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生物同步辐射及其在医学影像中的应用
生物同步辐射及其在医学影像中的应用辐射源能产生电磁波，这些电磁波可以穿透物体，同时也会被物体所吸收、散射或者反射。
在医学中，X射线、CT、MRI等影像技术都离不开辐射源的应用。
但是在临床应用过程中，我们需要保证病人的安全和影像质量。
而越来越多的研究表明，同步辐射技术或许能够在这方面提供更好的解决方案。
什么是同步辐射？同步辐射技术即利用同步辐射光束进行科学研究的技术。
同步辐射光束是指由电子在加速器中通过弯曲磁铁而产生的辐射。
由于它们是在加速器中产生的，并通过高度精密的控制系统发出，所以这些光束具有不同于传统X射线的特殊特性。
同步辐射光束对物质的相应也不同。
在传统的X射线中，X射线能量范围广泛，但其能量分布是随机的。
因此，它们对盲目照射照射的物体产生束流模糊、能量分散、影像质量不佳等问题。
而同步辐射光束更加特殊，并且能提供单色、高亮度、高空间和时间分辨率。
这使得它们对物体选择性和高效照射，从而获得高分辨率的三维图像。
同步辐射在医学影像领域的应用同步辐射不仅可以用于研究物质物理和化学性质，也可以用于医学影像。
同步辐射技术在医学影像中的应用与其他影像技术有所不同。
同步辐射产生的光束经过样品后产生的动态散射发生变化。
通过分析这些散射的变化，就可以获得与样品所具有的特殊属性相关的信息。
例如，同步辐射能够以非侵入方式在活体内部突出显示晶体、三维结构及微观组织。
近年来，同步辐射技术在医学影像领域的应用越来越广泛。
例如，同步辐射CT技术已广泛应用于复杂畸变样品在三维空间内的成像，而不会受到影像模糊、能量分散和荷电粒子的散射干扰。
特别是在肿瘤诊断和放疗计划中的较高峰值剂量定位、内源性元素的显微影像和化学成分成像上都有很好的应用前景。
同步辐射在医学诊断和治疗中的优点同步辐射技术不仅能够获得更清晰的图像，在许多医学应用中也有许多其他优点。
其中包括以下几点：高空间分辨率：同步辐射技术可以获得非常高的空间分辨率，这使得我们能够观察到很小的基因、单细胞等生物结构。
同步辐射技术应用及发展
同步辐射技术应用及发展摘要：同步辐射是圆周运动和蛇行运动时高速电子发射的亮的电磁波，分别有连续和准单色的光谱。
真空紫外软X射线、硬X射线和红外线波段是优秀的光，被应用在基础科学、工程学、生物学、医学和环境科学。
本文叙述了同步辐射的特点、发生的方法及其应用实例，通过介绍其在生命科学、生物医学、高分子结构分析等领域的应用研究，说明同步辐射广泛的应用。
关键词：同步辐射，生命科学、生物医学、高分子结构分析1 绪论1947年，美国纽约州通用电气公司实验室的电子同步加速器首次在可见光围观察到了强烈的辐射，从此这种辐射被称为“同步辐射。
同步辐射是强度高、覆盖频谱围广、可以任意选择所需波长，而且连续可调，是继激光光源之后的又一种新型光源。
同步辐射发现9年后，美国康奈尔大学用真空紫外波段同步辐射对稀有气体的吸收进行了系统研究，并取得了重要成果，从而使人们认识到同步辐射可作为真空紫外波段和X射线光源。
直到1974年，美国斯坦福直线加速器中心的研究小组在SPEAR对撞机上用同步辐射开展物理、化学、生物学方面的研究，使同步辐射的应用得到了迅猛的发展。
1.1 同步辐射的发现1947年4月16日，在美国纽约州通用电气公司的实验室中正在调试一台新设计的能量为70MeV的电子同步加速器，这台加速器与其他类型的电子加速器的一个重要不同点是它的真空室是透光的，原想这样可方便地观察到真空室里的装置(如电极位置)情况，但竟导致了一个重大发现。
就在这一天的调试中一位技工偶然从反射镜中看到了在水泥防护墙的加速器里有强烈“蓝白色的弧光”。
经仔细分析，说明不是气体放电，而是加速运动的电子所产生的辐射，被称为同步辐射。
试验指出，这种辐射光的颜色随电子能量的变化而变化。
