同步輻射的醫(yī)學(xué)應(yīng)用

人類的健康問題同步輻射的優(yōu)勢和能力同步輻射的醫(yī)學(xué)應(yīng)用同步輻射醫(yī)學(xué)應(yīng)用的前景同步輻射的醫(yī)學(xué)應(yīng)用科學(xué)院的定位國家需求＋科學(xué)前沿國家需求安全問題：領(lǐng)土、網(wǎng)絡(luò)、糧食能源問題：新能源、節(jié)能技術(shù)新材料：納米、毒理環(huán)境問題：修復(fù)、保持健康問題：新的診斷、治療手段人口與健康問題健康是人最大的財(cái)富“以人為本，全面、協(xié)調(diào)地可持續(xù)發(fā)展?！眰魅拘约膊三大手段——化學(xué)、免疫、抗生素療法兩大殺手腫瘤心腦血管疾病第一殺手心、腦血管疾病生活水平提高，食物結(jié)構(gòu)變化；人均壽命延長；吸煙！每年奪走1200萬人生命，1／4。診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”——選擇性冠狀動(dòng)脈X光造影術(shù)死亡率約0.1—0.2%，并發(fā)后遺癥約1.5—3%第二殺手癌癥／惡性腫瘤人口老齡化；生活方式城市化；工業(yè)化進(jìn)程——空氣污染吸煙！肺癌為我國發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤，并將在今后30年內(nèi)大幅度增加；隨著農(nóng)村城市化的趨勢、動(dòng)物及油脂類食物比重的增大，乳癌患者的死亡率也將逐步增加。腫瘤生長的三個(gè)時(shí)期：無血管期或稱為血管前期，此時(shí)腫瘤細(xì)胞主要靠彌散獲得營養(yǎng)，生長緩慢；血管期也稱為血管浸潤性生長期，此時(shí)腫瘤組織有新血管形成，這些血管不斷為腫瘤組織提供營養(yǎng)和排除代謝產(chǎn)物，使腫瘤得以迅速增長；轉(zhuǎn)移期，當(dāng)腫瘤生長到一定程度就向周圍組織侵襲及發(fā)生轉(zhuǎn)移——擴(kuò)散。戰(zhàn)勝癌癥健康的生活方式單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，請(qǐng)盡量言簡意賅地闡述觀點(diǎn)。預(yù)防為主——腫瘤疫苗：太空瘤苗單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，請(qǐng)盡量言簡意賅地闡述觀點(diǎn)。早期診斷——可以治療單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，請(qǐng)盡量言簡意賅地闡述觀點(diǎn)。中期治療——為時(shí)未晚單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，請(qǐng)盡量言簡意賅地闡述觀點(diǎn)。晚期——？早期診斷是關(guān)鍵！

看到并確認(rèn)病變的性質(zhì)！SR作為檢測手段極高的光通量波長可調(diào)諧高度準(zhǔn)直多種實(shí)驗(yàn)手段SR介入實(shí)際治療同步輻射的優(yōu)勢和能力同步輻射技術(shù)的優(yōu)勢方法常規(guī)方法SR的優(yōu)勢同步輻射微束治療X刀、

刀、調(diào)強(qiáng)適形放療術(shù)進(jìn)一步減小輻照損傷——腦瘤同步輻射心血管造影術(shù)選擇性冠狀動(dòng)脈X光造影術(shù)安全、無并發(fā)后遺癥同步輻射肺部支氣管成像術(shù)X光透視，~1cm<1cm，提高患者五年生存率。衍射增強(qiáng)成像技術(shù)—乳癌Mammography~1cm<1cm，早發(fā)現(xiàn)。體外檢測活體診斷高強(qiáng)度、寬能譜高度準(zhǔn)直同步輻射的醫(yī)學(xué)應(yīng)用自從1894年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，X射線透視和成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷和放射治療中就扮演了十分重要的角色。