JP2012526623A - 画像ガイド下前立腺癌針生検のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2009年5月11日に出願された米国仮特許出願第61/176,969号の優先権を主張するものであり、その開示は全体が本明細書に参照により含まれる。
本発明は、前立腺生検に関し、より詳細には、癌検診のための前立腺生検処理の感度を高めることに関する。
前立腺癌は、現状、経直腸超音波(US)ガイド下針生検を用いて診断される。経直腸超音波ガイド下針生検は、前立腺特異抗原(PSA)のレベルが高い場合、または、直腸診(DRE)によって顕著な小結節が発見された場合に指示される。USを用いる画像ガイド下生検の導入は、実質的に生検の精度を向上させ、経直腸超音波ガイドは前立腺生検のための広く受け入れられた方法となっている。この精度の向上は、完全盲目生検の精度と比較される。経直腸USガイド下生検は臨床的に受け入れられた方法である一方、全体の処理結果において、感度は約60%と低く、陽性的中率はわずか約25%である。結果として、生検を繰り返す必要がある。たとえば、20%を超える癌の研究において、臨床的決定に達するには、複数の生検作業が必要である。
本発明の例示的実施形態によれば、腫瘍およびその周辺領域を特定し、この情報を、超音波(US)検査における針の病巣病変への配置に用いるため、前立腺生検のための磁気共鳴(MR)映像法を用いるシステムおよび方法が開示される。この方法は、臨床的実施に必要とされる、この処理の自動化を目的としている。このシステムは、画像取得プロセスの実施を容易とするものである。さらに、全体の処置において処理および可視化のステップを扱う特別な特徴を有するナビゲーションソフトウェアが開示される。
Claims (20)
- 前立腺の第1の画像を受信するステップであって、該第1の画像は、第1の画像化モダリティを用いて取得され、前立腺の範囲を示すようセグメント化されるステップと、
前立腺の第2の画像を取得するステップであって、該第2の画像は第2の画像化モダリティを用いて取得されるステップと、
前記第1の画像の方向および前記第2の画像の方向と、前記第1の画像および前記第2の画像における前立腺のフィーチャと、を一致させる第1のレジストレーションを実行するステップと、
前立腺の第3の画像を取得するステップであって、該第3の画像は、第2の画像化モダリティを用いて取得され、3次元(3D)画像に合成されるステップと、
前立腺の境界を示すために前記合成された3D画像において前立腺をセグメント化するステップであって、該セグメント化には前記第1のレジストレーションのパラメタと、前記第1の画像における前立腺のバイナリマスクとが用いられるステップと、
前記の前立腺の境界から生成された距離マップについて、第2のレジストレーションと、次いで該第2のレジストレーションとは異なる第3のレジストレーションとを実行するステップであって、前記第1のレジストレーションおよび前記第2のレジストレーションは前立腺の生体力学的性質に基づいているステップと、
前記合成された3D画像、または、前記第2の画像化モダリティを用いて取得された前立腺の第4の画像において対象領域をマッピングするステップであって、該マッピングは前記第2のレジストレーションおよび前記第3のレジストレーションの結果に基づいているステップと、
を有する、ことを特徴とする方法。 - 前記第1の画像化モダリティは磁気共鳴断層法であり、前記第2の画像化モダリティは超音波(US)法である、請求項1記載の方法。
- 前記第1の画像および前記第2の画像の方向は、軸方向、矢状または冠状である、請求項1記載の方法。
- 前立腺の一致したフィーチャは前立腺の中心を含む、請求項1記載の方法。
- 前記の前立腺の第3の画像はUSの扇状スイープにより取得される、請求項1記載の方法。
- 前記の、前立腺の境界を示すために前記合成された3D画像において前立腺をセグメント化するステップは、前記バイナリマスクから前景シードおよび背景シードを生成するステップを含み、
前記前景シードは合成3D画像において前記バイナリマスクを収縮させることにより生成され、前記背景シードは前記合成3D画像において前記バイナリマスクを拡大することにより生成される、請求項1記載の方法。 - 前記第2のレジストレーションは剛体レジストレーションであり、前記第3のレジストレーションは可変形レジストレーションである、請求項1記載の方法。
