきは、ブロッホ方程式は T1・T2 を計算する式ではない、ということだ。「緩和は指数関数的に起きる」と仮定して、その時定数に名前を与えたにすぎない。中身が何で決まるのかは、まだ誰も知らなかった。
だが方程式の解は、現代の撮像条件そのものである。
Mz(TI) = M0 (1 − 2e^(−TI/T1))
この式から、縦磁化がゼロになる TI が出る。TI = T1 × ln2 ≒ 0.693 × T1。 STIRの脂肪抑制TI、FLAIRのCSF抑制TIは、これである。1.5Tで脂肪のT1が約250msなら、0.693×250 ≒ 170ms。
私たちは毎日、1946年のブロッホ方程式を解いている。
数週間後
最初の実験が成功して数週間後、ブロッホは知らせを受け取る。
同じ発見が、ハーバードで、独立に、同時になされていた。
第3幕 エドワード・パーセル ― 電話会社の息子
対極から来た男
1912年、イリノイ州テイラーヴィル。父は電話会社に勤め、後に地域の独立系電話会社の総支配人になった。母はヴァッサー大学卒。ともにイリノイ生まれの、アメリカ中西部の家庭である。
ブロッホとの対比は徹底している。亡命ユダヤ人と、アメリカの内側で育った男。理論家出身と、最初から回路の人。
パーセルが幼い頃から電気に惹かれたのには、具体的な理由がある。父の職場に転がっていた電話技術の資料と、家に届く業界誌を読んでいたからだ。 交換機、回線、増幅器。「電気信号を送り、受け取り、増幅する」世界が、彼の子ども時代の日常風景だった。
パデュー大学に電気工学で入学。在学中に関心は物理へ移る。1933年からドイツのカールスルーエ工科大学に交換留学 ― ブロッホが追われた、まさにその年のドイツである。 二人はまだ出会っていないが、同じ国の空気を、正反対の立場で吸っていた。
ハーバードで博士号。指導教員の一人はジョン・ヴァン・ヴレック、「現代磁性理論の父」と呼ばれる人物だった。
上司はラビだった
1940年、MIT放射線研究所（Rad Lab）へ。マイクロ波レーダー開発の中枢である。
そこでの上司が、I.I.ラビだった。 ラビはRad Labの副所長を務めていた。第1幕と第3幕が、ここで直接つながる。
パーセルはグループリーダーとして、微弱信号の検出と増幅、共振回路、雑音との戦いを叩き込まれる。ブロッホがハーバードで学んだのと、同じ技術である。
1946年に核磁気共鳴が二か所で同時に発見されたのは、偶然ではない。
地下室のパラフィン
戦争が終わり、パーセルはハーバードに戻る。ヘンリー・トーリー、ロバート・パウンドとともに、空き時間を使って実験を計画した。
1945年12月、ライマン物理学研究所の地下室。電磁石の中に、約1キログラムのパラフィンを詰めた容器を置く。共振空洞に接続し、磁場をゆっくり掃引していく。
共鳴条件に達した瞬間、パラフィン中の水素原子核が高周波エネルギーを吸収し、回路のQ値が変化した。 それをブリッジ回路で検出する。
レーダー技術者の発想である。ブロッホが「返ってくる信号を拾う」なら、パーセルは「試料がエネルギーを吸ったことによる回路の変化を読む」。
ブロッホは液体（水）、パーセルは固体（パラフィン）。 二人合わせて、凝縮系すべてでNMRが観測できることが確定した。1952年、二人にノーベル物理学賞。
なお、この受賞にも影がある。パーセルの発見はトーリーとパウンドとの共同であり、ブロッホの側もハンセンとパッカードとの共同だった。だが賞は3名までである。5人のうち2人だけが選ばれた。
この構造は、51年後にもう一度繰り返される。
BPP理論 ― 技師の日常の理論
1948年、パーセルはニコラス・ブルームバーゲン、ロバート・パウンドとともに、緩和現象の理論を発表する。3人の頭文字を取ってBPP理論と呼ばれる。
ブロッホは T1・T2 に名前を与えた。BPP理論は、その T1・T2 が分子レベルで何によって決まるかを説明した。
鍵は分子運動の速さ（相関時間 τc）である。
分子運動が速すぎる（自由水、CSF）→ 揺らぎの周波数がラーモア周波数から外れる → T1が長い
遅すぎる（固体、大分子）→ やはり効率が悪い → T1が長い
ちょうどラーモア周波数付近で揺らぐ（脂肪など）→ 最も効率よくエネルギーを渡せる → T1が短い
T1をτcに対してプロットするとV字型になる。
現場の常識の大半が、ここから出ている。 なぜCSFのT1が長く脂肪のT1が短いのか。なぜ1.5Tから3Tに上げるとT1が延びるのか（ラーモア周波数が上がり、V字の谷からずれるため）。なぜガドリニウムがT1を短縮するのか。
