[发明专利]基于流体力学分析在医学成像应用中检测固定造影剂

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像领域。更具体来说，本发明涉及固定造影剂的检测。

背景技术

医学成像是一种公知的技术(在医学应用设备领域)，可以以基本上非侵害性的方式对病人身体部位进行分析。特定医学成像技术基于记录通过向身体部位施加超声波所产生的回波信号。可以通过给病人施用超声波造影剂(UCA)(例如，包括磷脂稳定的充气微泡的悬浮物)，方便地实现此技术；因为造影剂充当有效的超声波反射物，它增强了它所处的身体部位内的血管系统的可视性。

近年来还提出了用于到达特定(生物)目标然后在其上保持固定造影剂，用于促进特定病变的检测。具体来说，这些造影剂能够通过特定交互附着于选定的组织或受体上；例如，通过在造影剂的配方中包括有针对性的配位体可以实现所需的行为(例如，能够与肿瘤组织进行交互)。此外，也可以通过非特定的交互，将造影剂输送到或累积到特定位置，如组织或器官上；例如，造影剂可以被病人的免疫系统视为异物，然后将其移动到肝脏进行新陈代谢和排泄。在任何情况下，一旦造影剂到达目标位置，在其上保持固定不动(通过特定或非特定的交互)，通过对其进行检测，可以区别否则将难以识别的病变。

与固定造影剂的检测有关的一个可能的问题是，实际上施用的造影剂的总量中只有相对较小的量到达目标；相反，大部分造影剂会持续循环(例如，直到它被病人的肺和/或肝脏过滤掉)。然后，测量到的回波信号是由于固定造影剂、循环(自由流动的)造影剂和周围的组织的不同影响的结果。因此，区别由固定造影剂生成的回波信号与循环造影剂和组织生成的回波信号是相当困难的；具体来说，区别低浓度的固定造影剂(常常包括个别地到达目标的其单个微粒)与较高浓度的循环造影剂几乎不可能的。这对固定造影剂的空间轮廓描绘和量化产生不利的影响，从而妨碍所感兴趣的病变的正确检测。

已经有人作出了改善固定造影剂的鉴别的努力。例如，″P.A.Dayton，D.Pearson，J.Clark，S.Simon，P.Schumann，R.Zutshi，T.Matsunaga，K.W.Ferrara，Ultrasonic Enhancement of avfcExpressing-Cells With Targeted Contrast Agents，2003 IEEEUltrasonics Symposium″提出了一个解决方案，该解决方案基于对应于固定造影剂的回波信号的带宽比循环造影剂的带宽窄。此文件提及了利用观察到的循环造影剂的较大的带宽，鉴别回波信号中的不同成分的可能性。

然而，当前技术中没有用于以可以接受的准确度检测固定造影剂的解决方案。具体来说，有效地鉴别固定造影剂与循环造影剂的问题仍未解决。在此情况下，还希望量化每一个位置处的固定造影剂的浓度。

因此，现在必须等到循环造影剂完全消失，之后才能够识别固定造影剂；然而，这需要等相对来说比较长的时间(高达数十分钟)。

上述所有情况都会妨碍当前可用的用于检测固定造影剂的对比度特定的成像技术的临床应用。

发明内容

本发明提出了利用固定造影剂和循环造影剂之间的流体力学的差别的解决方案。

具体来说，本发明的一个方面提出了一种用于在医学成像应用中促进固定造影剂的检测的系统。该系统包括用于提供总数个输入图像的序列的装置(如超声波扫描仪)。通过对施用了造影剂的病人的身体部位进行成像(在对应的获取瞬间)获得输入图像(即，至少一部分所述图像包含由造影剂生成的信号)；造影剂能够在生物目标上基本上固定不动(即，保持在基本上固定的位置)，不然地话则自由地在病人的身体内循环(至少直到从身体中排泄或被身体新陈代谢掉为止)；例如，造影剂可以有选择地附着于特定组织或受体上(通过特定交互)，也可以传输到或累积到特定组织或器官上(通过非特定的交互)。每一个输入图像都包括多个输入值(即，像素或三维像素值)；每一个输入值都表示对身体部位的可能包含所述造影剂的对应的部分的询问信号的响应(如超声波波的回波信号)。该系统进一步包括用于减少身体部位内的循环造影剂对一个或更多选定输入图像的影响的装置。为此，创建对应于每一个选定输入图像的经过过滤的图像。通过用一组对应的经过过滤的值替换一组选定输入图像的输入值(例如，在所需的感兴趣区域中)来实现结果。每一个经过过滤的值代表多个输入图像的组中的身体部位的对应的部分的最低响应(包括选定输入图像)；所述多个输入图像的组包括若干个输入图像(两个或更多)，该数量低于总数。