X射线相干散射成像在医学中的应用进展

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X射线相干散射成像在医学中的应用进展

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第 2卷第 2期 5 20 0 6年 4月

北京生物医学工程 B in i e i l nier g e i Bo dc g e n jg m aE n i

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综述

x射线相干散射成像在医学中的应用进展 刘太辉 摘要

宋建中刘景鑫王忠厚韩广良

X射线相干散射在医学中的应用是当前的一个极有前途和极富挑战性的课题。本文概述了 x射线

相干散射成像技术的原理和在医学中的应用。重点介绍了 x射线相干散射成像技术、x射线衍射增强成像技术和 x射线相干散射 C T成像技术的研究和进展。从临床应用的角度对它们进行了展望。 关键词相干散射衍射增强成像 ( E)相干散射 C ( S T骨矿密度 ( M ) DI T CC ) B D 中图分类号 R 1 81文献标识码 A 文章编号 10—2 8 (0 6 20 0 .5 0 23 0 2 0 )0 . 40 2

T e Ap l ai n o r y C h r n c t r I g g i e ii e H U T iu,S NG Ja z o g, h p c t fX-a o e e tS a t ma i M d cn i o e n n ah i’ O in h n’

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r irc o h ne a ga dX ry o e n sa e T i ai r an m ai d T ef u i n wt h i ei i c p l a o a d f t n n a c i百n n — h r tc t r s sae i ys m r e . tr o t s e c n c n pi t n y fa i e d m ac e t C m . m l u z h u ef h e q n l ia c i u i p o p ce swe1 s r s e t a l. d

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x射线的相干散射 (— ychrn sae)就是指 x射 x r oe tctr a e t线的衍射，又称为 x射线的弹性散射，有些文献中称为 x 射线前向小角度散射。劳厄 ( a o ae发现了 x射线 M xynLu)的衍射现象，在 11人们第一次获得了 x射线的相干散 92年射图像，那是对铜的晶体结构成像。x射线相干散射技术可以用来检测分子和超分子结构的类型。所以在对物质的晶体结构进行分析时，x射线相干散射是一种有效的方法。 x射线发现至今 10余年来，其应用沿着两个不同方

0向在发展：一个是在医学诊断上有限制地使用透射成像方式辅助进行医学的诊断；另一个是 x射线的散射，它主要被用于对物质的原子和分子结构的研究；X射线的相干散射在医学中的应用还是最近十几年的事情。国外的一些医 基金项目：国家自然科学基金 (0 702资助 6326 )作者单位： 1中国科学院西安光学精密机械研究所 (安 706 )西 108 2中国科学院研究生院 (京 10 3 )北 009 3中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 (长春 10 3 ) 3 0 1 一

学研究机构和放射线技术研究机构都对 x射线的相干散射作用在医学诊断上的应用给与了极大地关注，并取得了一 些初步的研究成果。

在医学的临床应用中，目前的放射线影像设备主要还是应用 x射线的透射衰减效应作为成像的主要手段。但是由于透射成像对细节展示能力不够，影像只能够反映某些人体组织的病变，对许多疾病不能准确判断。例如， x射线乳房透视成像术对妇女的乳腺癌的诊断的假阳性比率很

高，有大约 2%的患者必须另外做活体组织检查来确诊…。 0 同时，假阴性的比率也很高，相对那些准确确诊的癌症病 人的比例，大约 1%被误诊为阴性。而对人体的软骨的可 0视化是目前的 x射线医学影像设备无法完成的，同样对肺气肿和瘤腺肿的早期诊断也是很难实现的。 x射线相干散射在研究中所表现出的特性，为上述的问题的解决提供了 种切实可行的方法，人们正考虑应用 x射线的相干散射

技术辅助进行更为精确的医疗诊断。相信在未来的医学影 像技术中它会得到广泛的应用。

4吉林大学中日联谊医院 (春 10 3)长 30 3

作者简介：刘太辉 (9o -,男，在读博士，主要研究方向医学 17_ ) 图像处理。

1 X射线相干散射的基本原理 对于纯晶体，x射线的相干散射 (射 )图形由一系衍

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