1948年の理論を、私たちは毎日使っている。
銀河へ向けた視線
そして1951年、パーセルは大学院生ハロルド・イーウェンとともに、星間空間の中性水素が放つ波長21cmの電波を検出する。
水素原子の電子スピンと陽子スピンの相対的な向きが反転するときに出る、極めて微弱な放射である。
これも「スピンの反転」であり、NMRとまったく同じ物理だ。 違うのは、試料が試験管の中の水か、銀河系全体の水素ガスかという点だけである。
この検出によって電波天文学が始まり、天の川銀河の渦巻き構造の地図が初めて描かれた。
パーセルは、スピンを見る技術を、人体ではなく銀河に向けた。
第4幕 リヒャルト・エルンスト ― 完成させた男
屋根裏の箱
1933年、スイス・ヴィンタートゥール。ブロッホがドイツを追われた年である。
少年時代の情熱は音楽だった。チェロを弾き、作曲家になることを真剣に考えていた。
（NMRの系譜には、音楽をやっていた人間が異様に多い。ブロッホのピアノ、エルンストのチェロ。後にダマディアンは週末にジュリアードでバイオリンを学ぶことになる。周波数、共鳴、位相 ― 扱っている物理が、そもそも音楽と同じだからかもしれない）
13歳のとき、家の屋根裏で、冶金技術者だった亡き叔父が遺した化学薬品の箱を見つける。彼は中身を片っ端から燃やし、爆発させ、反応させた。化学に取り憑かれた。
ETHで化学工学を修め、そのまま博士課程へ。テーマはNMR分光だった。
この博士課程を、彼自身が「暗く、絶望的だった」と回顧している。 当時のスイスでは彼の研究は誰にも評価されず、卒業したとき彼は、NMRという分野に未来はないと半ば思っていた。
その男が、10年後にNMRを作り変える。
なぞるか、一度に取るか
1963年、彼はカリフォルニアのバリアン・アソシエイツに就職する。
この会社は、ブロッホの技術を商品化するために生まれた会社だった。 1948年創業、当初の商品はクライストロン（レーダー用のマイクロ波増幅管）。1952年に世界初の商用NMR分光計を発売し、その開発はスタンフォードのブロッホのグループと緊密に連携して行われた。ブロッホの共同研究者パッカードが、そのままNMR部門を率いていた。
そこでエルンストが直面したのが、CW法の限界である。
当時のNMRは、弱い高周波を出しっぱなしにして、磁場か周波数をゆっくり掃引していた。スペクトルを横軸方向に「なぞる」方式である。
致命的な弱点は感度だった。ある瞬間に測定しているのは、スペクトル全体のうちのたった1点にすぎない。 1000点取るなら、各点に使える時間は1000分の1しかない。
結果、感度の高い水素しか実用にならず、天然存在比1.1%の炭素13は事実上測定不可能だった。有機化学者にとって、炭素骨格が見えないNMRは片手落ちである。
1964年、エルンストは同僚ウェストン・アンダーソンとともに、まったく違う方法を試す。
短く強力なパルスを一発打つ。
短いパルスは、フーリエ変換の性質上、広い周波数帯域を同時に含んでいる。1発ですべての核を一斉に励起できる。返ってくるのは、すべての周波数成分が重なった、一見わけの分からない減衰波形 ― FID。
それをフーリエ変換すれば、周波数スペクトルになる。
「1点ずつなぞる」から、「全部を一度に取って、後で分解する」への転換だった。
1966年の論文で感度は10倍、デカップリングと組み合わせて100倍に達した。炭素13が見えるようになり、微量サンプルが測れるようになった。NMRは、この瞬間に化学者の必需品となる。
現代のMRIが、そのまま使っているもの
RFパルスを打つ。FIDやエコーを時間領域で収集する。フーリエ変換する。
現代のMRIの信号収集は、完全にこの方式である。k空間を埋めてフーリエ変換するという基本動作は、エルンストが1966年に確立した手続きの空間版にすぎない。
もう一つ、技師の手元に直結するものがある。
パルスを繰り返し打つとき、縦磁化の回復を待っていては効率が悪い。かといって短いTRで90°を打ち続ければ飽和する。単位時間あたりの信号を最大化するフリップ角が存在する。
cos θ = e^(−TR/T1)
エルンスト角である。
GRE系シーケンスでフリップ角を設定するとき、私たちが使っている式だ。
そして重要なのは、この式が1966年のものだということである。GRE法が確立するのは1980年代前半、FLASHの登場が1986年。のちにエルンスト角と呼ばれる角度の算出式は、GRE法より20年早い。
