中科大X射線成像研究獲突破

2021-01-12 中安在線網站

　　9月2日，記者從中國科大獲悉，由該校研究員吳自玉領導的科研小組，日前在X射線成像研究領域取得重大突破，克服了醫學X射線CT技術相位襯度成像方法的障礙，形成了操作簡便、輻射劑量低的X射線相位CT新技術，可運用於生物軟組織如腫瘤、血管的成像。研究成果發表在最近出版的國際權威期刊《美國科學院院刊》上，審稿人譽之為「近二十年來X射線成像研究取得的重大突破」。

　　傳統的X射線成像技術，運用於重元素為主的物體如骨頭、金屬，能獲得清晰圖像；而對輕元素為主的生物軟組織，如早期腫瘤、血管等，只能得到模糊圖像。與之相比，近十幾年來發展起來的X射線相位襯度成像具有明顯優勢，可以對軟組織獲得高清晰圖像。但由於成像方法比較繁瑣，成像時間過長，輻射劑量過高，X射線相位襯度成像技術長期以來不適合生物醫學樣品的成像要求，難以與目前廣泛使用的醫學X射線CT技術相結合。近年來，吳自玉領導的科研小組，利用X射線正面入射和反面入射吸收相同、折射角相反的原理，提出攻克X射線相位襯度成像難題的研究方案。科研人員先後與日本東京大學和瑞士同步輻射光源的X射線成像專家合作，對老鼠關節、腦部等軟組織開展了一系列的實驗研究，獲得完全肯定的實驗結果，輻射劑量至少降低50%。(桂運安、楊保國)

