[发明专利]热声成像方法和系统以及热声成像造影剂

说明书

一种热声成像方法包括向受试者施用热声成像造影剂，该热声成像造影剂具有比血液高并且与已知的计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)造影剂的粘度基本上类似的粘度；以及用热声成像系统对受试者成像。热声成像造影剂可以包括离子溶液和增稠剂的混合物，以及任选的加热剂。离子盐占离子溶液的按重量计0.5％至5.0％，并且离子溶液的剩余部分是水。增稠剂占混合物的按重量计3％至50％。

领域

本主题公开内容涉及热声成像方法和系统以及热声成像造影剂。

背景

血管形态和组织灌注可以指示器官中的健康状态，并且可以用于疾病的诊断和治疗的监测。组织中血流的测量是表征组织的类型、状态和/或健康的关键参数，并且可以用于诊断若干种紊乱或疾病状态，包括肾病、心血管疾病、中风和癌症。

通常被称为造影剂的外源性成像剂对受试者内的感兴趣组织的差异填充通常在临床实践中用于跨多种成像模式(核成像、磁共振成像(MRI)、X射线计算机断层扫描(CT)成像、超声成像和正电子发射断层扫描(PET)成像)鉴定组织异常。典型地，造影剂在成像之前通过静脉注射被施用至受试者，允许造影剂通过血管到达受试者内感兴趣的器官或组织。造影剂可以保持在血池中，或者在一些情况下可以通过血管壁迁移到间隙空间中。公认的示踪剂动力学方法用于估计造影剂的灌注，从而允许开发血流特征数据。

例如，在一种确定血液灌注的常用方法中，将碘化造影剂注射到受试者的脉管系统中，并且然后获取受试者的一系列X射线计算机断层扫描(CT)图像，允许确定碘化造影剂在受试者内的进展。在了解注射的碘化造影剂的量和成像波形的测量值的情况下，可以估计受试者内的血流量、血容量和平均传输时间。也可以估计感兴趣的组织的渗透性-表面积乘积(permeability-surface area product)。总之，这些测量值表征组织的血流性质，其可以用于对组织分类并且可以用于诊断目的。

不幸的是，以上方法具有若干缺点，包括患者暴露于电离辐射、可能不是生理学上可耐受的造影剂、设备的高操作成本以及需要专门设施的大型设备。可选择地，可以进行确定血液灌注的类似方法，该方法在将合适的造影剂注射到受试者的脉管系统中后采用磁共振成像来获取受试者的图像，以便得到灌注测量值。不幸的是，该方法具有许多与X射线计算机断层扫描(CT)成像相同的缺点。

热声成像是提供与组织的热弹性性质相关的信息的成像模式。热声成像使用被引导到受试者中的电磁能量的短脉冲来快速地加热受试者内的吸收特征，这又诱发声压波，该声压波使用诸如一个或更多个热声换能器阵列的声接收器来检测。检测到的声压波通过信号处理来分析，并且被处理以用于由操作员呈现和解释。

尽管热声成像减少与上文描述的X射线CT成像和MRI相关的问题，但用于热声成像的典型的造影剂缺乏在受试者中维持延长的停留时间的流变学性质。具体地，这些造影剂在人体中存在的条件下缺乏足够的粘度。结果，这些造影剂的停留时间、行进时间和功效时间是未知的，因为这些造影剂对医学专业人员来说是不熟悉的，使血流量、血容量和平均传输时间的估计变得困难。

如将理解的，需要改进。因此，目的是至少提供新颖的热声成像方法和系统以及新颖的热声成像造影剂。

概述

应当理解，提供该概述是为了以简化的形式介绍概念的选择，所述概念在下文的详细描述中进一步描述。该概述不意图用于限制所要求保护的主题的范围。

因此，在一个方面中，提供了热声成像方法，包括：向受试者施用热声成像造影剂，该热声成像造影剂具有比血液高并且与已知的计算机断层扫描或磁共振成像造影剂基本上类似的粘度；以及用热声成像系统对受试者成像。

在一种或更多种实施方案中，热声成像造影剂包括离子溶液和增稠剂的混合物，其中离子盐构成离子溶液的按重量计0.5％至5.0％，并且离子溶液的剩余部分是水，并且其中增稠剂构成混合物的按重量计3％至50％。