JP5592796B2 - 定量3dceus分析のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Claims (20)
- 定量3Dコントラスト強調超音波(CEUS)分析のためのシステムが作動する方法であって、
超音波スキャナが、造影剤を投与された所与の生体構造の所望の部分に関する最初の超音波コントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップと、
ワークステーションが、前記取得された最初の組織画像において関心領域(ROI)又は関心体積(VOI)の一方を確定するステップであって、対応する組織画像がベースライン組織画像となり、前記最初の組織画像から確定されたROI又はVOIは前記最初のコントラスト画像に自動的に位置合わせされており、対応するコントラスト画像がベースラインコントラスト画像となる、ステップと、
前記ワークステーションが、前記ベースラインコントラスト画像の前記ROI又はVOIに対して定量分析を実行するステップと、
前記超音波スキャナが、i番目の現コントラスト画像及び現組織画像の対に対応する、次の超音波コントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップと、
前記ワークステーションが、(i)前記現組織画像と(ii)前記ベースライン組織画像との間でフレーム対フレーム位置合わせを行うステップと、
前記ワークステーションが、前記現組織画像のフレームと前記ベースライン組織画像のフレームとの間の前記フレーム対フレーム位置合わせを使用して、前記ROI又は前記VOIを(i)前記ベースラインコントラスト画像から(ii)前記現コントラスト画像へ転写し、これにより、前記現コントラスト画像に、変換されたROI又はVOIを作成するステップと、
前記ワークステーションが、前記現コントラスト画像の前記変換されたROI又はVOIに対して定量分析を実行するステップと、
前記システムが、前記最初の超音波コントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップ並びに前記次の超音波コントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップを位置追跡システムと統合するステップと、
超音波プローブの位置及び向きの少なくとも一方を前記位置追跡システムが測定するステップと、
前記ワークステーションが、該測定された位置/向きを用いて、前記ベースライン組織画像フレーム及び前記i番目の組織画像フレームにおける前記ROI又はVOIを一層密に整列させると共に、これらフレームの間の画像に基づくフレーム対フレーム位置合わせのための改善された開始点を提供するステップと、
を有する方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記最初の超音波コントラスト画像及び組織画像の対が、前記定量CEUS分析のために初期画像対として選択された如何なる画像対を有することもでき、これが、該画像対が前記最初に得られた画像対を有さねばならないことを必ずしも意味するものではない方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記取得された最初の組織画像においてROI又はVOIを確定するステップが、前記ベースライン組織画像内で前記ROI又はVOIを手作業で識別するステップを有する方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記最初の超音波コントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップが、前記コントラスト画像及び前記組織画像を、これらコントラスト画像及び組織画像が互いに自動的に位置合わせされるように、同時に又は実質的に同時に取得するステップを含む方法。
- 請求項4に記載の方法において、前記ベースライン組織画像内で画定された前記ROI又はVOIが、前記ベースラインコントラスト画像内で同一のROI又はVOIの輪郭を描く方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記現コントラスト画像及び現組織画像の対を取得するステップが、前記現コントラスト画像及び前記現組織画像を、これら現コントラスト画像及び現組織画像が互いに自動的に位置合わせされるように、同時に又は実質的に同時に取得するステップを含み、前記現組織画像内に画定された前記ROI又はVOIが、前記現コントラスト画像内で同一のROI又はVOIの輪郭を描く方法。
- 請求項1に記載の方法において、
前記次のコントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップ、前記次の現組織画像と前記ベースライン組織画像との間でフレーム対フレーム位置合わせを行うステップ、前記次の現組織画像のフレームと前記ベースライン組織画像のフレームとの間の前記フレーム対フレーム位置合わせを使用して前記ROI又は前記VOIを(i)前記ベースラインコントラスト画像から(ii)前記次のコントラスト画像へ転写し、これにより、前記次の現コントラスト画像に、変換されたROI又はVOIを作成するステップ、及び前記次の現コントラスト画像の前記変換されたROI又はVOIに対して定量分析を実行するステップを繰り返すステップを更に有する方法。 - 前記定量CEUS分析の結果が、その後の追加の診断手順、治療手順、並びに侵襲的手順及び/又は局所化された治療のための目標情報、ナビゲーション及びガイダンスの提供からなる群から選択された少なくとも1つと統合される、請求項7に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法において、(i)前記次のコントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップ、(ii)前記フレーム対フレーム位置合わせを行うステップ、及び(iii)前記現組織画像のフレームと前記ベースライン組織画像のフレームとの間の前記フレーム対フレーム位置合わせを使用して前記ROI又は前記VOIを前記ベースラインコントラスト画像から前記現コントラスト画像へ転写するステップが一緒になって、前記最初のベースラインコントラスト画像及び前記現コントラスト画像の取得の間に生じ得た該現コントラスト画像内の組織の動きを自動的に補償する画像に基づく位置合わせを有する方法。
