在現有計算機斷層掃描(CT)設備中,明場成像(使用直射X射線對物體進行成像)技術應用廣泛。在人體中,以輕元素(如炭、氫、氧和氮)為主構成的物質對X射線吸收弱,如關節軟骨、乳腺、肺等,傳統X射線成像方法無法觀察到它們的內部結構。相比于傳統X射線成像,暗場成像輻射量較低,且可獲得人體內超微細結構的信息,其在臨床領域應用前景較好。
暗場成像是利用非直射光(如散射光、衍射光、折射光和熒光等)對物質進行成像的技術。由于暗場成像精度可達到微米量級甚至納米量級尺度,成像效果優于傳統X射線成像效果,其在乳腺癌診斷、軟骨組織檢查、肺癌診斷等領域應用前景較好。但由于其獨特的光學性質,暗場成像所需光學元件制作難度大,相關設備體積龐大、造價昂貴,導致暗場成像技術在工業、醫療等領域一直無法得到廣泛應用。
根據新思界產業研究中心發布的《
2022-2026年暗場X射線成像行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,近年來,全球范圍內,暗場成像技術的研究熱情較高,隨著研究不斷深入,暗場成像無論在理論還是在技術層面都日趨成熟,基于暗場成像技術的產品也開始涌入市場,如暗場顯微鏡、暗場CCD相機、暗場照明器等。
暗場成像技術研發熱情較高,全球范圍內,包括清華大學、同方威視技術股份、德國慕尼黑工業大學、飛利浦公司、西安電子科技大學等在內的院校和企業均有從事相關研究。憑借其超高分辨成像效果,基于暗場成像技術的CT設備市場關注度提升,隨著技術進步,未來暗場CT設備有望得到廣泛應用,屆時肺部成像或將優先受益。
2021年,慕尼黑工業大學(TUM)研究人員成功將暗場X射線集成到CT掃描儀中,并對患者進行呼吸診斷,研究表明,由肺部疾病COPD引起的肺泡結構的早期變化可通過暗場X射線顯示。下一步,相關人員將持續優化暗場CT原型,為未來暗場CT設備的臨床應用打下基礎。
新思界
行業分析人士表示,暗場成像技術能觀察人體內超微細結構的信息,且輻射量較低,其臨床應用前景可期,受良好的市場前景吸引,全球基于暗場成像技術的研究熱情較高。目前來看,暗場成像技術在醫療、工業等領域尚未得到廣泛應用,行業發展仍面臨各種技術挑戰。