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现实生活中，大家或多或少都见过甚至是接触过X光片——没错，就是医院里挂在看片灯上、类似老式胶卷相机底片的东西。
虽然我们偶尔需要和这些X光片打交道，但很少有人能够像经验医师那样简单几眼就能从这些X光片上看出个所以然。最近，一项来源于另一个学科领域的技术，却可能从根本上改变这种现象……
X光片告别“黑白时代”
组成人体的组织结构多种多样，但如果我们按照密度进行归类，大致就可以将其分为高密度的骨组织和钙化灶，中等密度的软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织、体内液体，低密度的脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦、乳突内的气体等等。
当我们进行医疗影像扫描（比如做胸透）时，这些密度不同的人体组织对X光线的吸收程度存在差异，能够顺利到达荧屏或胶片上的X光线也有差异，最终，生成的X光片上也就呈现出黑、白、灰三种不同颜色的明暗对比了。虽然医疗从业者对X光片上不同部分的明暗对比度往往非常敏感，稍加分析就能迅速把握病状，但健康无小事，医学成像这件事情上，可视化细节自然是越多越好。
最近，一家新西兰公司就开发出了一种可以生成3D彩色影像的医学扫描仪。
和传统的X光设备不同，这台新设备扫描仪器生成的图片都是高清、全彩且具备三维辨识度的。发明者菲尔·巴特勒说，这种3D彩色X光片的生动和直观程度甚至不输医学解剖，它们能够以更加浅显易懂的方式展示被扫描部位的内部构造，肌肉组织、骨骼、脂肪、水分等不同人体组织都能以立体图像的方式进行呈现。
在菲尔·巴特勒的演示中，甚至连他手腕上佩戴的手表的内部结构，都能经过这种扫描仪完整重现出来。
这是怎么做到的？
巴特勒将这台可以扫描生成3D彩色X光图像的设备命名为叫光谱扫描仪（spectral scanner），而在光谱扫描仪中，发挥主要作用的是一块名为Medipix的芯片。
关注科技圈资讯的朋友或许会时不时听到“科学家通过对撞机实验发现某某粒子”的新闻，Medipix芯片，此前正是欧洲核子研究组织（又叫CERN）在大型强子对撞机实验中用来解决粒子追踪需求并帮助他们成功找到“上帝粒子”希格斯玻色子的关键。
如今，这种用于粒子物理学研究领域的芯片，却在医疗领域找到了新的可能性。
凭借其粒子成像和检测原理，Medipix芯片在巴特勒的光谱扫描仪中充当着输出芯片的作用：当光谱扫描仪使用X光对人体结构进行扫描时，Medipix可以测量发送的X射线在穿过不同器官组织时特定波长的衰减情况。和单纯地接收X光的留存量相比，记录的波长衰减数据能够经过Medipix的特定算法进行光谱数据重建，最终生成高分辨率、高对比度的3D彩色图像。
在当地一家名为MARS的生物成像公司的帮助下，围绕这台光谱扫描仪的临床试验已经紧锣密鼓地展开了，在接下来的几个月里，这台设备将投入新西兰整形外科和风湿病患者的诊疗工作中进行测试。
那些从核子研究中走出来的技术
事实上，欧洲核子研究组织拥有的技术有相当一部分已经跨越了学科的界限，成为当今热门前沿技术的基础。
在欧洲核子研究组织中，科学家们专门成立了一个“知识转移小组”，这个小组的工作，就是让核子研究技术向外延展至粒子物理学以外的学科领域当中去，医疗领域只是冰山一角。
距离欧洲核子研究组织大型强子对撞机不到五公里、位于瑞士和法国边境的日内瓦机场，就是粒子物理学研究知识转移的最大受益者之一：在这个机场主航站楼的屋顶上，覆盖着300多个总面积约1200平方米的新型太阳能面板。
