一个国际研究小组开创了一种新型X光乳腺摄影方式，能够以比现在常用的二维放射摄影术低出约25倍的辐射剂量拍摄乳房的三维X光图像。同时，新方法还能使生成的三维高能X射线计算机断层扫描（CT）诊断图像的空间分辨率提升2倍至3倍。相关研究论文发表在同日的美国《国家科学院学报》在线版上。
目前常用的乳腺癌扫描技术是“双重视图数字乳腺摄影术”，它的缺陷在于只能提供两幅乳腺组织的图像，这就解释了为何10%至20%的乳腺肿瘤都无法被探测到。此外，这种摄影术偶尔也会出现异常，造成乳腺癌的误诊。
而CT这种X射线技术虽能生成精确的人体器官三维可视图像，但却不能经常应用于乳腺癌的诊断之中，因为其对于乳房等对辐射敏感的器官而言，可能造成长期影响的风险过高。
新技术则有望克服上述限制。目前科研人员正在利用同步加速器X光对这一技术进行测试，其一旦在医院投入使用，将使CT扫描成为能够补充双重视图数字乳腺摄影术的诊断工具之一。
高能X射线和相衬成像技术的使用，再加上复杂的新型EST数学算法，能够基于X光数据重建CT图像，使CT扫描有望用于早期的乳腺癌排查，成为抗击乳腺癌的强大工具。身体组织将在高能X射线的照射下变得更加透明，因此所需的辐射剂量能够显著降低6倍左右。相衬成像也允许在拍摄同样的照片时使用更少的X射线，EST算法也可在降低4倍辐射的情况下获得相同的图像质量。研究团队以这种方式从多个不同角度拍摄了512张乳房图片，并据此形成了比传统乳腺摄影清晰度、对比度和整体图像品质更高的三维图像。
科研人员称，这些高质量的高能X射线CT图像是欧洲同步加速器辐射源（ESRF）研究中心10年的奋斗成果，同样付出努力的还有德国慕尼黑大学以及美国加州大学洛杉矶分校。他们还表示，下一步的研究目标是基于此项技术实现其他人类疾病的早期可视化，并开发出大小适合的X射线源，力图早日实现该技术的临床应用。
High-resolution, low-dose phase contrast X-ray tomography for 3D diagnosis of human breast cancers
Yunzhe Zhao, Emmanuel Brun, Paola Coan, Zhifeng Huang, Aniko Sztrókay, Paul Claude Diemoz, Susanne Liebhardt, Alberto Mittone, Sergei Gasilov, Jianwei Miaoa, and Alberto Bravin
Mammography is the primary imaging tool for screening and diagnosis of human breast cancers, but ∼10–20% of palpable tumors are not detectable on mammograms and only about 40% of biopsied lesions are malignant. Here we report a high-resolution, low-dose phase contrast X-ray tomographic method for 3D diagnosis of human breast cancers. By combining phase contrast X-ray imaging with an image reconstruction method known as equally sloped tomography, we imaged a human breast in three dimensions and identified a malignant cancer with a pixel size of 92 μm and a radiation dose less than that of dual-view mammography. According to a blind evaluation by five independent radiologists, our method can reduce the radiation dose and acquisition time by ∼74% relative to conventional phase contrast X-ray tomography, while maintaining high image resolution and image contrast. These results demonstrate that high-resolution 3D diagnostic imaging of human breast cancers can, in principle, be performed at clinical compatible doses.
文献链接：High-resolution, low-dose phase contrast X-ray tomography for 3D diagnosis of human breast cancers