相關焦點

  • 深圳大學X射線成像新技術獲突破
    日前，中國工程院院士、深圳大學光電工程學院院長牛憨笨向國家自然科學基金委員會副主任孫家廣等專家匯報了該院在X射線相襯成像技術領域的最新研究進展。
  • 當LIGA技術與光柵法X射線 相襯成像相遇
    ，尤其在光柵法X相襯成像領域有廣泛應用。 X射線相位襯度成像和傳統的X射線吸收成像相比，X射線相位襯度成像能夠為輕元素樣品提供高得多的襯度，特別適合用於對軟組織和輕元素構成的樣品進行成像。目前，主要的5類相襯成像方式中，大部分對光源的相干性要求極高，只能在同步輻射光源或者藉助微焦點X射線源實現。而光柵法相襯成像，經過十多年的發展，已經成為在實驗室實施相襯成像實驗的主流技術路線。
  • 國家同步輻射實驗室取得X射線相位襯度成像重大突破
    X射線相位襯度成像是在世紀之交蓬勃發展起來新型成像技術，它彌補了傳統X射線成像技術對輕元素材料不敏感的不足，為生命科學、材料科學、信息科學以及醫療診斷、安全檢查和工業產品檢測等展現了美好的應用前景。然而，迄今為止發展的X射線相位襯度成像方法太繁瑣、曝光時間過長、輻射劑量過高，阻礙了這種新型成像技術的應用。
  • 打破傳統X射線平板探測器的固有限制,高分辨X射線發光擴展成像機制獲解析
    X射線影像技術在醫學診斷、安全檢查、工業無損探傷上具有廣泛而重要的應用。目前，大多數X射線平板探測器需要集成薄膜電晶體陣列、非晶矽光電轉換層和閃爍體，傳統X射線影像設備難以對曲面及不規則目標物的三維X射線成像，且存在體積龐大、設備昂貴等問題。相對於傳統剛性器件，作為新興技術的柔性電子器件具有更大的靈活性，能夠適應不同的工作環境。但是柔性X射線成像關鍵技術一直難以攻克。
  • EUV和X射線波段的三維陣列成像研究獲進展
    中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射物理聯合實驗室張軍勇課題組首次將古希臘梯子映射到納米結構中，以解析的數學形式完整描述了三維陣列焦點成像的方法
  • Raptor Photonics發布Raptor 電子倍增型X射線成像相機 Falcon III...
    相機解析度1024x1024，像元尺寸10um，滿解析度幀頻可達34fps，X-ray探測範圍1.2eV-20KeV。該相機非常適合對靈敏度、幀速有更高要求的軟X-ray探測的應用。112mm x 94mm典型應用：X-ray顯微成像、斷層影像、相襯成像和源特性、X-ray等離子診斷、
  • 自供電的X射線檢測器有望改變醫學成像技術現狀
    美國Los Alamos國家實驗室和Argonne國家實驗室的研究人員合作研發了一個新的X射線檢測器原型，可顯著減少輻射暴露和相關的健康風險，有望改變醫學成像技術的現狀，同時也提高了安全掃描儀和研究應用方面成像的解析度。
  • 陳黎明教授聯合中科院專家首次實現超分辨的X射線鬼成像
    X光透射成像/CT作為非侵入式的診斷方式，是目前醫學領域最重要的臨床檢測手段，也在此次新冠肺炎的疫情抗擊中扮演了非常重要的角色。但由於電離效應X射線對於蛋白質、細胞等會造成相當程度的輻射損傷，據國際放射學會研究報告，每年X射線的醫學診斷就會導致相當數量的癌症和白血病患者，因此如何降低診斷所需的劑量至關重要。
  • 黑白X射線變彩色 醫學彩色成像讓醫學診斷向新技術邁進
    據美國物理學家組織網phys.org 2018年7月12日消息，紐西蘭科學家首次使用了採用歐洲核子研究組織（CERN）大型強子對撞機的粒子跟蹤技術改造的MARS光譜X射線掃描儀對人類進行了3D彩色X光檢查。
  • 揭秘古代動物木乃伊，X射線成像技術助力無損研究
    施普林格·自然旗下開放獲取期刊<科學報告>最新發表一篇考古學研究論文稱，利用先進的三維X射線成像技術就可以解決問題。X射線成像技術對古埃及的一隻貓、一隻鳥和一條蛇的動物木乃伊所做的分析表明，該項技術有助於研究人員深入了解這些動物的飼養條件、複雜的木乃伊化過程及其可能的死亡原因，而不會對標本造成損害。
  • 揭秘古代動物木乃伊 X射線成像技術助力無損研究
    施普林格·自然旗下開放獲取期刊《科學報告》最新發表一篇考古學研究論文稱，利用先進的三維X射線成像技術就可以解決問題。貓木乃伊的頭部3D顯微CT數據。（圖片來自斯旺西大學）自然科研 供圖該論文介紹，研究人員利用先進的三維X射線成像技術對古埃及的一隻貓、一隻鳥和一條蛇的動物木乃伊所做的分析表明，該項技術有助於研究人員深入了解這些動物的飼養條件、複雜的木乃伊化過程及其可能的死亡原因，而不會對標本造成損害。論文通訊作者Richard Johnston教授。
