与静态形态学成像相比，弹性测定法提供的组织表征可以帮助区分恶性组织和良性组织，静态形态学成像不能提供这种程度的信息 。已经提出了几种弹性成像方法，主要是基于超声波，并应用于许多临床应用，包括乳腺癌，转移性黑色素瘤，头颈癌，和结直肠癌。然而，由于空气在超声图像中是不透明的，因此认为这种成像模式不足以使肺组织充分可视化。磁共振弹性成像是一种技术，能够评估组织硬度，有利于评估肝纤维化。然而，该方法同样遭受来自肺部空气的易感性伪影。
　　 动态 计算机断层对不同扩张状态的肺进行成像，与静态三维计算机断层 相比，可用于获得弹性信息。在这项研究中，建议开发肺结节弹性测量法，该测量来自在极端潮气量下屏气时获得的计算机断层图像。将可变形图像配准应用于屏气图像，以确定每个呼吸状态下恶性肺结节的体积和周围肺组织的环。然后，将弹性定义为恶性肺结节与环的体积变化的比率。
　　 为了证明肺结节弹性测量可以通过极端潮气量的屏气计算机断层图像确定原理证据，分析了23例恶性肺结节患者的立体定向消融放射治疗的治疗前计算机断层图像。机构并比较了治疗的恶性肺结节与周围肺的体积变化。
　　 设计并开发了一种基于屏气计算机断层图像的可变形图像配准来确定恶性肺结节 的弹性的方法。已经调查了各种可变形图像配准方法和机械指数，以分别计算最准确和稳健的变形图以及微分度量。开发了一个工作流程，处理极端潮气量的屏息图像并计算体积变化和恶性肺结节的弹性。
　　 已经证明了图像配准方法的强大性能，使得图像配准和每个观察者之间的差异与通过Dice相似性评估的观察者间差异相当。方法可以测量恶性肺结节的体积比，可以是膨胀或收缩。通过手动测量的体积比与图像配准方法的体积比之间的微小差异来证明该测量的准确性。
　　 肺的不同部位具有不同的运动幅度和体积变化，这使得恶性肺结节的计算体积比与位置有关。然而，配制的弹性不依赖于位置，因为恶性肺结节的体积变化与 围绕肺组织的1厘米环的体积变化的标准化应该消除恶性肺结节位置的影响，因为恶性肺结节和围绕肺组织的1厘米环经历了同样的力量，无论其位置如何。因此，它允许比较两个不同肺部位置的两个不同恶性肺结节的弹性。这由较低与上/中叶恶性肺结节的弹性参数的类似中值支持。
　　 研究确实有一些局限性。首先，方法适用于少数患者，并且仅关注已证实的恶性肺结节，不包括良性结节。所有患者的成像方案不完全均匀，导致不同的图像分辨率可能影响分析。然而，采用图像三次样条插值，以便将图像配准应用于相同分辨率的图像。
　　 此外，弹性定义有许多可能的表达方式，所有这些都只是物理弹性的替代品，需要知道无法从图像中确定的施加力。虽然大于或小于一的值表示恶性肺结节体积比大于或小于周围环，这导致偏斜的分布。另一种配方如因为扩展或压缩具有对称效果但具有相反的符号，因此可能在物理上更直观。这些配方可能有助于在未来的研究中探索。
　　 据所知，这是第一项从动态胸部计算机断层图像计算恶性肺结节弹性的研究。这提供了用于检验恶性肺结节和良性肺结节弹性不同 的假设的技术框架。这种差异可能来自肿瘤中增加的间质液压，这可以在形态特征的任何变化之前改变恶性肺结节的弹性。研究表明，大多数实体肿瘤的间质液压力增加。这已被证实用于乳腺癌，转移性黑色素瘤 。整个肿瘤中心的肿瘤间质液压均匀，并在其周围急剧下降。确定增加的肿瘤间质液压力的机制尚不完全清楚，但被认为涉及血管渗漏，淋巴管异常，间质纤维化和间质成纤维细胞介导的间质空间收缩，所有这些都是癌症的标志。
　　 由于目前基于计算机断层的肺癌筛查的局限性区别于恶性结节，方法可能通过提高基于计算机断层的肺癌筛查的特异性来影响临床实践。此外，计算机断层弹性测量可以预测可能在多灶性肺癌患者中使用的肿瘤侵袭性，以首先确定和治疗最具侵袭性的病变。最终，区分不同肿瘤区域的侵略性以及指导放射治疗剂量涂抹或自适应增强设计甚至可能是有帮助的。
　　 未来的方向包括将分析应用于已证实的恶性和良性结节，并最终可以区分肿瘤或肿瘤区域的侵袭性，以帮助放射治疗目标选择或剂量涂抹。还将使用应变张量图来评估结节变形的均匀性，以确定该信息是否有助于区分恶性和非恶性结节。此外，将尝试将方法扩展到常规获得的用于放射疗法模拟的四维计算机断层图像。
　　 总之，开发了一种基于吸气/呼气屏气图像图像配准的无创方法来确定恶性肺结节弹性。