硬X射线衍射增强显微成像研究获进展

最近，上海光机所中科院强光光学重点实验室高分辨率成像技术研究小组与北京同步辐射实验室形貌站合作，用波长为0.087nm的硬X射线，成功地拍摄了衍射增强相衬显微成像照片。实验样品为一条体宽为6毫米，厚约3～4毫米的观赏小鱼。在世界上首次用衍射增强法观察到了从鱼鳔连接到鱼头部的微管，微管最细处的直径约在30微米左右，成像分辨率约10微米。这一实验结果为衍射增强相衬成像技术的临床应用提供了重要的技术基础。

在临床医学中，通常用基于吸收机制的X射线层析术来判断生物组织的病变，但对于癌症的早期诊断却遇到了困难，这是因为癌变组织在早期与正常组织之间吸收差异非常小，不能形成吸收衬度像。

自20世纪90年代X射线位相衬度成像方法迅速发展以来，人们利用实验室常规X射线光源以及同步辐射光源，开展了针对生物、医学等样品的诸多X射线位相衬度成像实验，逐步完善了基于位相二阶微分的同轴成像术、基于位相一阶微分的衍射增强成像方法以及直接基于位相的干涉仪法等成像实验方法，大大推动了位相衬度技术的发展。衍射增强X射线成像技术的最大优点在于：无须采用干涉方法就可以获得物体的位相分布。携带样品信息的X射线，只要在自由空间传播一定的距离，通过衍射增强就能将位相分布体现为强度分布而得以测量，这在折射率不同的组织边界处效果尤其显著。