- 請求項9に記載の方法において、前記組織の動きの自動的補償が、前記画像に基づく位置合わせを用いてリアルタイムに生じる方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記最初のコントラスト画像及び組織画像の対を取得するステップが、前記コントラスト画像の取得の前に前記組織画像を取得するステップを有する方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記現コントラスト画像及び現組織画像の対がi番目のコントラスト画像及びi番目の組織画像を有し、前記フレーム対フレーム位置合わせを行うステップが、前記ベースライン画像から前記i番目の組織画像へのROI又はVOIの動きの変換Tiを決定するステップを含み、該動きの変換Tiが、前記ベースライン画
像の前記ROI又はVOI内の画像情報を前記i番目の組織画像へ位置合わせする関数として決定される方法。 - 請求項12に記載の方法において、前記Tiが、対応する平行移動及び回転を記述する変換であり、前記フレーム対フレームの位置合わせを使用して前記ROI又はVOIを転写するステップが、前記変換Tiを適用して前記ベースラインコントラスト画像のROI又はVOIを前記i番目のコントラスト画像フレームのROIi又はVOIiに各々変換するステップを有する方法。
- 定量3Dコントラスト強調超音波(CEUS)分析のためのシステムであって、
所与の生体構造の所望の部分に関する最初の超音波コントラスト画像及び組織画像の対を取得する超音波スキャナを有し、
前記取得された最初の組織画像において関心領域(ROI)又は関心体積(VOI)の一方が確定され、対応する組織画像がベースライン組織画像となり、前記最初の組織画像から確定されたROI又はVOIは前記最初のコントラスト画像に自動的に位置合わせされており、対応するコントラスト画像がベースラインコントラスト画像となり、
前記システムは前記ベースラインコントラスト画像の前記ROI又はVOIに対して定量分析を実行するワークステーションをさらに有し、
前記超音波スキャナがi番目の現コントラスト画像及び現組織画像の対に対応する、次の超音波コントラスト画像及び組織画像の対を取得し、
(i)前記現組織画像と(ii)前記ベースライン組織画像との間でフレーム対フレーム位置合わせが実行され、
前記現組織画像のフレームと前記ベースライン組織画像のフレームとの間の前記フレーム対フレーム位置合わせを使用して、前記ROI又は前記VOIを(i)前記ベースラインコントラスト画像から(ii)前記現コントラスト画像へ転写し、これにより、前記現コントラスト画像に、変換されたROI又はVOIが作成され、
前記ワークステーションが、前記現コントラスト画像の前記変換されたROI又はVOIに対して定量分析を実行し、
前記システムが、超音波プローブの位置及び向きの少なくとも一方を測定する位置追跡システムと統合され、
該測定された位置/向きを用いて、前記ベースライン組織画像フレーム及び前記i番目の組織画像フレームにおける前記ROI又はVOIを一層密に整列させると共に、これらフレームの間の画像に基づくフレーム対フレーム位置合わせのための改善された開始点が提供される、
システム。 - 請求項14に記載のシステムにおいて、前記超音波プローブの追跡を用いて前記超音波プローブの動きの回転成分が除去され、前記画像に基づく位置合わせが、座標系(x,y,z,θx,θy,θz)における平行移動及び回転に対応する6つの自由度(6DoF)の代わりに、座標系(x,y,z)における平行移動に対応する3つの自由度(3DoF)に更に限定される、システム。
- 請求項1に記載の方法において、前記超音波プローブの追跡を用いて前記超音波プローブの動きの回転成分を除去するステップを更に有し、前記画像に基づく位置合わせが、座標系(x,y,z,θx,θy,θz)における平行移動及び回転に対応する6つの自由度(6DoF)の代わりに、座標系(x,y,z)における平行移動に対応する3つの自由度(3DoF)に更に限定される方法。
- 請求項16に記載の方法において、
前記追跡システムからの追跡位置情報を超音波スキャナからの画像ストリームと同時に処理するステップであって、前記超音波スキャナが前記最初の及びi番目の組織及びコントラスト画像フレームを取得するように構成されるステップと、
前記ベースライン画像の取得の間に前記超音波プローブの姿勢Tbaseを記憶すると共に、後続の各i番目の組織画像に対して、当該i番目の組織画像フレームと前記ベースライン組織画像との間の前記姿勢の差Tbase iを計算するステップと、
該姿勢の差Tbase iを用いて、組織の動きがないとの仮定の下で前記ベースライン組織画像フレームのROIと比較した当該i番目の組織画像フレームにおけるROI又はVOIの姿勢の差に対応するTi 0を決定するステップであって、如何なる見掛けの動きも該組織に対して前記プローブを動かすことのみにより生じるステップと、
前記姿勢の差Ti 0を、前記ベースライン組織画像から前記i番目の組織画像へのROI又はVOIの動きの変換Tiを決定するための画像に基づく位置合わせ処理のための開始位置として使用するステップであって、該動きの変換Tiが前記ベースライン画像の前記ROI又はVOI内の画像情報を前記i番目の組織画像に位置合わせする関数として決
定されるステップと、
を更に有する方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記i番目のコントラスト画像フレームにおける前記ROIi又はVOIi内の画像内容の定量分析を行うステップが、定量的結果を生成するステップを含み、当該方法が、
複数の後続の取得されたi番目のコントラスト画像フレームにおける個々のものから得られた定量的結果の時系列を分析して、診断情報を提供し得るパラメータを決定するステップ、
を更に有する方法。 - 請求項18に記載の方法において、前記定量分析が輝度の平均及び標準偏差を計算するステップを含み、前記パラメータが組織内潅流定数を含む方法。
- 請求項1に記載の方法に従って定量3Dコントラスト強調超音波(CEUS)分析を実施する超音波スキャナ装置。
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