突破X射線相位CT難題癌症有望更早發現

該成果是由中國科技大學吳自玉研究員領導的北京同步輻射裝置和合肥國家同步輻射實驗室聯合成像科研小組研究完成的，發表在最近出版的國際權威期刊《美國科學院院刊》（PNAS）上，被審稿人譽爲“近二十年來X射線成像研究取得的重大突破”。該項成果一經發表，立即引起國際同行的高度關注，今年8月中旬在美國芝加哥舉行的第十屆X射線顯微術國際會議上，吳自玉研究員受會議邀請所做的特邀報告，獲得多位國際着名X射線成像專家的高度評價，一致認爲該成果具有巨大的應用前景。

據吳自玉介紹，從倫琴發現X射線至今的100多年裏，傳統的基於樣品吸收的X射線成像技術在醫學臨牀診斷、生物學、材料科學、信息科學等領域得到廣泛的應用。然而，由於傳統的X射線成像技術只能對密度高的物體（如骨頭、金屬等）獲得清晰的圖像，而對密度低的物體（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，近十幾年來發展起來的X射線相位襯度成像具有明顯優勢，可以對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用的瓶頸是，提取相位信息的方法太繁瑣，成像週期太長，需要的曝光劑量過高，不適合生物醫學樣品的成像要求，難於和目前廣泛使用的醫學X射線CT技術相結合。

吳自玉領導的聯合成像科研小組，瞄準X射線相位襯度成像普及應用這個與人類健康緊密相關的課題，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。爲了驗證這一研究方案的可行性，科研人員先後與日本東京大學和瑞士同步輻射光源的X射線成像專家合作，選擇老鼠關節和腦部等和人體組織類似的樣品，開展了一系列精心設計的實驗研究。實驗結果表明，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，可以與現有的醫學X射線CT技術相結合，形成操作簡便、輻射劑量低的X射線相位CT新技術。

據吳自玉介紹，雖然研製X射線相位CT設備的理論問題已經解決，但是還要克服工藝和技術方面的諸多難題，特別是研發這套設備要求高水平的微加工技術相配合纔有可能成功，而我國的微加工技術與國際先進水平相比，存在一定的差距。“儘管存在困難，但我對未來5-10年研製成功X射線相位CT設備充滿信心。”吳自玉說。