臨床X射線相襯成像的實現分析

孫秀麗

18世紀80年代末倫琴發現了X射線，在吸收襯度基礎上所建立起的X射線成像技術到目前為止已有100多年的歷史了，它在臨床醫學的應用過程中得到了廣泛應用，并取得了一系列的效果[1]。上個世紀末，人們對X射線相位襯度成像的技術以及方法開始研究，它為臨床醫學的影像學技術發展帶來了深遠的影響。為了對臨床X射線相襯成像的實現進行全面了解，本研究將對實現臨床X射線相襯成像的方法、基本原理等資料進行探討，現報道如下。

1 臨床X射線相襯成像實現的意義

在臨床醫學中傳統的X射線透視成像主要是根據樣品的厚度、成分以及密度分布對X線的吸收度不同來進行成像處理的，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就是X射線在透過機體時，其存在一定的強度衰減變化。此種成像方式的最終效果取決于物質的吸收系數。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行成像。基于此，普通X射線成像結果可以對生物體的軟組織以及硬組織進行有效的區分，并對不同軟組織之間的差別進行區分，而傳統的X射線成像技術則不能達到這一效果。

對于穿透力較強的X射線而言，在對人體的輕元素器官，例如血管、肌腱、韌帶以及關節軟骨進行成像處理時，由于各組織對此類X線的吸收量差別不大，采用傳統的X射線來對其進行成像處理，雖然可以得到相應的圖像，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用價值較低。

2 臨床X射線相襯成像實現過程中的技術問題

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

由于平行光與空間具有較高的相干性，對于實際光源而言，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。在試驗過程中，同步輻射光源下的試驗結果雖較為理想，不過，同步輻射裝置較為龐大且復雜，其造價也相對較高，因此，其在臨床中應用的概率極低。

在X射線相襯成像實現過程中，理想的光源必須與空間完全相干，對于實際光源而言，只要其光源點的尺寸足夠小，就可以達到與理想光源基本相同的效果。在對靶面進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，這就是試驗過程中X射線光源的尺寸[3]。在試驗過程中引出角度的不同，其結果中所得到的有效光斑也會大不相同，不過其光源的尺寸在某種程度上還是難以滿足試驗過程中的相關要求，由于光源的尺寸難以得到進一步縮小，因此普通的X射線管并不是臨床應用的最理想的相干光源。

目前，實驗室中的微聚焦X線管的光源最小聚焦尺寸可以達到500nm，它在一定程度上實現了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、蒼蠅的各個子器官進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到要求，不過其應用到實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，如果對患者進行長時間光照，就會對其組織細胞造成嚴重的損傷，因此，對于微聚焦管X射線在臨床中的應用還有待進一步研究。

3 小結

在對患者行臨床診斷時，類同軸全息X射線成像最有可能實現，其臨床應用前景也較為廣闊。不過要想使臨床X射線相襯成像得以實現，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問題。

在醫學技術快速發展的今天，醫學影像技術逐漸由宏觀向著微觀方向發展，其對組織結構以及空間的分辨率也有所提高。微觀影像學在臨床中的應用使得對人體各個部位的細微病理變化進行觀察得以實現。作為臨床中最為常用的影像學診斷方式，X射線相襯成像技術也得到了不斷的發展，但其在實際的臨床應用過程中仍存在一些實際以及理論問題急待解決。從影像學在臨床中的應用情況來看，在臨床影像學中，X射線相襯成像技術的應用前景還十分廣闊，同時它也是未來影像學的發展方向之一。

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

[2]楊強，劉鑫，郭金川，等.無吸收光柵的X射線相位襯度成像實驗研究[J].物理學報，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驗[J].納米技術與精密工程，2010，8(1):63-69.

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

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