临床X射线相衬成像的实现分析

孙秀丽

18世纪80年代末伦琴发现了X射线，在吸收衬度基础上所建立起的X射线成像技术到目前为止已有100多年的历史了，它在临床医学的应用过程中得到了广泛应用，并取得了一系列的效果[1]。上个世纪末，人们对X射线相位衬度成像的技术以及方法开始研究，它为临床医学的影像学技术发展带来了深远的影响。为了对临床X射线相衬成像的实现进行全面了解，本研究将对实现临床X射线相衬成像的方法、基本原理等资料进行探讨，现报道如下。

1 临床X射线相衬成像实现的意义

在临床医学中传统的X射线透视成像主要是根据样品的厚度、成分以及密度分布对X线的吸收度不同来进行成像处理的，这也就是人们常说的吸收衬度成像[2]。这种成像方式的主要依据就是X射线在透过机体时，其存在一定的强度衰减变化。此种成像方式的最终效果取决于物质的吸收系数。其主要原理就是利用轻元素与重元素对X射线的吸收差异来进行成像。基于此，普通X射线成像结果可以对生物体的软组织以及硬组织进行有效的区分，并对不同软组织之间的差别进行区分，而传统的X射线成像技术则不能达到这一效果。

对于穿透力较强的X射线而言，在对人体的轻元素器官，例如血管、肌腱、韧带以及关节软骨进行成像处理时，由于各组织对此类X线的吸收量差别不大，采用传统的X射线来对其进行成像处理，虽然可以得到相应的图像，不过其衬度以及空间分辨率均受到了极大的限制，其在各类癌症的早期诊断过程中的应用价值较低。

2 临床X射线相衬成像实现过程中的技术问题

在获得相位衬度成像的过程中，其关键内容主要包含以下两方面的内容，一方面是探测器与样品以及样品与适当光源之间的距离；二是相关光源。

由于平行光与空间具有较高的相干性，对于实际光源而言，只要其平行度较好即可满足X射线相衬成像的基本需求，同步辐射光源正好符合这一要求。因此，在X射线相衬成像试验过程中，通常是采用同步辐射光源来作为相干光源的。在试验过程中，同步辐射光源下的试验结果虽较为理想，不过，同步辐射装置较为庞大且复杂，其造价也相对较高，因此，其在临床中应用的概率极低。

在X射线相衬成像实现过程中，理想的光源必须与空间完全相干，对于实际光源而言，只要其光源点的尺寸足够小，就可以达到与理想光源基本相同的效果。在对靶面进行投影的过程中普通X射线管电子束呈线状，其尺寸一般在1mm×10mm左右，这就是试验过程中X射线光源的尺寸[3]。在试验过程中引出角度的不同，其结果中所得到的有效光斑也会大不相同，不过其光源的尺寸在某种程度上还是难以满足试验过程中的相关要求，由于光源的尺寸难以得到进一步缩小，因此普通的X射线管并不是临床应用的最理想的相干光源。

目前，实验室中的微聚焦X线管的光源最小聚焦尺寸可以达到500nm，它在一定程度上实现了X射线相衬成像过程中光源的高度相干性，提高了最终图像的分辨率。临床资料显示，在对蚊子、苍蝇的各个子器官进行成像处理的过程中，微聚焦X射线所得到的图像效果极好[4]。

就实际的情况而言，在临床X射线相衬成像过程中，微聚焦管X射线的光源相干度虽然可以达到要求，不过其应用到实际的临床工作中还存在一定的困难[5]。例如人体组织的尺寸相对较大，但微聚焦管X射线的通透量较小，其透射的射线也就相对较少。此外，如果对患者进行长时间光照，就会对其组织细胞造成严重的损伤，因此，对于微聚焦管X射线在临床中的应用还有待进一步研究。

3 小结

在对患者行临床诊断时，类同轴全息X射线成像最有可能实现，其临床应用前景也较为广阔。不过要想使临床X射线相衬成像得以实现，就必须解决样品与光源、相干光源以及探测器与样品之间的距离，这也是临床X射线相衬成像过程中的主要技术问题。

在医学技术快速发展的今天，医学影像技术逐渐由宏观向着微观方向发展，其对组织结构以及空间的分辨率也有所提高。微观影像学在临床中的应用使得对人体各个部位的细微病理变化进行观察得以实现。作为临床中最为常用的影像学诊断方式，X射线相衬成像技术也得到了不断的发展，但其在实际的临床应用过程中仍存在一些实际以及理论问题急待解决。从影像学在临床中的应用情况来看，在临床影像学中，X射线相衬成像技术的应用前景还十分广阔，同时它也是未来影像学的发展方向之一。

[1]李然，王燕，刘松，等.临床X射线相衬成像研究进展[J].生命科学仪器，2009，7(4):3-10.

[2]杨强，刘鑫，郭金川，等.无吸收光栅的X射线相位衬度成像实验研究[J].物理学报，2012，61(16):130-134.

[3]龚绍润，高峰，徐雅洁，等.X射线同轴相衬成像实验[J].纳米技术与精密工程，2010，8(1):63-69.

[4]王燕，陈家璧，张学龙，等.硬X射线相衬成像用于医学临床的物理基础[J].中国医学物理学杂志，2009，26(2):1043-1045，1050.

[5]武杰，陈家璧，张学龙.X线相衬成像的理论与仿真实验[J].中国介入影像与治疗学，2010，7(5):591-593.