俄罗斯科学家用3D打印钨栅格提升X射线成像质量，有望降低患者辐射暴露

俄罗斯教育和科学部新闻处近日表示，俄罗斯科研团队利用3D打印技术制造出一种用于X光机的钨制防散射栅格，其隔板厚度仅为同类产品的三分之一。研究人员认为，这一成果有望在保证医学影像质量的同时，降低患者接受X射线检查时的辐射暴露量。

在X射线成像过程中，部分射线穿过人体组织后会发生散射，形成背景噪声，进而削弱图像对比度。临床设备通常通过防散射光栅抑制这类干扰。传统防散射光栅多采用铅材料，但铅的机械强度较低，对加工工艺要求较高，因此结构往往较厚，也会吸收部分用于成像的有效射线。

来自俄罗斯国立科技大学(NUST MISIS)、俄罗斯科学院核研究所、库尔恰托夫国家研究中心和莫斯科理工大学的研究人员提出，采用微米级钨粉选择性激光熔化技术制造薄壁光栅结构。钨材料密度高，使隔板能够做得更薄;同时，研究团队将光栅通道设计为沿X射线束方向排列的会聚几何形状，以更有效抑制散射辐射，并尽量减少对主光束的影响。

NUST MISIS增材制造实验室主任斯坦尼斯拉夫·切尔尼希欣介绍，团队已在接近实际诊断的条件下测试该光栅。他们对人体骨盆区域模型进行X射线成像，并在图像中设置需要辨认的测试标记。结果显示，在未使用防散射栅格时，图像主要被背景噪声覆盖，标记阴影几乎难以分辨;使用钨制光栅后，相关标记能够清晰呈现。

研究人员还关注到，防散射光栅本身可能在X射线图像中留下阴影。NUST MISIS大型科学基础设施交互与合作中心工程师伊戈尔·佳奇科夫表示，团队利用快速傅里叶变换方法进行数字图像处理，成功去除了光栅阴影，且未造成诊断信息丢失。这一处理方法也可用于传统铅制防散射滤波器。

科研团队指出，在人体致密部位检查中，散射辐射对图像质量的影响更为明显，因此更精细的钨制防散射栅格或将在这类临床场景中体现更大价值。相关研究成果已发表在《列别捷夫物理研究所学报》上。