[发明专利]用于融合来自在诊断成像中使用的多种不同的成像系统的三维图像数据的系统和方法

说明书

技术领域

本申请涉及2010年12月14日提交的标题为“A Tomo/Ultrasound Fusion Device for Diagnostic Imaging”的临时申请序第61/422,991号，并且根据美国法典第35篇1.119(e)要求其优先权，所述临时申请以引用的方式并入本文。

本申请涉及由与本申请相同的受让人于2010年11月25日提交的、并且标题为“SYSTEMS AND METHOD FOR TRACKING POSITIONS BETWEEN IMAGING MODALITIES AND TRANSFORMING A DISPLAYED THREE-DIMENSIONAL IMAGE CORRESPONDING TO A POSITION AND ORIENTATION OF A PROBE”的美国专利申请12/954,633，所述专利申请要求于2009年11月27日提交的美国临时申请61/264,743和于2010年10月19日提交的美国临时申请61/394,734的优先权，所述专利申请全部以引用的方式并入本文。

背景技术

医学成像装置提供使患者的内部结构可视化的无创性方法。这种无创性可视化方法可以帮助治疗各种疾病患者。例如，患者的癌症的早期检测对治疗那位患者可能是至关重要的。对于大多数癌症，当在早期阶段检测到时，患者的存活概率可以增加。

在美国，乳癌死亡率仅次于肺癌死亡率。由于其在早期肿瘤检测中的作用，乳房X线照相术在美国已经变成用于乳癌的筛查、诊断以及评估的最常用的工具。乳房X线照片是用来使乳房内的正常和异常的结构可视化的内部乳房组织的X射线图像。乳房X线照片提供早期癌症检测是因为它们经常可以在乳房肿块和/或钙化被手动触知之前显示出它们。乳房X线照相术的一个缺点是它仅提供压迫的乳房的二维展示，并且结果是被介于中间的结构隐藏的包块可能并不总能容易地在乳房X线照片上得以辨别。

层析X射线照相组合系统是用于获得乳房的三维图像体积的X射线系统，它近来已经被发展用于乳癌的筛查。一种这样的层析X射线照相组合系统，乳房层析X射线照相组合系统，由本发明的受让人Bedford MA.的Hologic公司提供。与典型的乳房X线照相术系统相比，所述层析X射线照相组合系统采集了一系列X射线投影图像，每一个投影图像是随着X射线源沿着乳房上的路径横穿而在不同的角位移下获得的。重构的层析X射线照相组合切片减少或者消除了在单一切片二维乳房X线照相术成像中由组织重叠和结构噪音所引起的问题。数字化乳房层析X射线照相组合还提供降低的乳房压迫、改进的诊断和筛查准确度、更少的召回、以及3D病灶定位的可能性。乳房层析X射线照相组合系统的实例在美国专利申请7,245,694和7,123,684中予以描述，所述专利申请共同为本申请的受让人所有并且以引用的方式并入本文。

虽然乳房X线照相术(和现在的层析X射线照相组合系统)已经变成用于乳癌筛查的“黄金标准”，但如果该筛查识别了肿块或包块，标准规约建议使用不同的成像模态，如超声成像来复查患者以进一步表征乳癌诊断过程中的目标包块或区域。

超声成像，另一种无创性医学成像技术，使用典型地由压电式转换器产生的声波来使患者的组织成像。超声探头集中声波，典型地产生弧形声波，所述弧形声波移动到身体之内，并且部分从患者的不同组织之间的层反射。所述反射的声波被转换器检测到并且转化成电信号，所述电信号可通过超声扫描仪进行处理以形成组织的超声图像。

获得患者的乳房的超声图像之后的典型程序包括使患者以仰卧位定位在平台上、向患者的乳房施用凝胶或其它声学偶合剂、并且使超声转换器通过患者乳房。当转换器横穿乳房时，超声图像典型地可以在超声系统的显示器上实时观测到。所述超声转换器可以是由成像技师手动操纵的手提式转化器，或者可以是自动化的扫描装置，如在美国专利7,731,662中描述的那种。这类方法的一个缺点在于：乳房是延展性极强的结构；每当患者改变体位时，乳房的几何形状和结构移动并且改变。因此，在为了使用第一模态进行成像而使患者定位的情况下容易识别的包块可能难以在为了使用第二模态进行检查而使患者重新定位的情况下检测到。

发明内容