X射線透視早已經(jīng)成為一般醫(yī)院進(jìn)行骨骼、胸部透視和放射治療的常規(guī)手段，基于X射線的醫(yī)療診斷和治療方法也在不斷發(fā)展，如X射線大腦CT術(shù)、乳腺腫瘤成像術(shù)、選擇性心血管造影術(shù)等等，為人類的健康作出了積極的貢獻(xiàn)。logo同步輻射的高通量和亮度、可調(diào)諧、時(shí)間結(jié)構(gòu)和偏振性為醫(yī)學(xué)科學(xué)的許多應(yīng)用提供一個(gè)理想的光源。1976年底美國斯坦福大學(xué)就提出并于1979年在SSRL啟動(dòng)了同步輻射人體心血管造影計(jì)劃。隨后許多國家相繼開始了以心血管造影術(shù)為主的同步輻射醫(yī)學(xué)應(yīng)用計(jì)劃。近年來，在法國的歐洲同步輻射裝置（ESRF）和日本的SPring-8光源分別提出了龐大的醫(yī)學(xué)應(yīng)用計(jì)劃。人體組織的實(shí)驗(yàn)室檢測病毒的結(jié)構(gòu)測定已經(jīng)測定了人體感冒病毒、愛滋病病毒等重要病毒的結(jié)構(gòu)；各種人體組織的顯微成像研究；輻射細(xì)胞生物學(xué)等。活體檢測、診斷及治療觀察冠狀動(dòng)脈狹窄的靜脈注射心血管造影術(shù)；觀察大腦和頸部腫瘤的單色光計(jì)算機(jī)斷層掃描術(shù)觀察早期肺癌的肺部支氣管成像術(shù)觀察早期乳房腫瘤的胸部成像術(shù)副作用極小的同步輻射微束放射治療光激活治療單擊此處添加小標(biāo)題人體研究單擊此處添加小標(biāo)題動(dòng)物研究單擊此處添加小標(biāo)題同步輻射的醫(yī)學(xué)活體診斷方法單擊此處添加小標(biāo)題人體研究單擊此處添加小標(biāo)題動(dòng)物研究單擊此處添加小標(biāo)題體外組織同步輻射心血管造影術(shù)盡早發(fā)現(xiàn)心臟冠狀動(dòng)脈狹窄安全、無痛苦——非侵入性靜脈注射造影劑在碘的K吸收邊(33.17keV)兩側(cè)碘原子的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為6.5cm2/g和37.0cm2/g，相差5.7倍；而骨、肌肉和脂肪的吸收系數(shù)幾乎相等。E1、E2單色光——對(duì)注射了碘造影劑的心臟透視成像雙色減影術(shù)同步輻射心血管造影術(shù)原理同步輻射心血管造影術(shù)NIKOS-II心臟“搭橋”手術(shù)心臟“擴(kuò)張”手術(shù)NIKOS-IIESRF醫(yī)學(xué)應(yīng)用束線ESRF醫(yī)學(xué)應(yīng)用

病人座椅探測器線列探測器電子學(xué)基本參數(shù)有效長度 150mm單擊此處添加小標(biāo)題空間分辨率 0.4mm單擊此處添加小標(biāo)題讀出時(shí)間 0.8msec 單擊此處添加小標(biāo)題動(dòng)力學(xué)范圍 380000:1 單擊此處添加小標(biāo)題日本光子工廠采用的動(dòng)態(tài)造影術(shù)現(xiàn)狀NSLS/BNL1996年底完成了22個(gè)人體心血管造影研究HASYLAB/DESY1997年底已完成276個(gè)病人測量完成研究，技術(shù)封存，等待投資ESRF2000年開始人體研究PF/KEK人體研究——志愿者肺部支氣管成像術(shù)NSLS/BNL常規(guī)手段觀測不到直徑小于1厘米的腫瘤吸入氙氣（Xe）K吸收邊上下減影成像增加5年存活期同步輻射肺部支氣管成像術(shù)—肺癌實(shí)施方案與同步輻射心血管造影術(shù)類似；患者吸入含Xe氣的混合氣體（80%的Xe氣、20%的O2氣）；選擇光子能量在Xe的K吸收邊（34.56keV）上下的單色X射線束進(jìn)行減影成像，從而獲得肺泡的清晰圖象。人體研究同步輻射計(jì)算機(jī)斷層掃描術(shù)A單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，請(qǐng)盡量言簡意賅地闡述觀點(diǎn)。