- 前記合成3D画像または前記第4の画像の上に、前記対象領域をマッピングして表示するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記合成3D画像または前記第4の画像中で、生検針を可視的にトラッキングするステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記対象領域の位置をメモリに保存し、前記対象領域が生検されたか否か記録するステップをさらに含む、請求項9記載の方法。
- 前記対象領域がマッピングされた前記合成3D画像または前記第4の画像上に、計画された針の経路を表示するステップをさらに含む、請求項8記載の方法。
- 前記第1の画像は複数の対象領域を含んでおり、該複数の対象領域の位置を保存するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記第4の画像について前記合成3D画像に対するレジストレーションを行い、次いで、前記対象領域を前記第4の画像にマッピングするステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記前立腺の生体力学的性質は前立腺の弾性を含む、請求項1記載の方法。
- プログラムを記録するメモリ装置と、
前記メモリ装置に接続されたプロセッサと、を備えるシステムであって、前記プロセッサは、前記プログラムによって、
前立腺の第1の画像を受信し、ここで、該第1の画像は、第1の画像化モダリティを用いて取得され、前立腺の境界を示すようセグメント化され、
前立腺の第2の画像を取得し、ここで、該第2の画像は第2の画像化モダリティを用いて取得され、
第1のレジストレーションのパラメタを受信し、該第1のレジストレーションにおいては、前記第1の画像の方向が前記第2の画像の方向と一致され、かつ、前記第1の画像および前記第2の画像における前立腺のフィーチャが一致され、
前立腺の第3の画像を取得し、ここで、該第3の画像は第2の画像化モダリティを用いて取得され、3次元(3D)画像に合成され、
前立腺の境界を示すために前記合成された3D画像において前立腺をセグメント化し、ここで、該セグメント化には前記第1のレジストレーションのパラメタと、前記第1の画像における前立腺のバイナリマスクとが用いられ、
前記の前立腺の境界から生成された距離マップについて、第2のレジストレーションと、次いで該第2のレジストレーションとは異なる第3のレジストレーションとを実行し、ここで、前記第1のレジストレーションおよび前記第2のレジストレーションは前立腺の生体力学的性質に基づいており、
前記合成された3D画像、または、前記第2の画像化モダリティを用いて取得された前立腺の第4の画像において対象領域をマッピングし、ここで、該マッピングは前記第2のレジストレーションおよび前記第3のレジストレーションの結果に基づいている、
ことを特徴とするシステム。 - 前記第2の画像、前記第3の画像または前記第4の画像を提供する超音波装置をさらに備える、請求項15記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記プログラムによって、
前記対象領域がマッピングされた前記合成3D画像または前記第4の画像を表示し、
前記合成3D画像または前記第4の画像中に生検針の画像を表示する、
よう動作する、請求項15記載のシステム。 - 生検針をトラッキングする装置をさらに備える、請求項15記載のシステム。
- 超音波プローブをトラッキングする装置をさらに備える、請求項15記載のシステム。
- 前立腺の、3次元(3D)トラッキング超音波(US)スイープを取得し、前記スイープから合成3D超音波画像を生成するステップと、
前記合成3D超音波画像の、前立腺の磁気共鳴断層(MR)画像に対するレジストレーションを行うステップであって、前記レジストレーションステップは、前記MR画像およびUS画像における前立腺のセグメント化から生成された距離マップについて剛体レジストレーションを行い、次いで、可変形レジストレーションを行うステップを含み、該剛体レジストレーションおよび該可変形レジストレーションは前立腺の生体力学的性質に基づいている、ステップと、
病変を含むと推測される対象領域を識別するマーカを、前記MR画像から、前記合成3D US画像またはリアルタイムUS画像へ送るステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
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