GRE法がエルンスト角を必要としたのであって、エルンスト角がGRE法のために作られたのではない。当時この式が想定していた「試料」は、試験管の中の有機化合物だった。 分光化学者が、微量サンプルのスペクトルを一晩で取り切るための時間節約テクニックである。人体も、画像も、そこにはない。
分子へ向けた視線
エルンストはさらに進む。1974年から二次元NMRの実現に取り組み、1976年に確立。
（発端となるアイデアは、1971年にベルギーの物理学者ジャン・ジーナーが夏期講習会で口頭提案したものだった。ジーナーは論文にしなかった。エルンストは生涯、ジーナーの功績を公に認め続けている）
二次元NMRのうちNOESYは、「どの原子とどの原子が空間的に近いか」を教える。これを大量に集めれば、分子の立体構造を計算で再構成できる。
同僚クルト・ヴュートリッヒとの協力により、溶液中のタンパク質の立体構造決定が可能になった。結晶化できないタンパク質にも手が届く。現代の創薬は、この手法なしには成立しない。
1991年、ノーベル化学賞。単独受賞だった。
そして、向けなかった
エルンストは、MRIに必要な最後のピースの一つを完成させた。 パルス励起とフーリエ変換。1966年である。
そして、それを人体に向けなかった。
彼の関心は一貫して分子にあった。より高い分解能、より小さな試料、より複雑な分子構造。視線は「より小さいもの」へ向いていた。
第5幕 なぜ25年空いたのか
四人の仕事を並べると、1966年の時点で、必要なものはほぼ揃っていた。
凝縮系でNMRが観測できる（ブロッホ、パーセル 1946）
送受信コイルによる誘導検出（ブロッホ 1946）
T1・T2という枠組み（ブロッホ 1946）
緩和が分子環境で決まるという理論（BPP 1948）
パルス励起＋フーリエ変換（エルンスト 1966）
残っているのは、**「どこから来た信号かを知る方法」**だけだった。それは1973年、傾斜磁場という比較的単純な発想で解決される。
では、なぜ7年、いや25年かかったのか。
理由その一。装置が試験管サイズだった。 NMR分光計は数ミリの試料管を前提に設計されている。人間が入るという発想が、装置の形から出てこない。
理由その二。「分析化学の道具」という了解が強固すぎた。 NMRは化学者の学会で語られ、化学者の雑誌に載り、化学者向けに売られていた。医師の視界には入っていない。
理由その三。空間情報という問いが存在しなかった。 化学分析において、試料は均一である。「どこから来た信号か」を問う必要が、そもそもない。問いがなければ、答えは探されない。
理由その四。全員が物理学者と化学者だった。 誰も患者を診ていなかった。
そして最も本質的な理由は、おそらくこれである。
道具は、完成されるほど、その「正しい使い方」が固定される。
エルンストが道具を完璧にすればするほど、それは「分子を見るための道具」として完成度を上げ、それ以外のものになりにくくなった。優れた専門性は、視野を深くすると同時に、形を与えてしまう。
彼らは何も間違っていない。誰も医学を遠ざけようとしていない。
ラビの視線はCERNへ、パーセルは銀河へ、ブロッホは超伝導へ、エルンストは分子へ向かった。より小さいものと、より大きいものへ。
中間にある、等身大の人間の体だけが、空白のまま残された。
結び
MRIは、放射線技師にとって最も低侵襲な装置である。放射線を使わない。被曝がない。その意味で、放射線という言葉から最も遠い場所にある。
だが、その血筋をたどると、行き着く先は戦争である。
ラビはレーダー開発の中枢にいた。ブロッホはロスアラモスにいて、そこを去ってレーダー対抗手段の研究に移り、その経験が核誘導を生んだ。パーセルはRad Labでラビの下にいた。エルンストが就職した会社の最初の商品は、レーダー用の増幅管だった。
MRI装置の、磁石以外の部分は、系譜としてレーダーの子孫である。
そしてMRIが低侵襲なのは、誰かが患者に優しい技術を作ろうとしたからではない。彼らが調べたかったのが原子核の磁気モーメントだったから、たまたま電波と磁場を使う手法になっただけである。
X線は違った。レントゲンが最初の一枚を撮った瞬間から、それは体を透かして見るものだった。動機と用途が一致していた。
MRIは逆である。動機は純粋な物理学で、用途は25年後に他人が見つけた。
私たちが撮像条件を設定するとき触っているつまみは、ほぼすべて、人体を想定せずに作られたものだ。T1もT2も、BPPの緩和理論も、フーリエ変換も、エルンスト角も。
1971年、この壁を破ったのは、NMRの専門家ではなかった。