当电子能量降到40MeV时，光的颜色变为黄色;降到30MeV时，变为红色，且光强变弱;降到20MeV 时，就看不到光了。
同步辐射的发现在当时科学界引起了轰动，不少科学家着手研究这种辐射的性质。
医疗领域中同步辐射光源的运用.doc
医疗领域中同步辐射光源的运用ﻭﻭ现阶段医疗事业逐渐的过程中，应该充分利用同步辐射光源的优势性，以下是搜集的一篇同步辐射光源在医学中的应用探究的，供大家阅读参考。
ﻭ对于同步辐射而言,是一种速度接近光速的带电粒子,它在磁场中按照弧形轨道进行运动时，会放射出强烈的电磁辐射。
同步辐射光源在医学上的使用可以充分满足医疗事业的需求,这种技术形式又被称之为同步辐射成像。
同步辐射光源作为一种新型的光源形式，具有十分先进的优良性，同时也是继电光源、Ｘ光源以及激光光源之后,对人们生产及生活产生较为严重影响的光源类型,在整个医疗领域的应用中占据了十分重要的地位。
ﻭ 1 同步辐射光源的基本特点ﻭﻭ在同步辐射X射线应用的过程中，其技术内容与传统的显像模式存在一定的差异性，其具体的内容可以体现在以下几个方面：ﻭﻭ第一，同步辐射的X射线源主要来自于同步辐射装置，并不是Ｘ线球管中的电压及管电流，X射线在技术应用的过程中其亮度较于传统显像模式会高出5～6个数量等级，当运用到扭摆器(wigｇle)ｒ或是其它的装置时，其数量会达到１2个以上的级别.第二,同步辐射的产生会出现一个连续性的光谱,从红外线以及可见光到Ｘ线中，可以跨越的范围是４~5个数量级。
而且，在单色器使用的过程中，其设备所需要的波长可以对光谱的变化进行有效性的分析.其中的单色光,在穿透组织过程中，其能谱并没有发生一定的改变，而强度会发生一定的改变,有效的消除了医学领域中经常遇见的光束硬化问题。
ﻭﻭﻭ与此同时，同步X 射线的高度相干，衍射及干扰的现象都可以用来显现图像,在整个技术应用的过程中，具有时间分辨的技术形式.虽然在这一技术应用的过程中，其工作内容相对复杂，但是,基本的概念却容易得到理解。
ﻭﻭ 2 同步辐射光源在医学中的应用ﻭﻭ 2。
1 同步辐射血管成像的分析ﻭﻭﻭ基于数字减影可以强化图像对比度的原理，在现阶段血管显像的技术处理中，存在着两个技术形式,分别是K吸收边数字减影血管造影（KEＳA）以及单能时间减影血管造影。
同步辐射技术及其应用ppt课件
透光元件(窗)
铍是常规的透光窗口材料，缺点是有剧毒。近 年来，采用人工合成金刚石薄膜，作为透光材 料，取得较为理想的效果。
反光元件(镜)
选择合适材料及合适掠入射角，可得到较大的 反射率。多层薄膜反射镜，除了改变光束的方 向外，还有滤波的作用。把反射镜作成曲面则 具有聚焦的作用。
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聚光元件
目前常用的聚光元件有 菲涅尔波带片和毛细管 族X射线透镜等。
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纳米材料 复合材料 磁性材料 超导材料 ••• 材料
同步辐射技术及其应用
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1、什么是同步辐射
同步辐射是速度接近光束的带电粒子，在 作曲线运动时，其轨道切线方向上发出的一 种电磁辐射。
同 步 辐 射
电子运行轨道
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由于是1947年在美国通用电气公司的一台 70MeV的同步加速器中首次被观察到，故命 名为同步辐射。
3
同步辐射装置小的有一个礼堂大，大的其周 长可达两公里。这种装置的投资很大。
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时间结构
