[发明专利]具有对比度量化的声成像的声成像系统和方法

说明书

本发明涉及声成像系统和方法，更具体而言涉及采用了对比度增强的声成像系统和方法。

在很多科学或技术领域中声波(具体而言，包括超声)是有用的，例如在医疗诊断和医疗流程、机械部分的非破坏性控制和水下成像等领域中。声波允许进行作为光学观察补充的诊断和可视化，因为声波能够在对电磁波不透明的介质中行进。

作为一个范例，声成像在肿瘤检测和评估中发挥重要作用。直到最近，声成像一直主要发挥显示肿瘤，帮助从其他病理过程区分肿瘤的作用。

同时，在过去几十年中，已经认识到新血管(血管生成)在肿瘤发展中的角色。根据一般接受的血管生成对肿瘤生长和发展的重要性，以及越来越多的抗血管生成治疗程序，在抗血管生成治疗期间对肿瘤灌注的无创监测得到重视。成像研究在评定这些治疗效果时发挥重要作用。活体内实验方法或临床试验常常使用肿瘤尺寸的减小作为疗效的标准。此外，因为很多抗血管生成药剂不是细胞毒素，而是产生疾病的稳定性，单独测量肿瘤尺寸可能不能提供充分信息，作为疗效的指示。

因此，在评定肿瘤发展和治疗肿瘤中特定疗法有效性方面，生理学，而非仅仅解剖学医疗成像技术可能是有益的。

医疗声成像领域中的一个进展是对比度增强。对比度增强的超声(CEUS)是声学(例如超声)造影剂在传统医疗声图描记法中的应用。典型地，向患者血流以静脉方式施用填充气体微泡形式的超声造影剂，然后在感兴趣区域上产生声学图像。这些微泡有高度产生回波性，这是物体反射声波的能力。微泡中气体和身体软组织围绕物之间的产生回波性差异提供了声学反向散射，或血流中承载的微泡对声波的反射和周围组织之间的高度对比度。

因为可以使用对比度增强的声成像对器官中的血液灌注成像，所以这为监测抗血管生成治疗期间的肿瘤灌注提供了有希望的工具。

不过，对比度增强声成像的现有方法和系统遭受某些缺点。

当前，没有一种超声方法能够在三维(3D)中追随肿瘤的视觉、脉管和测量变化。在治疗之后，肿瘤可能扩大/缩小，但对治疗做出积极响应的肿瘤脉管供应应当减少。不过，肿瘤是以非线性方式改变其尺度的，在二维(2D)上对肿瘤进行可视化常常缺少诊断的确定性，因为肿瘤的尺度可能在与被可视化平面不同的平面中已经改变。此外，难以在2D中监测脉管供应，因为如果扫描平面不包括脉管长度，放射科医师将永远看不到脉管。换言之，因为肿瘤可能通过在三维上缩小、扩大或改变脉管分布对治疗做出响应，二维采集可能缺少必要的信息，或可能无法显示特定平面以展示出变化。

因此，希望提供一种声成像系统和方法，其能够提高对比度增强的声成像的诊断能力。

在本发明的一个方面中，一种声成像方法包括：(i)接收被扫描以探查受检者体内靶标体积的声信号；(ii)处理所接收的声信号以产生靶标体积之内感兴趣区域的三维声学图像数据；以及(iii)在抽样时间量化感兴趣区域中三维声学图像数据的对比度，所述抽样时间相对于将对比度增强介质引入受检者循环系统时的时间偏移选定的时间段。

在本发明的另一方面中，一种声成像系统包括：处理器，其适于处理被扫描以探查受检者体内靶标体积的声信号，所述声信号由声换能器接收；显示装置，其用于响应于经处理的声信号显示图像；以及控制装置，其适于允许用户控制所述声成像设备的至少一个操作参数。所述处理器被配置成执行包括如下步骤的算法：(i)处理所接收的声信号以产生靶标体积之内感兴趣区域的三维声学图像数据；以及(ii)在抽样时间量化感兴趣区域中三维声学图像数据的对比度，所述抽样时间相对于将对比度增强介质引入受检者循环系统时的时间偏移选定的时间段。

图1是声成像系统的方框图。

图2示出了图1的声成像系统的一个实施例。

图3A-B示出了示范性声学图像。

图4示出了一种具有对比度量化的对比度增强的声成像方法的一个实施例的流程图。

在下文中将参考附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。不过，本发明可以实现为不同形式，不应被视为受限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是作为本发明的教导性范例。

图1是声成像系统100的高层次功能框图。本领域的技术人员将会认识到，可以使用软件控制的微处理器、硬连线逻辑电路或其组合物理地实施图1所示的各“部分”。而且，尽管为了解释的目的图1中的各部分在功能上是分离的，但在任何物理实施方式中可以通过各种方式组合它们。