同步辐射在医学成像中的应用综述

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1、万方数据-1277—2009年7月中国医学物理学杂志JIll．，2009箜堑堂箜!塑￡垡堡塑煦坠!坠璺!壁!丛!尘璺型些!!堡!!盟：堑：丛!：生同步辐射在医学成像中的应用综述孟德刚，孙晓光，黄钢(上海交通大学医学院附属仁济医院核医学科，上海200127)摘要：同步辐射(synchrotronradiation，SR)作为一种具有优良特性的新型光源已引起大家的广泛关注，几乎成为多学科公用的一个先进的、不可替代的综合科技平台，尤其在医学成像方面，更是表现出强劲的生命力。本文拟从同步辐射血管造影、支气管成像、断层显像、相位衬度显像等多面

2、阐述同步辐射在医学成像中的应用。关键词：同步辐射：吸收衬度成像；相位衬度成像；断层显像中图分类号：R543．3文献标识码：A文章编号：1005-202X(2009)04—1277--04ApplicationsofSynchrotronRadiationinMedicalImagingMENGDe-gang，SUNXiao-guang,HUANGGang(DepartmentofNuclearMedicine，RenjiHospital，ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine，Shang

3、hai200127，China)Abstract：Asanewtypeoflightsourcewithexcellentcharacteristics，SynchrotronRadiationhasattractedwidelyattentionfromallovertheworld，andalmostbecomesapowerfultechnologyplatformwhichcanbeusedinmanyfields．Specially,ithasplayaveryimportantroleinmedicalimaging．T

4、hispaperwillreviewtheseapplicationsfromsomeaspectsasfollow：thesynchrotronradiationangiography，bronchialimaging，tomography,phase-contrastimaging，eta1．Keywords：synchrotronradiation；absorptioneonlrastimaging；phasecontrastimaging；tomography刖吾X射线在1895年被德国物理学家伦琴发现后不久就被应用于医学成

5、像。给现代医学带来革命性的变化。如今，X射线检查已经成了各级医院中最常规、最重要的检查之一。而在二十世纪中期出现并逐步应用到医学成像中的同步辐射，更使得X射线的理论与实践应用上升的一个新水平，将医学影像学提升到一个前所未有的新高度。同步辐射是速度接近光速的带电粒子在磁场中沿弧形轨道运动时放出的电磁辐射。由于它最初是在同步加速器上首次被观察到，便被称为“同步辐射”。同步辐射光源作为新一代光源，具有一系列其他人工光源无法比拟的优良特性。是继电光源、X光源和激光光源后对人类生活和科学研究产生革命性影响的第四个人工光源，被人们誉为“神奇的光

6、”。收稿日期：2009--01-19基金项目：上海市重点学科建设项目资助(No．S03023)作者简介：盂德刚(1982一)．男．山东人，上海交通大学医学院在读硬士研究生，影像医学与核医学专业。通讯作者：孙晓光．E-mail：xgsun@vip．sina．com。1同步辐射的成像特点同步X射线与传统的显像模式有很大的不同。首先，同步x射线来自同步辐射装置而非x线球管电压和管电流。大体而言，前者的亮度要比后者高5-6个数量级，而应用了“扭摆器”(wiggler)等高级插入件后的第三代光源的亮度更是高达到12个数量级以上咖。其次，同步辐

7、射可以产生一个连续范围的光谱。从红外线、可见光到X线，横跨4~5个数量级，并且可用单色器(monochromatic)选择任意所需波段，调出光谱适用的波长的光进行生物品分析。单色光在穿透人体组织时没有能谱的改变，只有强度改变，可以消除医学成像中常常遇到的光束硬化问题。此外，同步X射线高度相干，其衍射和干扰现象可被用来显像；具有时间结构的脉冲性也可在时间分辨技术中应用。这些特性都能通过特殊的复杂的方式使物体显像，可以实现许多普通光源无法完成的成像。虽然这些新显像技术的具体过程很复杂，但基本概念却不难理解。2同步辐射的医学成像同步辐射光

8、强度高、能谱范围广这两个主要特点万方数据．1278_中国医学物理学杂志第26卷第4期2009年7月非常适用于医学成像。下面分别介绍目前同步辐射开展的相对成熟的几种医学成像方法【2】。2．1吸收衬度成像(absorptioncontra