医疗领域中同步辐射光源的运用.docx

医疗领域中同步辐射光源的运用对于同步辐射而言，是一种速度接近光速的带电粒子，它在磁场中按照弧形轨道进行运动时，会放射出强烈的电磁辐射。同步辐射光源在医学上的使用可以充分满足医疗事业的发展需求，这种技术形式又被称之为同步辐射成像。同步辐射光源作为一种新型的光源形式，具有十分先进的优良性，同时也是继电光源、X光源以及激光光源之后，对人们生产及生活产生较为严重影响的光源类型，在整个医疗领域的应用中占据了十分重要的地位。1 同步辐射光源的基本特点。在同步辐射X射线应用的过程中，其技术内容与传统的显像模式存在一定的差异性，其具体的内容可以体现在以下几个方面：第一，同步辐射的X射线源主要来自于同步辐射装置，并不是 X线球管中的电压及管电流，X射线在技术应用的过程中其亮度较于传统显像模式会高出56个数量等级，当运用到扭摆器（wiggle）r 或是其它的装置时，其数量会达到12个以上的级别。第二，同步辐射的产生会出现一个连续性的光谱，从红外线以及可见光到X线中，可以跨越的范围是45个数量级。而且，在单色器使用的过程中，其设备所需要的波长可以对光谱的变化进行有效性的分析。其中的单色光，在穿透人体组织过程中，其能谱并没有发生一定的改变，而强度会发生一定的改变，有效的消除了医学领域中经常遇见的光束硬化问题。与此同时，同步X射线的高度相干，衍射及干扰的现象都可以用来显现图像，在整个技术应用的过程中，具有时间分辨的技术形式。虽然在这一技术应用的过程中，其工作内容相对复杂，但是，基本的概念却容易得到理解。2 同步辐射光源在医学中的应用。2.1 同步辐射血管成像的分析。基于数字减影可以强化图像对比度的原理，在现阶段血管显像的技术处理中，存在着两个技术形式，分别是K吸收边数字减影血管造影（KESA） 以及单能时间减影血管造影。噪音元素对X线的吸收系数会随着能量的变化而变换，当能量增加到某一特定的数值时，其吸收的系数会发生一定的跳跃，这一现象的出现就被称之为元素的吸收边。在上述两种技术分析的过程中，其原理都采用了元素K吸收边对两侧X线吸收连续不变的现象。这一观点虽然早有提出，但是，直到同步辐射技术的出现，才将其变为现实。而在技术应用的过程中，也存在着不同之处就是所获得的增强图像的优化及视野不同。与此同时，KESA通过应用同步辐射光源，产生了两束光能量在碘K吸收边，在静脉注射结束之后显示出清晰的血管影像。通过图像的处理，清楚的显示出血管的清晰度，方便了对血管阻断与否的判断。单能时间减影血管造影只是通过K边单侧 （上面） 的单色光，借助时间减影突出造影剂血管图像。通过这两种造影技术的处理及分析可以发现，K吸收边数字减影血管造影可以大视野显像，并对血管的容量进行计算；单能时间减影血管造影主要适用于肺、心等器官的小血管的动态研究中。2.2 同步辐射支气管成像的分析。癌症中肺癌是发病率以及死亡率较高的一种，在现阶段医疗技术应用的过程中，只有在晚期才可以发现，从而导致很多患者错过了最佳的治疗时期。因此，通过同步辐射K吸收边减影显像技术的应用，可以实现肺部呼吸道成像，有助于肺癌的早期诊断。在同步辐射支气管成像技术应用的过程中，利用氙气作为增强剂，计算氙气K吸收边的坚硬图像，技术应用时可以探测出小于1cm的肿瘤，这是常规技术难以实现的探测手段。当病人在吸入混合气体之后，利用相关设备进行原理的检测及成像分析，如果吸入体系的体积仅限于解剖死腔，含有小支气管但是没有肺泡，会清晰的展现出整个气管树；如果肺泡也充入了气体，就会遮挡住气管树。所以，通过断层显像技术的应用，就可以合理解决这一问题。在现阶段医疗事业建立及发展的过程中，很多同步辐射装置都采用了吸收成像的线束类型，使同步辐射成为临床医疗中重要的研究性工具。但是，在未来技术评估的过程中，仍然存在着一定的限制因素，因此，应该不断对同步辐射光源进行研究，为医疗事业的建立及发展提供可行性的发展依据。2.3 微CT断层的分析。医疗事业中，CT技术与微CT技术的原理是一致的，信号观测的方式分为吸收、散射以及荧光这三种模式。但是，对微CT技术而言，对分辨率的要求相对较高。现阶段最顶尖的微CT技术的空间分辨率已经从原有的十几微米发展到了几微米，在同步辐射选择的过程中，光子能量可以被优化协调程不同的相位。在平行线束以及高分辨率探测器应用的过程中，物体可以被微光束探测到。目前微断层的医学应用是对骨小梁三维结构的研究，虽然，在技术应用的过程中很难对骨质疏松进行治愈，但是可以通过微断层进行早期生骨药的治疗。与此同时，微CT技术也可以作为一种骨再生的三维玻璃陶瓷支架，优化传统的无创方法，更合理的了解支架的内部结构，及时发现最合适的组织工程模式。3 结束语。总而言之，在现阶段医疗事业逐渐发展的过程中，应该充分利用同步辐射光源的优势性，合理分析辐射成像的原因，及时补充、完善及强化医疗事业影像技术的发展。虽然在现阶段医疗事业研究及发展仍处于探索或是生物学的研究阶段，但是，应该进一步探索同步辐射以及新型成像医疗技术的研究。在小型同步光源开发的同时，实现经济化的企业运行，有效解决医疗事业中所遇到的难题，从而促进我国医疗事业的全面发展。参考文献1 孟德刚，孙晓光，黄钢。同步辐射在医学成像中的应用综述J.中国医学物理学杂志，2009.2 黄万霞，袁清习，田玉莲，等。同步辐射硬 x 射线衍射增强成像新进展J.物理学报，2005.3 彭屹峰，陈绍亮。北京同步辐射装置（BSRF）医学成像实验研究J.中华核医学杂志，2006.4 李蓓蕾。同步辐射技术检测肝细胞癌新生血管的实验研究D.复旦大学，2013.