一般來說，x光被用來檢查骨頭，而MRI和超聲波被用來檢查軟組織。但日本東北大學的研究人員已經找到了一種新方法，可以將X射線應用於軟組織成像，而不僅僅是骨頭，這樣利用它的高分辨率可以比其他技術更早地發現腫瘤或其他問題。相關研究成果發表在三月的《應用物理快報》上。
新方法獲得的硬度圖（左：硬度幾乎均勻的樣品；右：包含硬質區域的樣品）
什麼是彈性成像技術？
彈性成像是一種無創的醫學成像方法，通過獲取的生物體材料的彈性信息轉換成醫生習慣的可見光圖像，從而讓醫生能夠通過可見光圖像判別組織的材料力學特性，進而根據組織的軟硬情況判斷相應組織或器官可能發生的病理改變以及其位置、形狀和大小。
彈性成像可以研究軟組織的剛度和彈性，在臨床上主要應用於軟組織器官的疾病診斷。超聲和MRI，是目前使用的兩種主要的彈性成像技術。
超聲彈性成像的基本原理是對組織施加一個外部的或內部（包括自身生理活動）的動態或靜態激勵，使組織產生位移或速度方面的響應。通過超聲成像方法，捕獲組織響應的信息進行計算機處理，並以數字圖像對這種響應信息進行直觀顯示和量化表達，從而直接或間接地估計不同組織的彈性模量及其分佈差異。
由於腫瘤、病變和硬化的動脈都比周圍的組織更硬，從而確定了波在組織中傳播的速度較慢，因此臨床醫生能夠發現這些較硬的組織。
MRI的工作方式與超聲波類似，但是通過使用非常強的磁體來迫使體內的質子與磁場對齊。這些質子採取這種動作需要多長時間，這告訴我們有關硬組織或硬組織的情況。
X射線彈性成像成為可能
X光是我們通俗的叫法，它的學術用語叫做X射線，是一種波長介於紫外線和γ射線之間的電磁波。具體來講，原子中的電子會在能量大小不同的兩個能級之間跳躍，從而產生了一種粒子流，這就是X光。
X光射線具有很強的穿透力，許多可見光都不能照透的物質，無論是高達10釐米的書本，還是2——3釐米厚的木板，或者是15毫米厚的鋁板，甚至是人體本身，都在X射線的照射下顯露無遺。
X射線可以比MRI顯示更高的分辨率
儘管以前的研究表明，原則上可以進行X射線彈性成像，但還沒有這方面的實際應用的例子。如果能實現X射線彈性成像，生成的圖像將具有更高的分辨率，能夠在微米而不是毫米的尺度上發現物體。
這項研究的首席研究員Wataru Yashiro說:“這種更高的精確度不僅意味著可以識別出更小或更深的病變，而且對患者來說也很重要，因為更小的病變可能是新的，也可能是在疾病或狀況出現更早的時候。”
現在，x射線彈性成像已經從原理轉向實踐。東北大學的研究小組已經用這種技術拍攝了第一批圖像，並證明它能夠識別不同材料的硬度。
均勻濃度樣品（左）和夾雜物較硬的樣品（右）的硬度圖，圖片來源：日本東北大學先進材料多學科研究所
研究人員對一種聚丙烯酰胺凝膠成像，其中一些樣品含有較硬的二氧化鋯顆粒。在拍x射線照片時，振動通過這些樣本傳遞。果然，x射線彈性成像法能夠發現這些微小的入侵者。
研究人員表示，在證明這一概念確實有效之後，下一步將是創建3D圖像，並最終開發用於醫學診斷的x射線彈性成像設備。
DOI：10.35848 / 1882-0786 / ab7e06
