達馬迪安的預言是正確的,但當他去謀求經費,研製大到能掃描人體的NMR機器時,他被公認為是“可笑的傻瓜”。自拉比發現核磁共振以來已經過了30多年,但要利用不穩定的原子核極其微弱的衰變信號把人體變成無線電發射機,聽上去依然很古怪。紐約市健康研究中心告訴他,人體NMR掃描儀的構想是毫無意義的。國家衛生研究院也回絕了他。達馬迪安氣憤至極,他給正在與癌症作鬥爭的尼克鬆總統寫了一封信,控訴國家衛生研究院“無比愚蠢”,請求總統幹預此事。看來尼克鬆發揮了作用。1972年1月,達馬迪安得到了3年的科研經費,每年2萬美元,這筆經費用完後他又得到了另一筆補助。他購買了一台標準的小型NMR機器繼續他的研究,測定了弛豫率不同的28種人體組織。例如,他發現乳房腫瘤的弛豫率是1.08秒,而正常乳房組織的弛豫時間隻有0.367秒。他在《國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Science)上發表了他的成果。他現在更加堅定了建造人體NMR掃描儀的決心。
盡管達馬迪安的突破沒有引起醫療機構的興趣,但這引起了NMR學術界化學家和物理學家們的極大興趣。詹姆斯·埃克諾默是約翰霍普金斯大學醫院NMR專家唐納德·霍利斯(Donald Hollis)的學生,他建議他的團隊:既然達馬迪安已經檢測到小白鼠身上的癌症,他們應該看看是否有可能檢測人體癌症。“我坐下來研讀達馬迪安的論文,”霍利斯告訴克萊因菲爾德,“論文提出理論上能檢測癌症,除此之外,沒有意義。”他稱達馬迪安關於水分子結構的理論是“完全輕率的理論,簡直是妄論”。達馬迪安告訴我們:“活體細胞和組織內的水結構被普遍否定。當然,那時還沒有NMR磁譜分析學家,霍利斯沒有理由質疑癌組織中的NMR水質子信號與健康組織不同。”埃克諾默和霍利斯沒有使用他們自己的NMR設備,他們也沒有走訪別人,反而徑直去了新肯辛頓的NMR專營公司,也就是達馬迪安完成實驗的地方。他們自己帶去了小白鼠,做了兩天測試後,他們終於明白達馬迪安自有其道理。霍利斯想利用更多類型的癌症組織進一步研究這個問題,他還沒有上升到要嚐試製造能掃描人體的儀器。
數月後的1971年9月初,另一個約翰霍普金斯大學醫學院的研究人員、霍利斯的研究生利昂·A·薩彥(Leon A.Saryan)帶來更多小白鼠做NMR磁譜分析。他的實驗引起了在一旁觀看的保羅·C·勞特伯爾(Paul C.Lauterbur)的極大興趣,勞特伯爾是一位42歲的化學家,他剛剛取代雅柯成為財務緊縮的NMR專營公司總裁。
勞特伯爾出生在俄亥俄州的悉尼,離代頓市約40公裏。他父親是無敵麵包機公司的機械工程師,勞特伯爾在美國的鄉村長大,喜歡戶外活動:打獵、釣魚、騎馬等,而且他還是科學能手。在1945年念高中時,他在自己組建的科學俱樂部上作出了關於原子彈的演講。他成績雖好但算不上優異,他在凱斯理工學院取得了化學學位——該校後來並入了凱斯西儲大學——隨後,他在匹茲堡的梅隆學院任研究助理時讀取了博士學位。他主要的科學興趣在於矽膠,一種有彈性的長鏈分子化合物,很像橡膠,他的研究得到了道·康寧的資助。有一次在匹茲堡大學,一場關於NMR的演講讓勞特伯爾認識到了有用的工具該是什麼樣子;隨後,他應征入伍,被送到位於馬裏蘭州埃基伍德陸軍化學品中心的NMR實驗室,幫助研究化學戰。離開陸軍後,他在紐約州立大學石溪分校開始做一個NMR項目,在休假年[1]去斯坦福大學對NMR作了更深入的研究。在他觀看薩彥做實驗那天,他就開始思考掃描某些東西的原理。他將拓展知識的疆界。
獲取實驗品組織的信號著實有趣,但如何才能區分信號的來源,並足以繪製一張化學地圖呢?在他蜷著身子盯著巨無霸漢堡時,他豁然開朗:磁場梯度。想想烤膠機(或許是他下意識想到的)。烤膠機的溫度逐漸增加,從周圍到中心形成了一個溫度梯度——任意一點的溫度取決於其在烤膠機上所處的部位。在一般的NMR機器裏,所有點的磁場是穩定的,勞特伯爾猜想,要是在統一的靜力磁場上添加弱磁場梯度,被掃描物體每一點的無線電波的共振頻率會稍有不同。隨後,掃描儀能接收到物體每個部分對應的不同信號,並告訴計算機信號源準確的空間位置。