  • Science：非線性X射線物理學重大突破——光子反衝成像
    朝這個目標邁出的第一步就是研究使用X射線自由電子雷射器的強脈衝來激發產生X射線拉曼散射（SXRS）。早期的SXRS實驗依賴於通過密集諧振介質的脈衝傳播期間的信號放大。這類型的實驗對於化學和量子物質的量子工程的發展至關重要，而將這種概念從光學擴展到X射線領域是物理學研究的長期願景。
  • X射線成像，揭示了固態電池的斷裂！你對固態電池抱什麼態度？
    現在，喬治亞理工學院研究人員已經使用x射線計算機斷層掃描(CT)來實時觀察電池中材料之間的界面邊緣是如何形成裂縫。這些發現可以幫助研究人員找到改進儲能設備的方法。在這項研究中，研究團隊製造了一種固態電池，其中一個固態陶瓷圓盤夾在兩片固態鋰之間，陶瓷盤取代了傳統的液體電解質。弄清楚如何把這些堅固的部件組裝在一起，並在很長一段時間內保持良好的性能，是一項挑戰。正在研究如何設計這些固體部件之間的接口，讓它們儘可能長時間地使用。
  • 新型X射線顯微鏡技術全腦高解析度快速成像
    光學顯微鏡成像速度快,但是空間解析度不高。 高能X射線（> 10 keV）由於其強大的穿透力和亞納米波長，因此在採集三維成像具有高時空解析度，滿足觀察神經亞細胞結構的需求。 2020年9月14日哈弗醫學院波士頓兒童醫院Wei-Chung Allen Lee研究團隊在Nature Neuroscience雜誌上發表文章開發出一種新的X射線全息納米斷層掃描(XNH)技術，在亞細胞結構水平上實現快速、大體積結構成像，加速繪製大腦神經環路圖譜。
  • 島津高性能成像X射線光電子能譜儀技術研討會在中科院城市環境研究...
    2019年12月12日，由中國科學院城市環境研究所分析測試中心和島津公司聯合主辦的「高性能成像X射線光電子能譜儀技術研討會報告對XPS分析技術、儀器構成、樣品製備及圖譜解析進行了詳細講解，並結合中科院城市環境研究所分析測試中心購置的島津X射線光電子能譜儀AXIS SUPRA及分析應用實例，介紹了該儀器在熱催化材料、水處理納濾膜材料、光催化材料、海水淡化膜材料以及天然有機物等方向的研究成果
  • 超低噪聲X射線CMOS圖像傳感器，為天文學和醫學成像實現突破
    CMOS圖像傳感器據麥姆斯諮詢報導，總部位於英國的vivaMOS日前正與南安普敦大學（University of Southampton）的成像領域專家進行合作，開發用於光學天文學和醫學成像領域的超低噪聲CMOS圖像傳感器。
  • 科學家利用超高亮度X射線對細胞膜和細胞內的蛋白質進行3-D成像
    超高亮度x射線顯示，在一個與鉺一起培養的表達鑭系元素結合標記的大腸桿菌細胞中，鉺（黃色）和鋅（紅色）的濃度。圖片：布魯克海文國家實驗室由美國國家能源部布魯克海文國家實驗室的美國能源部（DOE）科學用戶設施辦公室國家同步加速器光源II（NSLS-II）的研究人員組成的科學家團隊展示了一種對3-D蛋白質成像的新技術。具有納米級的解析度。
  • 「醫學圖像處理」X-ray成像之X射線的產生
    由鎢製成的靶，其原因與製造燈絲的原因相同鎢中添加了錸，以防止在高溫和使用中陽極破裂設置成帶閥杆的鉬陽極盤帶正電以吸引電子設置成一定角度，使x射線光束直接照射到病人身上旋轉陽極：在大多數放射線成像中使用，包括行動裝置和透視。包括一個圓盤，在圓周上有一個薄的鎢斜邊，以50hz的頻率旋轉。隨著時間的推移，它通過暴露在電子流的不同區域來克服加熱。
  • 集成電路CT精準成像的「源頭」:Excillum高亮度液態靶X射線源
    X射線穿透物體時會被物體吸收，其吸收能力取決於材料類型與物體厚度。CT(Computed Tomography)，即電子計算機斷層掃描，利用精確的X線束與靈敏度極高的探測器一同圍繞被測物的某一部位進行連續的斷面掃描並結合計算機實現三維重構，得到三維成像圖形。
  • 三維X射線成像技術為木乃伊拍「快照」
    科技日報北京8月26日電 （記者張夢然）最新的X射線成像技術，為科學家們帶來了古代動物木乃伊的獨特「快照」。據自然科研旗下《科學報告》雜誌25日發表的一項研究，英國科學家介紹了利用先進的三維X射線成像技術對古埃及的三隻動物木乃伊（一隻貓、一隻鳥和一條蛇）做了分析，這項技術有助於研究人員深入了解這些動物的飼養條件、複雜的木乃伊化過程及其可能的死亡原因，而不會對標本造成損害。