常规X光为连续发射 同步辐射为脉冲发射 脉冲宽度ns(10-9s)- ps(10-12s) 脉冲间隔ns-ms 可作单脉冲快速时间分辨实验
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辐射光谱
单电子同步辐射并非 单一波长，是由回转 频率为基频的高次谐 波组成。由于电子束 团中包含许多电子， 这些电子速度即能量 是有差异的，实际上 构成了一连续谱。
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注入器
注入器是由发射电 子及给电子加速的 加速器组成，其功 能是将电子加速到 同步辐射源要求的 额定能量。然后将 电子注入到电子储 存环中。
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加速器由直线加速器和增强加速器（同步加 速器）两部分构成。
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电子储存环
电子储存环其作用 是让具有一定能量 的电子在其中作稳 定回转运动并发出 同步辐射。
同步辐射应用基础
同步辐射应用基础
同步辐射应用基础是指使用一种电磁辐射，该辐射可以在多个发射点具有相同的频率和相位。
它通常用于传输信息或者进行测量，如测量气体的温度或湿度。
同步辐射的发射点之间的距离可能很大，因此，必须使用发射线路来将辐射传输到不同的发射点。
例如，用户可以使用单线、双线、三线等形式的发射线路将辐射传输到不同的发射点。
此外，同步辐射应用基础还可以用于检测物体的移动情况，也可以用于检测物体的位置和运动状态。
同步辐射及其应用(讲义)
同步辐射及其应用(讲义)同步辐射因具有高亮度、光谱连续、频谱范围宽、高度偏振性、准直性好以及可用作辐射计量标准等一系列优异特性，已成为自X 光和激光诞生以来的又一种重要光源。
尤其是在真空紫外和X射线波段的性能，非其他光源可比，很多以往用普通X光和激光不能开展的研究工作，有了同步辐射光源以后才得以实现。
近几年来还发现，在红外波段同步辐射同样具有常规红外光源所无法比拟的优越特性。
同步辐射也因此在物理学、化学、生命科学和医药学、材料科学、信息科学、环境科学、地矿、力学、冶金等研究领域，以及深亚微米光刻和超微细加工等高新技术领域中得到广泛应用。
据统计，70年代以来，已有22个国家和地区，建成或正在建设同步辐射装置50余台，其中，超过40台已投入使用。
我国北京正负电子对撞机国家实验室(BEPC NL)的同步辐射装置(BSRF)和中国科技大学国家同步辐射实验室(NSRL)分别于1989年和1991年建成并投入使用。
1．什么是同步辐射1947年，美国通用电器公司的一个研究小组首次在同步加速器上观测到高能电子在作弯曲轨道运动时会产生一种电磁辐射，称其为同步加速器辐射，简称同步辐射。
其实，据《宋会要》记载，早在公元1054年，我国古代天文学家就观测到金牛座中天关星附近出现异象：“昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。
”这是人类历史上第一次详细记载超新星爆炸。
这颗超新星爆炸后的遗迹形成今夜星空的蟹状星云。
现代天文学家确认该星云的辐射，包括红外线、可见光、紫外线和X射线的宽频谱，正是高能电子在星云磁场作用下产生的同步辐射。
1963年法国Orsay 建成世界上第一台电子储存环，高能物理学家在储存环上进行正负电子对撞实验的同时发现所产生的同步辐射是一种性能优良的光源，于是，开始了人类历史上第一次利用同步加速器上产生的同步辐射来做非高能物理的研究工作。
这种在做高能物理研究的加速器上，利用同步辐射作为光源的工作模式为寄生模式或兼用模式。
同步辐射的医学应用
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活体检测、诊断及治疗
