一般来说，x光被用来检查骨头，而MRI和超声波被用来检查软组织。但日本东北大学的研究人员已经找到了一种新方法，可以将X射线应用于软组织成像，而不仅仅是骨头，这样利用它的高分辨率可以比其他技术更早地发现肿瘤或其他问题。相关研究成果发表在三月的《应用物理快报》上。

新方法获得的硬度图（左：硬度几乎均匀的样品；右：包含硬质区域的样品）

什么是弹性成像技术？

弹性成像是一种无创的医学成像方法，通过获取的生物体材料的弹性信息转换成医生习惯的可见光图像，从而让医生能够通过可见光图像判别组织的材料力学特性，进而根据组织的软硬情况判断相应组织或器官可能发生的病理改变以及其位置、形状和大小。

弹性成像可以研究软组织的刚度和弹性，在临床上主要应用于软组织器官的疾病诊断。超声和MRI，是目前使用的两种主要的弹性成像技术。

超声弹性成像的基本原理是对组织施加一个外部的或内部（包括自身生理活动）的动态或静态激励，使组织产生位移或速度方面的响应。通过超声成像方法，捕获组织响应的信息进行计算机处理，并以数字图像对这种响应信息进行直观显示和量化表达，从而直接或间接地估计不同组织的弹性模量及其分布差异。

由于肿瘤、病变和硬化的动脉都比周围的组织更硬，从而确定了波在组织中传播的速度较慢，因此临床医生能够发现这些较硬的组织。

MRI的工作方式与超声波类似，但是通过使用非常强的磁体来迫使体内的质子与磁场对齐。这些质子采取这种动作需要多长时间，这告诉我们有关硬组织或硬组织的情况。

X射线弹性成像成为可能

X光是我们通俗的叫法，它的学术用语叫做X射线，是一种波长介于紫外线和γ射线之间的电磁波。具体来讲，原子中的电子会在能量大小不同的两个能级之间跳跃，从而产生了一种粒子流，这就是X光。

X光射线具有很强的穿透力，许多可见光都不能照透的物质，无论是高达10厘米的书本，还是2——3厘米厚的木板，或者是15毫米厚的铝板，甚至是人体本身，都在X射线的照射下显露无遗。

X射线可以比MRI显示更高的分辨率

尽管以前的研究表明，原则上可以进行X射线弹性成像，但还没有这方面的实际应用的例子。如果能实现X射线弹性成像，生成的图像将具有更高的分辨率，能够在微米而不是毫米的尺度上发现物体。

这项研究的首席研究员Wataru Yashiro说:“这种更高的精确度不仅意味着可以识别出更小或更深的病变，而且对患者来说也很重要，因为更小的病变可能是新的，也可能是在疾病或状况出现更早的时候。”

现在，x射线弹性成像已经从原理转向实践。东北大学的研究小组已经用这种技术拍摄了第一批图像，并证明它能够识别不同材料的硬度。

均匀浓度样品（左）和夹杂物较硬的样品（右）的硬度图，图片来源：日本东北大学先进材料多学科研究所

研究人员对一种聚丙烯酰胺凝胶成像，其中一些样品含有较硬的二氧化锆颗粒。在拍x射线照片时，振动通过这些样本传递。果然，x射线弹性成像法能够发现这些微小的入侵者。

研究人员表示，在证明这一概念确实有效之后，下一步将是创建3D图像，并最终开发用于医学诊断的x射线弹性成像设备。

DOI：10.35848 / 1882-0786 / ab7e06