一束細到肉眼無法覺察的光線，能像X射線那樣將人體組織、血管完全記錄下來，其微米級別的精確度，甚至能讓X光線也無法覺察的腫瘤初期細胞也暴露無遺，從而更早地發現異常病變。
在近日舉行的主題為「同步輻射在醫學臨床診斷中的應用」的第97期東方科技論壇上，專家們表示，20多年來，同步輻射的醫學應用研究伴隨著同步輻射光源的發展取得巨大進步，發展出許多常規光源不可能完成的成像方法和檢測技術，具有很好的發展勢頭和應用前景，第三代同步輻射成像有望成為未來臨床醫學診斷的重要手段。
醫學診斷優越性顯著
同步輻射光源是特殊的大科學裝置，能夠提供從硬X射線到遠紅外波段的高亮度光束。自1947年首次觀察到同步輻射以來，同步輻射光源的發展已經歷了三代。隨著第三代同步輻射光源的廣泛使用，X射線光源的特性得到極大改善，為新的X射線成像方法的產生創造了條件。
據介紹，目前的研究已將X射線顯微的應用擴展到早期腫瘤診斷、輻射治療、植物和農作物、先進位造業、考古學和地球物理學、先進材料製備等領域，其中成效最突出的當屬臨床醫學診斷。專家指出，這緣於第三代同步輻射在醫學診斷應用方面顯著的優越性。
新光源能清晰拍出過去「隱形」的血管、神經等軟組織照片。上海應用物理研究所研究員肖體喬說：「傳統方法診斷可看到幾毫米，新光源則能細緻到微米。這有助於更早發現病變，提前介入治療。」
專家表示，目前X射線雖能起到很好的成像作用，但因其所含的光線種類較多，且方向相對較散，形成的各種影響重疊在一起，圖像比較模糊。而第三代同步輻射光源方向性較強，即便是人體內的毛細血管，也能清晰地拍出來。因此，有了第三代同步輻射光源後，醫生若發現病人某部位毛細血管突然增生，就可以有意識地發現腫瘤。另一方面，第三代同步輻射光源較「純淨」，對人體的危害性相對較小。
眾所周知，癌症等疾病是越早診斷越好，但往往發現時腫瘤已到中晚期。中科院上海應用物理研究所所長徐洪傑研究員指出，同步輻射X射線成像具有傳統X射線成像方法所不具有的特點。他說：「X射線成像基本是吸收成像，對弱吸收物體成像，如乳腺癌、肺癌的早期診斷很困難。而第三代同步輻射光源具有良好的相干性及相干通量，使得許多以前無法完成的成像實驗得以實現。」
據介紹，同步輻射的醫學應用主要基於同步輻射極高的強度和較寬的能譜範圍。與X光管的特徵譜相比，同步輻射可提供極高的光通量和平滑的能譜，能在任意能量強度下產生單色X光束。由於單色光束在穿透人體組織的過程中只有強度改變，能譜不變，因此可以消除在醫學成像和治療中經常遇到的射束硬化問題。另一方面，由於單色光能量可調，研究人員可以通過選擇最有效的能量來獲得特定過程的增強成像和輻射效果，從而使病人在治療過程中以更少的劑量獲得更好的成像質量。
以「上海光源」為契機
推動國內發展
本次論壇旨在研討國內外同步輻射在醫學臨床診斷中的應用現狀與發展趨勢，討論我國在這一研究領域的未來發展策略及主要應用方向，探討如何用好上海光源建造這一契機，通過加強學科交叉聯合推動國內在這一重要研究領域的快速發展。來自加拿大國家同步輻射光源研究基地、義大利Elettra同步輻射光源研究基地、澳大利亞同步加速器國家實驗室、東京理科大學、日本光子工廠（Photon Factory）和我國上海交通大學、中山醫院、中科院上海光學精密機械研究所以及中科院上海應用物理研究所等單位的30多位同步輻射X射線成像、生物醫學成像學者參會。
目前，國家重大科學工程、第三代同步輻射裝置「上海光源」正在緊張建設中，作為首批線站之一的「X射線成像及生物醫學應用光束線站」，將使我國的同步輻射醫學臨床診斷研究邁上新臺階。徐洪傑表示，「上海光源」可以提供單色、通量高和可調諧範圍大的優異硬X射線。該線站預計2009年建成，可動態、清晰地拍攝出反襯性很弱的軟組織，如血管、神經等的圖片，還可觀測到生物體內的動態過程。若能在建成後推廣應用，將有效提高我國腫瘤早期的診斷機率。
然而與會專家也表示，一個小型同步輻射裝置造價不菲，因此將同步輻射X射線成像方法應用於臨床診斷雖然前景很好，但目前僅處於應用研究階段。要得到進一步的臨床應用，還需選擇一些條件合適的醫院、醫學研究中心等作為載體。目前，世界上很多同步輻射裝置上都建立了專用實驗站，用於醫學成像研究。
專家們希望能通過本次論壇，組織國內外專家研討圍繞同步輻射在醫學臨床診斷中的應用問題，建立有效機制，推動不同學科的交叉融合，促成同步輻射專家和醫學專家的長期密切合作，並探討了相關研究方向和具體項目設立等問題。