由中國工程院院士、深大光電工程學(xué)院院長牛憨笨院士主持的“Ｘ射線相襯成像研究”作為國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項目目前取得重大突破，已用自己發(fā)展的“Ｘ射線相襯成像”技術(shù)獲得了軟組織的清晰圖像，今后可將該技術(shù)用于常規(guī)體檢，如早期癌癥診斷，造福于人類。
用于常規(guī)體檢取得重大進(jìn)展
牛憨笨院士最近在深圳大學(xué)光電工程學(xué)院多功能廳為廣大師生做了題為《微納米分辨成像研究進(jìn)展》的專題報告，介紹了這個項目的進(jìn)展情況。
“Ｘ射線相襯成像”是從１８９５年德國實(shí)驗物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)Ｘ射線以來Ｘ射線成像領(lǐng)域的一次革命。
以往利用Ｘ射線透視、攝影和ＣＴ等只能獲得Ｘ射線的“吸收襯度圖像”，不能用于癌癥的早期診斷。因為早期癌癥病變大多發(fā)生在軟組織所組成的器官中，而軟組織及輕元素組成的其它物質(zhì)對Ｘ射線的吸收差異很小，靠吸收成像很難形成高對比度的清晰圖像。
“Ｘ射線相襯成像”則是通過記錄被透視物體的相位信息，獲得高對比、高清晰圖像，而這只能利用相干性好的“Ｘ射線源”獲得。目前，“Ｘ射線相襯圖像”一般都是利用“同步輻射源”獲得，但“同步輻射源”成本極高，無法實(shí)現(xiàn)常規(guī)體檢。
目前國際上一些研究組也在設(shè)法于普通實(shí)驗室獲得“Ｘ射線相襯圖像”，雖然取得一定的進(jìn)展，但都難以走向應(yīng)用。牛憨笨課題組基于“微分干涉成像原理”，提出一種不要吸收光柵就能實(shí)現(xiàn)“Ｘ射線相襯成像”的方法，并只需２幅原圖像就可以獲得相襯圖像。通過課題組攻關(guān)首次利用自己研制的核心器件和系統(tǒng)獲得了高質(zhì)量的Ｘ射線相襯圖像。
應(yīng)用廣泛已引起國際關(guān)注
“Ｘ射線相襯成像”與“Ｘ射線吸收成像”的不同之處是，它不僅可獲得高原子序數(shù)原子所組成物體的相襯和吸收圖像，還可獲得低原子序數(shù)的原子所組成物體的相襯圖像。因此，課題組拍到的圖像不僅獲得骨骼的清晰圖像，還獲得軟組織的清晰圖像，這是原來“Ｘ射線吸收成像”做不到的。更重要的，接受“Ｘ射線相襯成像”時所受的輻射比原來的“Ｘ射線吸收成像”還要小。該技術(shù)可用于早期癌癥診斷、危險品檢查、基礎(chǔ)研究和軍事等領(lǐng)域，尤其可利用此技術(shù)發(fā)展早期癌癥診斷的體檢設(shè)備。
“接下來的工作主要是解決更大工作面積器件的問題和相襯成像實(shí)驗及結(jié)果解釋等方面的工作，爭取早日投入應(yīng)用。”牛憨笨院士說。原來，課題組在研究的過程中就注意到核心器件的產(chǎn)業(yè)化問題，所研制的工藝都是低成本的。課題組希望此項技術(shù)今后能普及應(yīng)用至人們的常規(guī)體檢當(dāng)中，成功篩查出早期癌癥。
牛憨笨院士的課題組目前有２０名成員，包括７位教師、１位博士后、４位博士和８位碩士。５年來課題組潛心研究，國家投入重點(diǎn)基金２２０萬元，深圳市、南山區(qū)和深圳大學(xué)大力支持，配套投入。目前，該課題組由于在Ｘ射線相襯成像相位獲取方法、核心器件及其關(guān)鍵技術(shù)上有創(chuàng)新和突破，課題組的研究已經(jīng)引起了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