这是瑞士境内最大的太阳能光电系统之一，而与常见的太阳能面板不同，这300多块新型太阳能面板即便是在光照条件不好的阴雨天气和雨雪覆盖的深冬，都能保持内部80摄氏度的工作温度，这些源源不断的热能被高效转为电能后，保证着日内瓦国际机场主航站楼的冬暖夏凉。
这种永不“熄火”的太阳能光电技术，正源于欧洲核子研究组织研制粒子加速器真空技术的衍生专利：近乎完美的真空环境是粒子加速器高速运作的关键，只有在真空环境中，粒子才能够得到完全的速度积累并最终达到粒子物理实验所需要的能量和流强。
在前欧洲核子研究组织加速器工程服务部负责人克里斯朵弗罗·本韦努蒂（Cristoforo Benvenuti）的超高真空专利技术的专利授权下，日内瓦机场这组太阳能面板采用了一种具有特殊隔热功能的热室，这种热室可以一边收集利用光照强度极低的漫反射能量，一边阻止光热向周围空气中流失，尤其适合冬季、雨雪天等日照时间短、太阳辐射强度较弱的环境。
类似的例子还有不少。
比如在工艺生产流程上，使用欧洲核子研究组织的电子束光刻专利技术进行包装印刷可以减少挥发性有机化合物的排放，与传统的热转印技术相比更能减少约90%的能量消耗；在汽车制造过程中使用X射线固化碳复合材料替代一般钢材，则可将车辆重量减轻80%并进一步在使用过程中降低50%的能耗。
再比如在欧洲核子研究组织高速粒子物理实验中用于核分析的加速质谱分析（AMS）技术今天也已经广泛应用于考古发现的“碳-14”测量工作当中，这项技术能在极小的样品测定范围中对超低浓度的长寿命放射性同位素进行极其精确的测量，是进行年代检测和文物真赝鉴定的主要手段之一。
被称为“粒子物理标准模型”之父的谢尔顿·格拉肖（Sheldon Lee Glashow）曾说过：“欧洲核子研究组织是创新技术的温床，包括加速器、低温、探测器、电子、信息技术、磁铁、材料科学、超导体等领域都因此受益。”这并不是粒子物理学者在简单地为自己的工作正名，经过CERN知识转移小组的努力，很多粒子物理学研究中的专利技术都已经通过与特许经营或合资公司合作的方式，广泛应用于科学和商业目的。
因此正如欧洲核子研究组织在“粒子物理是欧洲应对社会经济挑战的关键驱动”宣传手册中所说的那样，粒子物理学研究从另一个角度来说也是创新和突破性技术的源泉。CERN发现的“上帝粒子”希格斯玻色子我们显然看不见也摸不着，但一些起源于核子研究的专利技术，已经在悄然改变着我们的日常生活。
链接·欧洲核子研究组织与“上帝粒子”
在进行粒子物理实验和研究的过程中，欧洲核子研究组织主要用到了大型强子对撞机（LHC）：在强子对撞机中，两束质子经过环形隧道加速至99.99999%光速然后反方向产生碰撞，借碰撞分裂所有物质最基本的粒子。
科学家一般认为，在这些被分裂出来的基本粒子中，找到并证实被称作“上帝粒子”的希格斯玻色子（Higgs boson），可以帮助现有物理体系完善关于时间、空间和宇宙的理论基础，甚至找到在时间和空间概念形成之前所存在的将所有物质聚集在一起的能量，包括占整个宇宙构成26.8%的暗物质及68.3%的暗能量。
而就在2013年3月14日，欧洲核子研究组织通过发表新闻稿正式宣布，先前探测到的新粒子具有希格斯玻色子的基本性质，被确认为“上帝粒子”。但仍有部分实验结果不完全符合理论预测，更多数据也在等待处理与分析。
美国物理学家、1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼曾表示“上帝粒子”在当今物理学中处于极为中心的位置。显然，除了研究过程中相关专利技术向其他学科领域的衍射，歐洲核子研究组织本身的工作就有着重大的科研意义。
