日前，中國科學(xué)院高能物理所北京同步輻射裝置的科研人員在硬X射線相位襯度CT成像研究領(lǐng)域獲得重大進展。這一研究成果消除了醫(yī)學(xué)X射線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CT技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

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)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。X射線透視和X射線CT和我們每一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)，對重元素為主的物體（如骨頭、金屬等）比較敏感，而對輕元素為主的生物軟組織（如早期腫瘤、血管）、高分子材料（如多孔塑料、碳纖維、高聚合物）只能得到模糊的圖像。和傳統(tǒng)的X射線吸收成像技術(shù)相比，近十幾年來發(fā)展起來的硬X射線相位襯度成像具有明顯的優(yōu)勢，可以對輕元素構(gòu)成的生物軟組織獲得高得多的成像襯度。目前阻礙硬X射線相位襯度成像的推廣應(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，難于和現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)X射線CT技術(shù)相結(jié)合。

北京同步輻射裝置的科研人員，瞄準X射線相位襯度成像普及應(yīng)用這個與人類健康緊密相關(guān)的課題，利用X射線正面入射和反面入射吸收相同，折射角相反的原理，提出攻克這一難題的研究方案。為了驗證這一研究方案的正確性，北京同步輻射裝置的科研人員先后和日本東京大學(xué)和瑞士同步輻射光源的X射線成像專家合作，開展了一系列精心設(shè)計的實驗研究，獲得了完全肯定實驗結(jié)果，相關(guān)論文發(fā)表在最近一期的PNAS期刊上（PNAS, 107, 31, 13576-13581 (2010)），被審稿人譽為“近二十年來X射線成像的重大突破”。這一研究成果表明，北京同步輻射裝置的科研人員提出的解決方案，不但使X射線相位襯度成像的曝光劑量至少降低50%，而且可以像傳統(tǒng)X射線吸收CT一樣操作簡便，實現(xiàn)快速三維成像。可以預(yù)期，這項新技術(shù)的誕生和人類健康的巨大需求，必將催生出新型的X射線相位CT產(chǎn)業(yè)，為人們更健康更舒適地生活做出貢獻。

附圖.低劑量、快速X射線相位CT實驗結(jié)果，樣品為大鼠爪，（a）微分相位襯度投影像，（b1）軸位斷層重建像，(b2) 冠位斷層重建像。圖像中不但可以看到骨頭，而且可以看到肌肉甚至毛發(fā)。