大腦、頸部成像，發(fā)現(xiàn)早期腫瘤B吸收，熒光，雙光子，吸收邊減影，相位襯度目標(biāo)定位，開展后續(xù)放射治療相位襯度成像技術(shù)早期乳房腫瘤的胸部成像術(shù)ELETRRA.Italy早期診斷+適當(dāng)治療：有效延長患者壽命達(dá)20年乳癌的早期診斷技術(shù)對(duì)樣品產(chǎn)生的折射效應(yīng)敏感，大大提高生物軟組織中密度的微小差別產(chǎn)生的成像襯度。分析晶體單色器對(duì)來自樣品的吸收和折射射信號(hào)進(jìn)行分別成像；衍射增強(qiáng)成像技術(shù)—乳癌NSLS,APS衍射增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用同步輻射微束放射治療同步輻射高度準(zhǔn)直性大小約10微米、間隔約100微米的許多微線條或微點(diǎn)光束三維方向的立體放射治療微光束路徑上輻射造成的正常組織的損傷將會(huì)被附近健康的組織迅速修復(fù)進(jìn)一步減少射線照射路徑上正常組織的輻照損傷和副作用。同步輻射微束放射治療梳狀光束、交叉照射：20-50微米寬、間隔75-200微米高度幾毫米ESRF果蠅的復(fù)眼光激活治療方法常規(guī)手段對(duì)嚴(yán)重的神經(jīng)膠質(zhì)瘤效果很差很低的長期生存率在腫瘤DNA中引入含鉑化合物的藥物選擇鉑元素的電子激發(fā)和電離——78keV的X光，Pt吸收邊上激發(fā)的俄歇電子攜帶高能量，在10納米左右的近鄰釋放能量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)——老鼠Itshowedthatafterayearofthistreatment,threeratsoutof10wereconsideredcured,whereaswithouttreatment,allwouldbedead.CancerRes.200464:2317-2323ESRF的醫(yī)學(xué)應(yīng)用束線ESRF－－6.0GeV，1.5T,21極扭擺器心血管造影術(shù)人體研究支氣管成像術(shù)模型研究多能量CT體外組織乳腺成像術(shù)體外組織光激活輻射治療動(dòng)物研究衍射增強(qiáng)成像動(dòng)物研究SPring-8的生物醫(yī)學(xué)成像中心8所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，三條束線全面開展醫(yī)學(xué)應(yīng)用成像有關(guān)的研究擬開展的研究方面SPring-8－－8.0GeV：彎鐵、扭擺器、波蕩器心血管造影術(shù)計(jì)劃微心血管造影術(shù)動(dòng)物研究支氣管成像術(shù)計(jì)劃多能量CT計(jì)劃熒光CT計(jì)劃散射CT計(jì)劃相位增強(qiáng)成像動(dòng)物研究乳腺成像術(shù)計(jì)劃輻射治療計(jì)劃衍射增強(qiáng)成像計(jì)劃兔耳的micro-angiography常規(guī)X射線影像動(dòng)脈注入Ba造影劑SR影像：24微米6微米同步輻射醫(yī)學(xué)應(yīng)用的前景心血管造影術(shù)－－期待突破添加標(biāo)題三個(gè)地方－已經(jīng)完成人體實(shí)驗(yàn)添加標(biāo)題DESY－技術(shù)封存，等待投資添加標(biāo)題沒有非同步輻射不可的因素？添加標(biāo)題輻射治療－－競爭十分激烈添加標(biāo)題常規(guī)、加速器添加標(biāo)題成像診斷方面－－面臨突破添加標(biāo)題相位襯度技術(shù)：局限性添加標(biāo)題衍射增強(qiáng)成像：一枝獨(dú)秀添加標(biāo)題三種相位襯度成像方法干涉法相位技術(shù)復(fù)雜尺寸限制衍射增強(qiáng)相位梯度相對(duì)簡單圖像直觀類同軸相位二階簡單圖像復(fù)雜我們可以做什么？BSRF－－醫(yī)學(xué)研究（切片、小動(dòng)物）類同軸成像DEIDEI-CT人體診斷的先導(dǎo)研究極高空間分辨率的追求——細(xì)胞生物學(xué)可能的發(fā)展——建造一