虽然我们偶尔需要和这些X光片打交道，但很少有人能够像经验医师那样简单几眼就能从这些X光片上看出个所以然。最近，一项来源于另一个学科领域的技术，却可能从根本上改变这种现象……
X光片告别“黑白时代”
组成人体的组织结构多种多样，但如果我们按照密度进行归类，大致就可以将其分为高密度的骨组织和钙化灶，中等密度的软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织、体内液体，低密度的脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦、乳突内的气体等等。
当我们进行医疗影像扫描（比如做胸透）时，这些密度不同的人体组织对X光线的吸收程度存在差异，能够顺利到达荧屏或胶片上的X光线也有差异，最终，生成的X光片上也就呈现出黑、白、灰三种不同颜色的明暗对比了。虽然医疗从业者对X光片上不同部分的明暗对比度往往非常敏感，稍加分析就能迅速把握病状，但健康无小事，医学成像这件事情上，可视化细节自然是越多越好。
最近，一家新西兰公司就开发出了一种可以生成3D彩色影像的医学扫描仪。
和传统的X光设备不同，这台新设备扫描仪器生成的图片都是高清、全彩且具备三维辨识度的。发明者菲尔·巴特勒说，这种3D彩色X光片的生动和直观程度甚至不输医学解剖，它们能够以更加浅显易懂的方式展示被扫描部位的内部构造，肌肉组织、骨骼、脂肪、水分等不同人体组织都能以立体图像的方式进行呈现。
在菲尔·巴特勒的演示中，甚至连他手腕上佩戴的手表的内部结构，都能经过这种扫描仪完整重现出来。
这是怎么做到的？
巴特勒将这台可以扫描生成3D彩色X光图像的设备命名为叫光谱扫描仪（spectral scanner），而在光谱扫描仪中，发挥主要作用的是一块名为Medipix的芯片。
关注科技圈资讯的朋友或许会时不时听到“科学家通过对撞机实验发现某某粒子”的新闻，Medipix芯片，此前正是欧洲核子研究组织（又叫CERN）在大型强子对撞机实验中用来解决粒子追踪需求并帮助他们成功找到“上帝粒子”希格斯玻色子的关键。
如今，这种用于粒子物理学研究领域的芯片，却在医疗领域找到了新的可能性。
凭借其粒子成像和检测原理，Medipix芯片在巴特勒的光谱扫描仪中充当着输出芯片的作用：当光谱扫描仪使用X光对人体结构进行扫描时，Medipix可以测量发送的X射线在穿过不同器官组织时特定波长的衰减情况。和单纯地接收X光的留存量相比，记录的波长衰减数据能够经过Medipix的特定算法进行光谱数据重建，最终生成高分辨率、高对比度的3D彩色图像。
在当地一家名为MARS的生物成像公司的帮助下，围绕这台光谱扫描仪的临床试验已经紧锣密鼓地展开了，在接下来的几个月里，这台设备将投入新西兰整形外科和风湿病患者的诊疗工作中进行测试。
那些从核子研究中走出来的技术
事实上，欧洲核子研究组织拥有的技术有相当一部分已经跨越了学科的界限，成为当今热门前沿技术的基础。
在欧洲核子研究组织中，科学家们专门成立了一个“知识转移小组”，这个小组的工作，就是让核子研究技术向外延展至粒子物理学以外的学科领域当中去，医疗领域只是冰山一角。
距离欧洲核子研究组织大型强子对撞机不到五公里、位于瑞士和法国边境的日内瓦机场，就是粒子物理学研究知识转移的最大受益者之一：在这个机场主航站楼的屋顶上，覆盖着300多个总面积约1200平方米的新型太阳能面板。
