我国X射线相位衬度成像研究获突破

2010-9-13 09:52 来源: 科学时报
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医疗CT技术有望实现新飞跃

  记者日前从中国科学技术大学获悉,该校研究员吴自玉领导的北京同步辐射装置和合肥国家同步辐射实验室联合成像科研小组,在X射线相位衬度成像研究领域取得重大突破,其研究成果克服了医学X射线CT技术应用X射线相位衬度成像方法的障碍,为形成更加快速、灵敏度更高、更安全的X射线相位CT技术奠定了基础。专家预测,这项新技术的诞生,将催生新型X射线相位CT产业。

  从伦琴发现X射线至今的100多年里,传统的基于吸收的X射线成像技术在医学临床诊断、生物学、材料科学、信息科学、安全检查和许多工业产品检测领域得到广泛应用,X射线透视和X射线CT与我们每一个人的生活和健康息息相关。然而,传统的X射线成像技术对重元素为主的物体(如骨头、金属等)比较敏感,能获得清晰的图像,而对轻元素为主的生物软组织(如早期肿瘤、血管)、高分子材料(如多孔塑料、碳纤维、高聚合物)只能得到模糊的图像。与之相比,近十几年来发展起来的X射线相位衬度成像具有明显的优势,可以对轻元素构成的生物软组织获得高清晰(衬度)的图像。但由于成像方法比较繁琐,成像时间过长,辐射剂量过高,不适合生物医学样品的成像要求,难于与目前广泛使用的医学X射线CT技术相结合,因此,X射线相位衬度成像技术的推广应用遇到了瓶颈。

  吴自玉领导的联合成像科研小组,瞄准X射线相位衬度成像普及应用这个与人类健康紧密相关的课题,利用X射线正面入射和反面入射吸收相同、折射角相反的原理,提出攻克这一难题的研究方案。为了验证这一研究方案的可行性,科研人员先后与日本东京大学和瑞士同步辐射光源的X射线成像专家合作,对老鼠关节、脑部等软组织开展了一系列实验研究,获得了完全肯定的实验结果。新方法具有简便、快速、低辐射剂量(辐射剂量至少降低50%)的特点,可以与现有的医学X射线CT技术相结合,形成操作简便、辐射剂量低的X射线相位CT新技术。

  这项研究成果发表在最近出版的国际学术期刊美国《国家科学院院刊》(PNAS)上,被审稿人誉为“近20年来X射线成像研究取得的重大突破”。该成果一经发表,立即引起国际同行的高度关注,今年8月中旬在美国芝加哥举行的第十届X射线显微术国际会议上,吴自玉所作的特邀报告获得多位国际著名X射线成像专家的高度评价,一致认为该成果具有巨大的应用前景。