神奇的Ｘ射线成像技术

第11版(科技园地)
专栏：

　　神奇的Ｘ射线成像技术
佘永正
自伦琴发现Ｘ射线以来，迄今已整整一百年。一个世纪以来，Ｘ射线在医疗诊断、工业无损探伤、安全检查、天文学和科学实验等广阔的领域获得广泛的应用。在医学中，虽然近年来发展了各种医学成像技术，如超声、核磁共振等，但据美国杰克逊纪念医院的统计及预测，在各种医学成像技术中，常规的Ｘ射线检查占７０％左右，并且预测到２０１０年，Ｘ射线成像在各种医学成像技术中仍将占７０％左右，可见Ｘ射线成像在医学应用中的广泛性。
Ｘ射线成像技术的应用既有检测人体内部病变的有利一面，又有会杀伤人体细胞的不利的另一面，因此摆在科技工作者面前的任务就是要用尽可能少的Ｘ射线剂量获得尽可能多的图像细节的信息。正是基于这种考虑，在５０年代发展了一种Ｘ射线像增强器。其目的在于将暗室中Ｘ射线荧光屏上的微弱可见光图像的亮度增大。亮度增大后，不仅可以减少Ｘ射线剂量，而且可以提高人眼的分辨能力，使得原来在暗室中即使增大Ｘ射线剂量也看不清楚的图像细节得以分辨。
这种Ｘ射线像增强器自５０年代中期发明以来，一直沿用至今。虽然它具有亮度增益高、有效视场较大等优点，但也存在重大缺点。除了体积重量大，工艺复杂，价格昂贵之外，其基本问题在于器件的空间分辨率与其亮度增益之间有难以调和的矛盾。
从实际应用角度考虑自然是希望开发出将Ｘ射线透视和Ｘ射线诊断两种功能集于一身的仪器。要做到这一点，关键是要使Ｘ射线像增强器的输出图像的空间分辨率达到与Ｘ光底片相近的程度，并且图像边缘无畸变。上海华科电子显像有限公司发展了一种新型的平板型Ｘ射线像增强器，采用将Ｘ射线直接转换成光电子的Ｘ射线光阴极以及采用近贴聚焦的方式，使中心及边缘空间分辨率达到１２线对／ｍｍ以上，无边缘畸变，从而显著地改善Ｘ射线像增强器的性能，并已获得一项中国发明专利和三项美国专利，开辟了将Ｘ射线透视与诊断两种功能合于一机的可能性。
新的平板型Ｘ射线像增强器的关键在于发展了一种将Ｘ射线直接转换成光电子的一次转换型的Ｘ射线光阴极，采用特殊结构，使其不仅具有高的空间分辨率，而且具有高的发射效率。
由于平板型Ｘ射线像增强器重量轻、体积小，利用这一特点，可以开拓出便携式、移动式等轻便的Ｘ射线成像仪，拓展相应的应用领域。一个明显的新应用领域就是发展手提式Ｘ射线透视仪。像增强器连电源只有０．３５公斤，使整机重量仅为３公斤，亮度却比暗室荧光屏高５０００倍以上，可方便地使用在任何明亮的场合。
上海华科电子显像有限公司已开发、生产手提式Ｘ射线透视仪及便携式Ｘ光机，各种有崭新用途的Ｘ射线成像器件也在开发中。