細胞内のナトリウムを調べていた、一人の臨床医である。彼にとってNMRは道具ですらなく、たまたま手元にあった機械にすぎなかった。だからこそ、「これを人間に向けたらどうか」と考えることができた。
罪ではない。ただ、視野には形があった。
（次回、レイモンド・ダマディアン編へ）
余談いくつか
■ ETHという交差点
ブロッホもエルンストもチューリッヒ連邦工科大学（ETH）の出身である。そしてレントゲンも、アインシュタインも。
面白いのは、4人とも正面から入っていないことだ。レントゲンは高校を退学になり、卒業証書不要という理由でここを選んだ。アインシュタインは16歳での受験に一度失敗している。ブロッホとエルンストは工学系で入って、それぞれ物理と化学へ流れた。
そもそもこのシリーズの登場人物は、ラビもコーマックもパーセルも、全員が工学から入って物理へ移っている。20世紀初頭、物理学はまだ「進路として存在しない」学問だった。
■ バリアンという会社
エルンストが就職したVarian Associatesは、1999年に3社に分割された。分析機器部門（NMR分光計）と、医療機器部門である。
後者の名はVarian Medical Systems。リニアックのメーカーである。
クライストロンという一つの真空管から、治療室とMR室の祖先が枝分かれした。放射線技師が日々向き合う二つの部屋の装置は、どちらもパロアルトの同じ一室から出ている。
なお同社は2021年、シーメンス・ヘルシニアーズが買収した。
■ ブロッホという名前を、もう一箇所で見ている
1931年から32年の冬、ブロッホはコペンハーゲンのボーアのもとで、荷電粒子の物質中での阻止能を研究した。ボーアの古典論とベーテの量子論の間のギャップを埋める補正項を導出している。
ベーテ・ブロッホの式のブロッホである。
LET、飛程、ブラッグピーク、そして粒子線治療の線量計算。この式が根幹にある。
つまり一人の物理学者が、MRIの物理と、粒子線治療の理論と、固体物理学の基礎を作った。28歳で阻止能、41歳で核誘導。ドイツを追われ、理論家から実験家に転じたことが、この二つを分けている。
■ 磁化率という言葉
ラビの学位論文のテーマ「結晶の磁化率」は、現代のMR室で毎日出てくる言葉でもある。
磁化率アーチファクト。SWI。空気と組織の境界での歪み。金属による信号消失。
ラビが1926年に結晶を溶液に吊るして測ろうとしていたのと同じ物理量を、私たちは今、脳内の微小出血として見ている。
■ 最初のMR画像は、CW法で撮られた
これは技師には意外かもしれない。
1973年、ラウターバーが最初の画像を撮った装置は、バリアンA-60という60MHzの化学分析用分光計だった。CW法 ― 弱い電波を出しっぱなしにしたまま磁場をゆっくり動かし、共鳴点を通過するのを待つ、エルンスト以前の古い方式である。傾斜磁場は、装置に元々付いていた直線z-shimコイルを流用した。
つまり彼は、既製の分光計にシムコイルを傾斜磁場として使い回して、画像を作った。しかも再構成は逆投影法 ― CTと同じ数学である。
エルンストのパルスFT法は、7年前に発表済みだったにもかかわらず、使われていない。
一方、マンスフィールドは最初からパルス法だった。現代のMRIはマンスフィールド側の方式である。
エルンストは1966年に完璧な収集方法を持っていたが、傾斜磁場を思いつかなかった。ラウターバーは古い収集方法しか持っていなかったが、傾斜磁場を思いついた。
道具ではなく、問いの立て方が壁だった。 この記事の主題が、ここで証明されている。
参考
Nobel Lectures / Biographical, NobelPrize.org（Rabi 1944, Bloch & Purcell 1952, Ernst 1991）
Bloch F. "Nuclear Induction", Physical Review, 1946
Purcell EM, Torrey HC, Pound RV. Physical Review, 1946
Bloembergen N, Purcell EM, Pound RV. Physical Review, 1948
Ernst RR, Anderson WA. Review of Scientific Instruments, 1966
Lauterbur PC. Nature 242:190-191, 1973
ETH Zürich Library, National Academy of Sciences Biographical Memoirs ほか
