[发明专利]使用3D对比增强超声的介入导航

说明书

本申请要求享有2007年11月16日提交的授予Jochen Kruecker等人的序列号No.60/988472、题为“INTERVENTIONAL NAVIGATION USING 3DCONTRAST-ENHANCED ULTRASOUND”、并且归属于本发明受让人的在先提交的临时申请的优先权。

在执行与美国公共卫生署的合作研发协议(CRADA号No.NCI-NIHCC-01864)中作出本发明。美国政府可能保留对本发明的一定权利。

本实施例基本上涉及超声诊断成像系统，具体而言，涉及一种使用3D对比增强超声(CEUS)进行介入导航的方法和装置。

超声成像是用于许多微创和介入过程的主要图像导引方法之一。具体而言，借助超声导引大部分针穿刺活检和基于针的消融过程。超声的优点包括实时成像能力、低成本、应用灵活性以及使用非电离辐射的事实。然而，非增强超声包括通常使用的灰度超声图像，可能不能以所需对比度可视化特定目标(例如，肿瘤)，并且在一些情况下，可能完全不能可视化目标。在那些情况下，针放置变得非常困难，并且常常不精确，因为这包括使用不同的模态成像目标，并且基于在两个成像模态中识别的肿瘤附近的解剖界标而“思想上”将肿瘤位置转变成实时超声图像。结果可能是假阴性活检、失败的肿瘤治疗以及通常不良的治疗结果。

对比增强超声(CEUS)成像是另一形式的超声成像，其指的是在静脉内注射超声造影剂(例如DefinityBristol-Myers Squibb)之后的超声成像。在现代超声扫描仪上，已经实施了特定成像模式以利用造影剂的非线性声响应，因而仅高亮显示吸收造影剂的组织。产生的图像称为“对比图像”，并且与非对比图像相比具有非常不同的外观。还可以在常规灰度模式中对造影剂注射后组织进行成像。在后面的实例中，产生的图像称为“组织图像”，并且看起来类似未注射造影剂所获得的灰度图像，仅示出吸收造影剂的区域中的小增强。

应当注意到，与非对比增强超声成像相比，CEUS可以提供对肿瘤、血管和感兴趣的其他组织的优越可视化。然而，在弹丸式注射(bolusinjection)之后的对比增强是瞬时现象，并且通常在数分钟之后消失。这种数分钟的时间限制通常时间不足以执行所需过程(例如，对用于活检或消融的针的放置)。换句话说，为了在诸如用于活检和消融的针放置期间进行导引，与执行介入过程所需的时间相比，对比增强的时间窗是不足的。第二次注射造影剂可以延长增强效果，但是这可能仍然不足以完成所需过程。

与单独使用预先采集的CEUS体积相关的现有技术的附加限制包括例如在介入过程期间随后采集的实时超声组织图像相对于预先采集的CEUS体积的位置是不知道的，并且需要估计，因而常常不精确。而且，组织运动使得在基于预先采集CEUS体积而对目标位置的评估变得困难。

因此，人们需要一种克服本领域中问题的改进方法和系统。

图1是根据本公开的一个实施例的用于实施使用3D对比增强超声进行介入导航的方法的系统的局部框图；

图2是示出了根据本公开实施例的与使用3D CEUS进行介入导航的方法相关的各个坐标系之间的变换的局部框图；

图3是示出了根据本公开一个实施例的实时组织图像视图和相应的CEUS多平面重建(MPR)图像视图的并排显示的显示视图；以及

图4是示出了根据本公开另一实施例的具有半透明重叠的实时组织图像视图和相应的CEUS MPR图像视图的显示的显示视图。

在附图中，相同的附图标记指代相同的元件。此外，应当注意到，附图并未按比例绘制。

本公开的实施例提供了一种利用对比增强超声成像(CEUS)在介入过程中进行图像导引的系统和方法。具体而言，本公开的实施例有利地得到一种使用CEUS来改进介入过程中的目标命中精确性的方法和系统，而无需修改工作流程或切换至完全不同的成像模态。