这是瑞士境内最大的太阳能光电系统之一，而与常见的太阳能面板不同，这300多块新型太阳能面板即便是在光照条件不好的阴雨天气和雨雪覆盖的深冬，都能保持内部80摄氏度的工作温度，这些源源不断的热能被高效转为电能后，保证着日内瓦国际机场主航站楼的冬暖夏凉。
这种永不“熄火”的太阳能光电技术，正源于欧洲核子研究组织研制粒子加速器真空技术的衍生专利：近乎完美的真空环境是粒子加速器高速运作的关键，只有在真空环境中，粒子才能够得到完全的速度积累并最终达到粒子物理实验所需要的能量和流强。
在前欧洲核子研究组织加速器工程服务部负责人克里斯朵弗罗·本韦努蒂（Cristoforo Benvenuti）的超高真空专利技术的专利授权下，日内瓦机场这组太阳能面板采用了一种具有特殊隔热功能的热室，这种热室可以一边收集利用光照强度极低的漫反射能量，一边阻止光热向周围空气中流失，尤其适合冬季、雨雪天等日照时间短、太阳辐射强度较弱的环境。
类似的例子还有不少。
比如在工艺生产流程上，使用欧洲核子研究组织的电子束光刻专利技术进行包装印刷可以减少挥发性有机化合物的排放，与传统的热转印技术相比更能减少约90%的能量消耗；在汽车制造过程中使用X射线固化碳复合材料替代一般钢材，则可将车辆重量减轻80%并进一步在使用过程中降低50%的能耗。
再比如在欧洲核子研究组织高速粒子物理实验中用于核分析的加速质谱分析（AMS）技术今天也已经广泛应用于考古发现的“碳-14”测量工作当中，这项技术能在极小的样品测定范围中对超低浓度的长寿命放射性同位素进行极其精确的测量，是进行年代检测和文物真赝鉴定的主要手段之一。
被称为“粒子物理标准模型”之父的谢尔顿·格拉肖（Sheldon Lee Glashow）曾说过：“欧洲核子研究组织是创新技术的温床，包括加速器、低温、探测器、电子、信息技术、磁铁、材料科学、超导体等领域都因此受益。”这并不是粒子物理学者在简单地为自己的工作正名，经过CERN知识转移小组的努力，很多粒子物理学研究中的专利技术都已经通过与特许经营或合资公司合作的方式，广泛应用于科学和商业目的。
因此正如欧洲核子研究组织在“粒子物理是欧洲应对社会经济挑战的关键驱动”宣传手册中所说的那样，粒子物理学研究从另一个角度来说也是创新和突破性技术的源泉。CERN发现的“上帝粒子”希格斯玻色子我们显然看不见也摸不着，但一些起源于核子研究的专利技术，已经在悄然改变着我们的日常生活。
链接·欧洲核子研究组织与“上帝粒子”
在进行粒子物理实验和研究的过程中，欧洲核子研究组织主要用到了大型强子对撞机（LHC）：在强子对撞机中，两束质子经过环形隧道加速至99.99999%光速然后反方向产生碰撞，借碰撞分裂所有物质最基本的粒子。
科学家一般认为，在这些被分裂出来的基本粒子中，找到并证实被称作“上帝粒子”的希格斯玻色子（Higgs boson），可以帮助现有物理体系完善关于时间、空间和宇宙的理论基础，甚至找到在时间和空间概念形成之前所存在的将所有物质聚集在一起的能量，包括占整个宇宙构成26.8%的暗物质及68.3%的暗能量。
而就在2013年3月14日，欧洲核子研究组织通过发表新闻稿正式宣布，先前探测到的新粒子具有希格斯玻色子的基本性质，被确认为“上帝粒子”。但仍有部分实验结果不完全符合理论预测，更多数据也在等待处理与分析。
美国物理学家、1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼曾表示“上帝粒子”在当今物理学中处于极为中心的位置。显然，除了研究过程中相关专利技术向其他学科领域的衍射，歐洲核子研究组织本身的工作就有着重大的科研意义。