硬X線相位襯度成像研究獲重大進展
2010/9/17  閱讀數(shù)：

 “近20年來X射線成像的重大突破”——在最新出版的國際權(quán)威綜合性科技期刊《美國國家科學(xué)院院刊》［PNAS, 107, 31, 13576-13581 (2010)］上，審稿人對我國硬X射線相位襯度成像研究給予如是高度評價。


　　這項由中國科學(xué)院高能物理研究所北京同步輻射裝置與合肥國家同步輻射實驗室聯(lián)合成像科研小組獲得的重要進展，消除了醫(yī)學(xué)X射線斷層掃描（CT）技術(shù)應(yīng)用X射線相位襯度成像方法的障礙，為形成安全性和靈敏度更高的X射線相位襯度CT技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。專家預(yù)期，這項新技術(shù)的誕生和人類健康的巨大需求，將催生出新型X射線相位CT產(chǎn)業(yè)。




　　從倫琴發(fā)現(xiàn)X射線至今的100多年里，傳統(tǒng)的基于吸收的X射線成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)臨床診斷、生物學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)、安全檢查和許多工業(yè)產(chǎn)品檢測領(lǐng)域得到極其廣泛的應(yīng)用。今天，X射線透視和X射線CT已經(jīng)與每個人的生活和健康息息相關(guān)。然而，傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)，對吸收系數(shù)較大的以重元素為主的物體（如骨頭、金屬等）可清晰成像，而對以輕元素為主的生物軟組織（如早期腫瘤、血管）和高分子材料（如多孔塑料、碳纖維、高聚合物），卻只能提供模糊的成像襯度。




　　據(jù)科研人員介紹，與傳統(tǒng)的X射線吸收成像技術(shù)相比，硬X射線相位襯度成像技術(shù)具有明顯優(yōu)勢：它基于X線通過輕元素獲得的相位改變，可以對由輕元素構(gòu)成的生物軟組織獲得高成像襯度。但是，目前阻礙硬X射線相位襯度成像技術(shù)推廣應(yīng)用的瓶頸是：提取相位信息的方法太繁瑣，需要的曝光劑量過高，不適合生物醫(yī)學(xué)樣品的成像要求，難以和現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)X射線CT技術(shù)相結(jié)合。




　　由吳自玉研究員帶領(lǐng)的北京同步輻射裝置和合肥國家同步輻射實驗室聯(lián)合成像科研小組的科研人員發(fā)現(xiàn)，X射線正面入射和背面入射的兩張投影像，其吸收襯度具有對稱性，而折射襯度具有反對稱性�；�于這一原理，科研人員提出X射線相位CT新方法。為了驗證這一方案的正確性，他們先后和日本東京大學(xué)、瑞士同步輻射光源的X射線成像專家合作開展了一系列精心設(shè)計的實驗研究，獲得了完全肯定的實驗結(jié)果。




　　研究表明，這一解決方案克服了以往硬X射線相位襯度成像方法中的不足，不但可使曝光劑量至少降低50%，而且像傳統(tǒng)X射線吸收CT一樣****作簡便，可實現(xiàn)快速三維成像。




　　該研究迅速引起了國際同行的高度關(guān)注。不久前在美國芝加哥召開的“第十屆X射線顯微術(shù)國際會議（XRM2010，Chicago）”上，我國專家受邀做特邀報告，多位國際著名X射線成像專家在報告后予以高度評價，一致認為這項研究成果具有重大應(yīng)用前景。

編輯：商務(wù)部