美国和加拿大的科学家团队近期在核磁共振成像（MRI）技术领域取得重大突破，成功实现了对人体内分子变化的实时观测。这一新型MRI技术通过操控分子自旋，将扫描速度和精度提升至前所未有的水平，未来有望在癌症等疾病的早期诊断中发挥关键作用。相关研究成果已发表于《科学》杂志。

传统MRI依赖于氢原子核在磁场中的共振信号，但其灵敏度有限，难以直接探测低浓度的生物分子。新技术的核心在于利用超极化（hyperpolarization）方法增强信号强度。加拿大研究团队采用仲氢（parahydrogen）——一种常用于航天燃料的氢分子异构体——作为磁性源。通过将仲氢的磁性转移至目标分子，并在动物模型中验证，他们发现扫描灵敏度提升了约1000倍。原本需要90天才能完成的生物系统数据统计，现在仅需几秒钟即可完成，极大加速了药物代谢动力学和肿瘤生长动力学的研究进程。

与此同时，美国团队则通过动态核极化（Dynamic Nuclear Polarization, DNP）技术，调整原子核的自旋分布，在分子间制造显著的不平衡态，使分子成为功能更强大的磁体。这种技术产生的信号强度可达传统MRI中氢原子信号的数千至数万倍，从而生成超高分辨率的分子图像。该技术不仅适用于癌症检测，还可用于实时监测药物在体内的分布与代谢，以及神经退行性疾病中蛋白质聚集的动态过程。

这一突破标志着MRI从宏观解剖成像正式迈入分子影像学（molecular imaging）时代，为精准医疗提供了全新的工具。未来，结合人工智能算法，该技术有望实现单细胞水平的代谢成像，进一步推动基础研究与临床诊断的融合。