观察冠状动脉狭窄的静脉注射心血管造 影术；
观察大脑和颈部肿瘤的单色光计算机断 层扫描术
观察早期肺癌的肺部支气管成像术 观察早期乳房肿瘤的胸部成像术 副作用极小的同步辐射微束放射治疗 光激活治疗
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的医疗诊断和治疗方法
也在不断发展，如X射
线大脑CT术、乳腺肿瘤
成像术、选择性心血管
造影术等等，为人类的
健康作出了积极的贡献。
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同步辐射的高通量和亮度、可调 谐、时间结构和偏振性为医学科学的 许多应用提供一个理想的光源。
1976年底美国斯坦福大学就提出并于 1979年在SSRL启动了同步辐射人体心血管 造影计划。随后许多国家相继开始了以心 血管造影术为主的同步辐射医学应用计划。
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战胜癌症
健康的生活方式 预防为主——肿瘤疫苗：太空瘤苗 早期诊断——可以治疗 中期治疗——为时未晚 晚期——？
早期诊断是关键！ 看到并确认病变的性质！
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极高的光通量 波长可调谐 高度准直 多种实验手段
SR作为检测手段 SR介入实际治疗
同步辐射技术的优势 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
方法
常规方法
SR的优势
同步辐射微束治 X刀、刀、调强 进一步减小辐照
疗
适形放疗术
损伤——脑瘤
同步辐射心血管 选择性冠状动脉 安全、无并发后
造影术
同步辐射光源 应用领域
同步辐射光源应用领域同步辐射光源（Synchrotron Radiation Light Source，简称SR）是一种高亮度、高能量、高稳定性的光源，广泛应用于多个领域。
本文将介绍同步辐射光源的应用领域，并探讨其在这些领域中的重要性和作用。
1. 材料科学与工程领域：同步辐射光源在材料科学与工程领域中有着广泛的应用。
通过利用同步辐射光源的高能量和高亮度特性，研究人员可以深入研究材料的结构、物性和性能。
例如，同步辐射光源可以用于研究材料的晶体结构、表面形貌以及微观缺陷等。
此外，同步辐射光源还可以用于材料的成分分析、界面研究以及材料的动态行为等方面的研究。
同步辐射光源的应用可以推动材料科学与工程领域的发展，帮助人们设计和开发新型材料。
2. 生命科学与医学领域：同步辐射光源在生命科学与医学领域中也有着重要的应用。
通过利用同步辐射光源的高能量和高亮度特性，研究人员可以研究生物分子的结构和功能，揭示生命的奥秘。
例如，同步辐射光源可以用于确定蛋白质的结构，研究蛋白质的折叠和功能。
此外，同步辐射光源还可以用于研究生物分子与药物的相互作用，探索新药的研发途径。
同步辐射光源的应用可以促进生命科学与医学领域的研究和进展，为人类健康事业做出贡献。
3. 物理学与化学领域：同步辐射光源在物理学与化学领域中也发挥着重要作用。
通过利用同步辐射光源的高能量和高亮度特性，研究人员可以研究物质的基本性质和相互作用。
例如，同步辐射光源可以用于研究材料的电子结构、磁性和光学性质等。
此外，同步辐射光源还可以用于研究化学反应的动力学过程，揭示反应机理和催化剂的作用。
同步辐射光源的应用可以推动物理学与化学领域的发展，为人类提供更好的材料和化学品。
4. 地球与环境科学领域：同步辐射光源在地球与环境科学领域中也有着广泛的应用。
通过利用同步辐射光源的高能量和高亮度特性，研究人员可以研究大气污染物、水体污染物、土壤污染物等的组成和分布。
例如，同步辐射光源可以用于研究大气中的气溶胶、水体中的微生物和土壤中的重金属等。