中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

近日，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)(Technical University of Munich,TUM)的研究人員首次將暗場(chǎng)X射線成像方法應(yīng)用于臨床CT。

與傳統(tǒng)X射線成像相比，暗場(chǎng)成像能夠提供人體內(nèi)部超微細(xì)結(jié)構(gòu)的信息。研究人員利用原型機(jī)生成了三維暗場(chǎng)X射線圖像。研究成果在線發(fā)表于Proceedings of the National Academy of Sciences雜志(《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》)。

什么是暗場(chǎng)成像？

傳統(tǒng)X射線設(shè)備，當(dāng)X射線從發(fā)射源傳到探測(cè)器時(shí)，會(huì)被中間組織衰減，利用不同組織的不同程度衰減來(lái)產(chǎn)生圖像。因此，具有較強(qiáng)衰減作用的骨骼和類(lèi)似結(jié)構(gòu)在X射線成像中呈白色，而更易透過(guò)的組織類(lèi)型(如肺)會(huì)產(chǎn)生更暗的圖像。

暗場(chǎng)成像則是利用X射線的小角度散射來(lái)成像。當(dāng)X射線與不同密度的物質(zhì)(比如肺和空氣之間的界面)交互時(shí)，就會(huì)發(fā)生散射，可達(dá)微米量級(jí)甚至納米量級(jí)尺度。通過(guò)對(duì)這種散射效應(yīng)的分析，能夠得到組織結(jié)構(gòu)非常精細(xì)的額外信息，這是傳統(tǒng)X射線成像無(wú)法做到的。

為什么難以用于臨床？

由于暗場(chǎng)X射線獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，其所需的光學(xué)元件制作非常困難，所以暗場(chǎng)成像也一直難以實(shí)現(xiàn)。

近年來(lái)，有研究者將基于同步輻射光源的暗場(chǎng)成像技術(shù)應(yīng)用于軟骨組織、早期乳腺癌診斷成像，取得了優(yōu)于傳統(tǒng)X射線成像的效果。但由于同步輻射裝置體積龐大、造價(jià)昂貴、視場(chǎng)小，無(wú)法在臨床醫(yī)學(xué)和工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2008年，瑞士的Pfeiffer等人在X光機(jī)上使用光柵基于Talbot-Lau干涉法實(shí)現(xiàn)了大視場(chǎng)(如64mmX64mm)的X射線暗場(chǎng)成像。光柵成像技術(shù)的出現(xiàn)讓暗場(chǎng)成像擺脫了對(duì)同步輻射光源的束縛和依賴，極大降低了應(yīng)用門(mén)檻。它能夠很好地區(qū)分塑料和橡膠兩種材料，還能觀察到雞翅的骨頭和肌肉組織中超微細(xì)結(jié)構(gòu)。

但是，在人體CT設(shè)備實(shí)施暗場(chǎng)成像方法依然面臨著各種技術(shù)挑戰(zhàn)，被限制在比人體體型小得多的范圍。除了尺寸之外，CT機(jī)架的高速旋轉(zhuǎn)也給技術(shù)設(shè)計(jì)帶來(lái)了特殊困難，由此導(dǎo)致的振動(dòng)會(huì)影響設(shè)備內(nèi)部的微調(diào)組件。

科研突破

TUM的研究人員開(kāi)發(fā)出一款原型機(jī)，將暗場(chǎng)成像與臨床CT設(shè)備結(jié)合起來(lái)，一次掃描即可捕獲常規(guī)和暗場(chǎng)X射線圖像，能夠用于人體上半身胸部模型，并且尺寸足夠大，可以在真實(shí)患者身上重復(fù)預(yù)期應(yīng)用，不僅能夠診斷肺部疾病，還可以區(qū)分各種類(lèi)型的腎結(jié)石和組織沉積物。

這款原型機(jī)依賴于放置在X射線源和探測(cè)器之間的三個(gè)光柵。通過(guò)分析機(jī)架快速旋轉(zhuǎn)所引起的振動(dòng)，TUM研究團(tuán)隊(duì)利用它們實(shí)現(xiàn)了光柵之間所需的位移，并開(kāi)發(fā)了基于參照掃描來(lái)濾除振動(dòng)影響的算法。當(dāng)X射線通過(guò)光柵時(shí)，在探測(cè)器上產(chǎn)生一個(gè)特征圖案。隨后，當(dāng)人體位于光束路徑上時(shí)，該特征圖案發(fā)生變化。正是從這些偏差中，暗場(chǎng)成像能夠評(píng)估人體的組織結(jié)構(gòu)。它的輻射劑量只有傳統(tǒng)CT的1/50。

臨床應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn)，暗場(chǎng)CT可以顯示早期慢性阻塞性肺疾病引起的肺泡結(jié)構(gòu)變化。

臨床胸部模型的暗場(chǎng)CT重建顯示，除了常規(guī)的衰減對(duì)比，暗場(chǎng)對(duì)比也被獲取，提供了關(guān)于組織孔隙度的信息。這里的胸部模型填充了模擬肺組織的泡沫插入物，以及包含不同材料的管子(從左到右:POM、空氣、糖粉、水)。雖然目標(biāo)結(jié)構(gòu)非常小，并且常規(guī)CT衰減很低，但是它們?cè)诎祱?chǎng)圖像中依然很容易被看到。

行業(yè)現(xiàn)狀

十幾年來(lái)，暗場(chǎng)X射線成像是一個(gè)較為活躍的研究領(lǐng)域，我國(guó)學(xué)者也取得了相關(guān)研究進(jìn)展。早在2009年，清華大學(xué)和同方威視技術(shù)股份有限公司的科研人員就申請(qǐng)了“X射線暗場(chǎng)成像系統(tǒng)和方法”的發(fā)明專利。

2017年，飛利浦公司在中國(guó)申請(qǐng)了“改進(jìn)的相襯和暗場(chǎng)CT重建算法”發(fā)明專利。

德國(guó)TUM科研團(tuán)隊(duì)的最大成果，是在臨床CT設(shè)備中實(shí)現(xiàn)了暗場(chǎng)成像技術(shù)，為暗場(chǎng)CT的臨床應(yīng)用打下基礎(chǔ)。該團(tuán)隊(duì)表示，一旦暗場(chǎng)CT系統(tǒng)被批準(zhǔn)用于臨床，肺部成像將最先獲益，因?yàn)樵摷夹g(shù)已經(jīng)在慢性阻塞性肺病、肺氣腫、肺氣腫、纖維化和肺癌的小動(dòng)物研究中顯示出應(yīng)用前景。