突破X射線相位CT難題 癌癥早期診斷率獲提高

 廣大患者渴望實(shí)現(xiàn)的癌癥早期診斷、早期發(fā)現(xiàn)，是國際醫(yī)學(xué)界久攻不下的一道難題。我國研究人員日前取得的一項(xiàng)重大突破，為顯著提高癌癥早期診斷率帶來了曙光：該成果克服了醫(yī)學(xué)X射線CT應(yīng)用X射線相位襯度成像方法的障礙，為形成更加快速、靈敏度更高、的X射線相位CT技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。專家預(yù)測(cè)，X射線相位CT有望在未來5-10年內(nèi)研制成功。

　　該成果是由中國科技大學(xué)吳自玉研究員領(lǐng)導(dǎo)的北京同步輻射裝置和合肥國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合成像科研小組研究完成的，發(fā)表在近出版的國際權(quán)威期刊《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）上，被審稿人譽(yù)為“近二十年來X射線成像研究取得的重大突破”。該項(xiàng)成果一經(jīng)發(fā)表，立即引起國際同行的高度關(guān)注，今年8月中旬在美國芝加哥舉行的第十屆X射線顯微術(shù)國際會(huì)議上，吳自玉研究員受會(huì)議邀請(qǐng)所做的特邀報(bào)告，獲得多位國際著名X射線成像專家的高度評(píng)價(jià)，一致認(rèn)為該成果具有巨大的應(yīng)用前景。

　　據(jù)吳自玉介紹，從倫琴發(fā)現(xiàn)X射線至今的100多年里，傳統(tǒng)的基于樣品吸收的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)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，由于傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)只能對(duì)密度高的物體（如骨頭、金屬等）獲得清晰的圖像，而對(duì)密度低的物體（如早期腫瘤、血管、臟器等）和高分子材料（如塑料、碳纖維等），只能得到模糊的圖像。與之相比，近十幾年來發(fā)展起來的X射線相位襯度成像具有明顯優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)生物軟組織獲得清晰的圖像。目前阻礙X射線相位襯度成像推廣應(yīng)用的瓶頸是，提取相位信息的方法太繁瑣，成像周期太長，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，難于和目前廣泛使用的醫(yī)學(xué)X射線CT技術(shù)相結(jié)合。

　　吳自玉領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合成像科研小組，瞄準(zhǔn)X射線相位襯度成像普及應(yīng)用這個(gè)與人類健康緊密相關(guān)的課題，利用X射線正面投影和背面投影兩張像中，吸收相同、折射角相反的原理，提出攻克這一難題的研究方案。為了驗(yàn)證這一研究方案的可行性，科研人員先后與日本東京大學(xué)和瑞士同步輻射光源的X射線成像專家合作，選擇老鼠關(guān)節(jié)和腦部等和人體組織類似的樣品，開展了一系列精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新方法具有簡便、快速、低輻射劑量（輻射劑量至少降低50%）的特點(diǎn)，可以與現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)X射線CT技術(shù)相結(jié)合，形成操作簡便、輻射劑量低的X射線相位CT新技術(shù)。

　　據(jù)吳自玉介紹，雖然研制X射線相位CT設(shè)備的理論問題已經(jīng)解決，但是還要克服工藝和技術(shù)方面的諸多難題，特別是研發(fā)這套設(shè)備要求高水平的微加工技術(shù)相配合才有可能成功，而我國的微加工技術(shù)與國際先進(jìn)水平相比，存在一定的差距。“盡管存在困難，但我對(duì)未來5-10年研制成功X射線相位CT設(shè)備充滿信心。”吳自玉說。