臨床X射線相襯成像的實(shí)現(xiàn)分析

孫秀麗

18世紀(jì)80年代末倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，在吸收襯度基礎(chǔ)上所建立起的X射線成像技術(shù)到目前為止已有100多年的歷史了，它在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用過程中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了一系列的效果[1]。上個(gè)世紀(jì)末，人們對X射線相位襯度成像的技術(shù)以及方法開始研究，它為臨床醫(yī)學(xué)的影像學(xué)技術(shù)發(fā)展帶來了深遠(yuǎn)的影響。為了對臨床X射線相襯成像的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行全面了解，本研究將對實(shí)現(xiàn)臨床X射線相襯成像的方法、基本原理等資料進(jìn)行探討，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 臨床X射線相襯成像實(shí)現(xiàn)的意義

在臨床醫(yī)學(xué)中傳統(tǒng)的X射線透視成像主要是根據(jù)樣品的厚度、成分以及密度分布對X線的吸收度不同來進(jìn)行成像處理的，這也就是人們常說的吸收襯度成像[2]。這種成像方式的主要依據(jù)就是X射線在透過機(jī)體時(shí)，其存在一定的強(qiáng)度衰減變化。此種成像方式的最終效果取決于物質(zhì)的吸收系數(shù)。其主要原理就是利用輕元素與重元素對X射線的吸收差異來進(jìn)行成像?；诖?，普通X射線成像結(jié)果可以對生物體的軟組織以及硬組織進(jìn)行有效的區(qū)分，并對不同軟組織之間的差別進(jìn)行區(qū)分，而傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)則不能達(dá)到這一效果。

對于穿透力較強(qiáng)的X射線而言，在對人體的輕元素器官，例如血管、肌腱、韌帶以及關(guān)節(jié)軟骨進(jìn)行成像處理時(shí)，由于各組織對此類X線的吸收量差別不大，采用傳統(tǒng)的X射線來對其進(jìn)行成像處理，雖然可以得到相應(yīng)的圖像，不過其襯度以及空間分辨率均受到了極大的限制，其在各類癌癥的早期診斷過程中的應(yīng)用價(jià)值較低。

2 臨床X射線相襯成像實(shí)現(xiàn)過程中的技術(shù)問題

在獲得相位襯度成像的過程中，其關(guān)鍵內(nèi)容主要包含以下兩方面的內(nèi)容，一方面是探測器與樣品以及樣品與適當(dāng)光源之間的距離；二是相關(guān)光源。

由于平行光與空間具有較高的相干性，對于實(shí)際光源而言，只要其平行度較好即可滿足X射線相襯成像的基本需求，同步輻射光源正好符合這一要求。因此，在X射線相襯成像試驗(yàn)過程中，通常是采用同步輻射光源來作為相干光源的。在試驗(yàn)過程中，同步輻射光源下的試驗(yàn)結(jié)果雖較為理想，不過，同步輻射裝置較為龐大且復(fù)雜，其造價(jià)也相對較高，因此，其在臨床中應(yīng)用的概率極低。

在X射線相襯成像實(shí)現(xiàn)過程中，理想的光源必須與空間完全相干，對于實(shí)際光源而言，只要其光源點(diǎn)的尺寸足夠小，就可以達(dá)到與理想光源基本相同的效果。在對靶面進(jìn)行投影的過程中普通X射線管電子束呈線狀，其尺寸一般在1mm×10mm左右，這就是試驗(yàn)過程中X射線光源的尺寸[3]。在試驗(yàn)過程中引出角度的不同，其結(jié)果中所得到的有效光斑也會(huì)大不相同，不過其光源的尺寸在某種程度上還是難以滿足試驗(yàn)過程中的相關(guān)要求，由于光源的尺寸難以得到進(jìn)一步縮小，因此普通的X射線管并不是臨床應(yīng)用的最理想的相干光源。

目前，實(shí)驗(yàn)室中的微聚焦X線管的光源最小聚焦尺寸可以達(dá)到500nm，它在一定程度上實(shí)現(xiàn)了X射線相襯成像過程中光源的高度相干性，提高了最終圖像的分辨率。臨床資料顯示，在對蚊子、蒼蠅的各個(gè)子器官進(jìn)行成像處理的過程中，微聚焦X射線所得到的圖像效果極好[4]。

就實(shí)際的情況而言，在臨床X射線相襯成像過程中，微聚焦管X射線的光源相干度雖然可以達(dá)到要求，不過其應(yīng)用到實(shí)際的臨床工作中還存在一定的困難[5]。例如人體組織的尺寸相對較大，但微聚焦管X射線的通透量較小，其透射的射線也就相對較少。此外，如果對患者進(jìn)行長時(shí)間光照，就會(huì)對其組織細(xì)胞造成嚴(yán)重的損傷，因此，對于微聚焦管X射線在臨床中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)

在對患者行臨床診斷時(shí)，類同軸全息X射線成像最有可能實(shí)現(xiàn)，其臨床應(yīng)用前景也較為廣闊。不過要想使臨床X射線相襯成像得以實(shí)現(xiàn)，就必須解決樣品與光源、相干光源以及探測器與樣品之間的距離，這也是臨床X射線相襯成像過程中的主要技術(shù)問題。

在醫(yī)學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)逐漸由宏觀向著微觀方向發(fā)展，其對組織結(jié)構(gòu)以及空間的分辨率也有所提高。微觀影像學(xué)在臨床中的應(yīng)用使得對人體各個(gè)部位的細(xì)微病理變化進(jìn)行觀察得以實(shí)現(xiàn)。作為臨床中最為常用的影像學(xué)診斷方式，X射線相襯成像技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展，但其在實(shí)際的臨床應(yīng)用過程中仍存在一些實(shí)際以及理論問題急待解決。從影像學(xué)在臨床中的應(yīng)用情況來看，在臨床影像學(xué)中，X射線相襯成像技術(shù)的應(yīng)用前景還十分廣闊，同時(shí)它也是未來影像學(xué)的發(fā)展方向之一。

[1]李然，王燕，劉松，等.臨床X射線相襯成像研究進(jìn)展[J].生命科學(xué)儀器，2009，7(4):3-10.

[2]楊強(qiáng)，劉鑫，郭金川，等.無吸收光柵的X射線相位襯度成像實(shí)驗(yàn)研究[J].物理學(xué)報(bào)，2012，61(16):130-134.

[3]龔紹潤，高峰，徐雅潔，等.X射線同軸相襯成像實(shí)驗(yàn)[J].納米技術(shù)與精密工程，2010，8(1):63-69.

[4]王燕，陳家璧，張學(xué)龍，等.硬X射線相襯成像用于醫(yī)學(xué)臨床的物理基礎(chǔ)[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2009，26(2):1043-1045，1050.

[5]武杰，陳家璧，張學(xué)龍.X線相襯成像的理論與仿真實(shí)驗(yàn)[J].中國介入影像與治療學(xué)，2010，7(5):591-593.