普通X線診斷的偉大發(fā)展

普通X線診斷的偉大發(fā)展第1頁(yè)/共13頁(yè)

某魚(yú)尾部靜脈系統(tǒng)（部分）成像

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乳腺腺癌標(biāo)本的４種攝影技術(shù)圖像:a為普通乳腺攝影，

b為Ｘ線輻射能量為２２.２keＶ時(shí)的乳腺攝影，

c為位相攝影，

d為病理標(biāo)本。

圖中：Ａ為無(wú)細(xì)胞的致密纖維組織，Ｂ為腫瘤轉(zhuǎn)移至淋巴管，Ｃ為靜脈。

第3頁(yè)/共13頁(yè)X線相位對(duì)比攝影（Phase–contrastRadiography,PhR）概念是IngalV.N.,BeliaevskayaE.A.,EfanovV.P.最早于1991年5月14日，在研究物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的專利中提出的。詳細(xì)生物體檢查的描述是IngalV.N.,BeliaevskayaE.A.,BushuevV.A.于1997年1月16日的專利中闡述的。

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傳統(tǒng)Ｘ線攝影時(shí)，原發(fā)射線為連續(xù)光譜（波），穿過(guò)被檢體后，對(duì)于結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的顯示依靠的是密度差，其檢測(cè)差異低。第5頁(yè)/共13頁(yè)ＰＨＲ時(shí)，使用的是單能射線，通過(guò)被檢體后，由于反射和干涉效應(yīng)等，對(duì)于結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的檢測(cè)差異大第6頁(yè)/共13頁(yè)1、X線相位對(duì)比攝影技術(shù)的原理

第7頁(yè)/共13頁(yè)簡(jiǎn)而言之，相位對(duì)比攝影技術(shù)是用具有單色平行特征且符合一定參數(shù)的X線對(duì)物體進(jìn)行照射，利用光的相干特性，取得帶有相位干涉信息的圖像。X線典型的參數(shù)是：光譜-5×10–4，在某方向上分散10-6

弧度，垂直方向-4°。這一X線束由單晶體單色器通過(guò)對(duì)X線管發(fā)出射線的“布拉格”反射產(chǎn)生，它具有高度的一致性和空間相干性。當(dāng)這樣一種X線穿過(guò)物體后，其一致性改變且發(fā)生折射。折射產(chǎn)生于器官和組織間的內(nèi)外邊緣，折射角非常小，大約10–610–7弧度。為了顯示這一細(xì)微的角度變化，更多地利用了“布拉格”反射，在物體后增加了單晶矽（稱解析器），它把X線的相位改變轉(zhuǎn)換位強(qiáng)度改變。相位對(duì)比攝影成像的具體原理相當(dāng)復(fù)雜，從本質(zhì)上說(shuō)，X線光波在物體中的輕微偏差，即可額外取得相位延遲且隨著偏差值變化。在解析板上隨之發(fā)生偏差和非偏差波之間的干涉作用，解析板上產(chǎn)生了具有高對(duì)比的圖像邊緣。

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X線相位對(duì)比攝影技術(shù)的特點(diǎn)

（1）關(guān)于空間分辨率。相位對(duì)比攝影圖像的辨析是通過(guò)這樣一個(gè)事實(shí)：即使是很小的結(jié)構(gòu)，其也具有很高的邊緣對(duì)比。相位對(duì)比攝影技術(shù)顯示的最小細(xì)節(jié)尺寸隨光學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)而變化，在0.01mm~0.025mm之間。

（2）關(guān)于密度靈敏度。相位對(duì)比攝影技術(shù)對(duì)于在兩種物質(zhì)間邊界的密度變化的靈敏度，理論上估計(jì)為0.002~0.0003g/cm3，但實(shí)驗(yàn)證明為0.002~0.005g/cm3。在吸收對(duì)比小于1%時(shí)，可觀察到的軟組織解剖結(jié)構(gòu)邊界的對(duì)比值也具有10%~50%，該值顯然超過(guò)了其它最好記錄系統(tǒng)2%的靈敏度。（3）不使用對(duì)比劑?？梢栽诓皇褂萌魏螌?duì)比劑的情況下，觀察到細(xì)微組織結(jié)構(gòu)，這就避免了因使用對(duì)比劑而帶來(lái)的注射痛苦，也可能避免了繼發(fā)的對(duì)比劑過(guò)敏反應(yīng)。（4）與X線的吸收、衰減無(wú)關(guān)。在相位對(duì)比攝影技術(shù)中，解剖結(jié)構(gòu)的圖像對(duì)比不依靠對(duì)輻射的吸收，它由組織結(jié)構(gòu)邊界對(duì)光波的折射決定。折射效果由彈性“湯普生”散射支配，在物體內(nèi)部不產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換，所以60~70keV范圍的光譜，提供了體內(nèi)最小的吸收、最小的患者輻射劑量，能成功用于診斷。

（5）輻射劑量低。與常規(guī)X線技術(shù)比較，相位對(duì)比攝影技術(shù)的輻射劑量減低，可由單一能量輻射源的使用和相位對(duì)比圖像上顯著的對(duì)比增強(qiáng)來(lái)說(shuō)明。高的對(duì)比是由物體本身的自然結(jié)構(gòu)以及消除了“康普頓”散射、熒光效應(yīng)造成的，它們被晶體解析板的裂隙所吸收，未或很少對(duì)圖像構(gòu)成影響。第9頁(yè)/共13頁(yè)精品課件！第10頁(yè)/共13頁(yè)精品課件！第11頁(yè)/共13頁(yè)《光學(xué)學(xué)報(bào)》2008年03期報(bào)道了中國(guó)科技大學(xué)蔣詩(shī)平、李妹芳等的文章《同軸X射線相位襯度計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影術(shù)研究》。他們基于北京同步輻射裝置(BSRF)開(kāi)展了同軸X射線相位襯度計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影術(shù)(CT)研究。利用北京同步輻射的14keV單色X射線作為光源,以高分辨能力的X射線膠片作為探測(cè)器,分別開(kāi)展吸收襯度和同軸相位襯度成像的比較研究以及相位襯度計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影術(shù)研究。相位襯度計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影術(shù)重建采用Bronnikov提出的算法。結(jié)果顯示,與傳統(tǒng)的吸收襯度圖像相比,相位襯度圖像具有更好的襯度和更高的空間分辨力;實(shí)驗(yàn)獲得人工樣品和蝗蟲(chóng)的相位襯度計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影術(shù)重建圖像。重建圖像中可見(jiàn)樣品的一些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,