我们在上海光源BL13W1线站搭建了一套光栅X射线相衬成像装置，该套系统在密度分辨率、空间分辨率上已接近世界同类领先装置的技术指标。凭借该装置相比于传统医用CT所具有的更高的密度分辨能力，我们与临床医学研究者密切合作在一些前沿生物医学问题包括肿瘤新生血管的生长机制研究及肿瘤微小转移病灶的识别等相关研究中取得一些进展。 该工作发表在 J.Synchrotron Rad,19, 821-826(2012).  ( PDF )

        在美国芝加哥阿贡国家实验室工作期间，我和合作者一起建立了超快同步辐射X光成像系统。达到了30万帧每秒和每帧150皮秒曝光时间。建立的同步辐射X光超快成像技术在包括内燃机高速喷雾等很多学科已经表现出了非常重要的应用。我同时还将该技术开创性地应用于流体成像研究。流体力学的研究在过去一百年中强烈依赖于可见光成像技术。但可见光在流体成像研究中不可避免地会遇上强反射，折射和散射等问题。新技术在流体的成像过程中产生非常好的边缘强化、穿透和没有光学偏差的理想成像效果(Phys. Rev. Lett. 100, 154502(2008)；Phys. Rev. Lett. 100, 104501(2008))。 该工作发表在 Nature Physics, 4, 305–309 (2008).  ( PDF )

        传统同步辐射成像由于使用窄能谱单色器，导致通量损失，成像时间在秒数量级。要想提高成像速度，需要提高光通量、而高通量又会导致热负载问题，同时同步辐射的脉冲结构又对时间同步技术提出了要求。我们在美国阿贡国家实验室先进光子源搭建了世界上首个超快同步辐射X射线成像系统，我负责研制了宽能谱多层膜单色器来提高光通量，研制了机械快门解决了热负载问题，同时负责实现多种快门的精确同步技术来实现单脉冲成像。我们的系统具有微米空间分辨率，最高帧频达到30万帧每秒和最短曝光时间150皮秒。 该工作发表在 J. Synchrotron Rad., 14, 138-143 (2007).  ( PDF )

        我们与复旦大学附属肿瘤医院合作，将人源性乳腺癌细胞系MDA-MB-231高转移细胞株通过尾静脉注射建立裸鼠体内乳腺癌转移模型，利用光栅和同轴相衬CT成像技术对脑转移灶成像并以现有肿瘤转移灶临床诊断金标准——病理切片作对照实验研究乳腺癌病灶转移问题。结果表明光栅相衬成像技术对脑转移灶的识别能力明显高于同轴相衬成像技术。对转移灶的定位、转移灶浸润范围等具有较强的敏感性及分辨率。借助高分辨率的光栅相衬成像装置可以发现微小肿瘤转移灶，提高其检出率，这可以为今后光栅在临床诊断肿瘤转移灶的应用打下基础。 该工作发表在 Scientific Reports, 5, 9418 (2015).  ( PDF )

        我们与上海交通大学Med-X学院合作，使用光栅相衬成像系统观察到了无造影剂条件下的生物体内的血管。该项工作的重要意义在于通过无造影剂环境下将普通组织与血管分辨开，可以研究肿瘤组织的新生血管的发生发展过程和脑血管疾病中动脉瘤的演化机理。 该工作发表在 J. Synchrotron. Rad. 19, 821, (2012).  ( PDF )

        衬成像可清晰显示转移瘤；在无造影剂下，其内部几十微米大小的新生血管也得到清晰显示，并且新生血管形态及大小均与病理切片结果一致。肿瘤新生血管在肿瘤形成、发展中起至关重要的作用；对肺转移瘤血管的成像，可以为今后光栅应用于转移瘤的影像诊断打下基础。 该工作发表在 PLoS one. 10, e0121438, (2015).  ( PDF )