[发明专利]器官中的病变定位

说明书

本发明涉及用于定位受试者的器官中的病变的计算机化方法(200)，包括执行：第一图像配准操作(400)，用于基于该器官的二维超声(2D‑US)图像表示(116)与三维计算机化断层摄影(3D‑CT)图像表示(120)的对准来确定刚性变换矩阵，该2D‑US图像表示(116)获取自换能器探头(114)；第二图像配准操作(500)，用于基于该2D‑US图像表示(116)与该3D‑CT图像表示(120)的图像特征描述符来精化该刚性变换矩阵；以及定位操作(600)，用于基于经精化的刚性变换矩阵以及该病变在该3D‑CT图像表示(120)中的3D‑CT位置来相对于该换能器探头(114)定位该病变。本文还公开了一种用于执行该方法的系统。该系统可进一步包括用于该病变的射频消融的消融装备。

技术领域

本公开一般涉及器官中的病变定位。更具体而言，本公开描述了用于使用器官的超声图像表示和计算机化断层摄影图像表示来定位受试者的器官中的病变(诸如人的肝脏中的肿瘤)的计算机化方法和系统的各种实施例。

背景技术

肝癌是全球第六大最常见的癌症，并且一些统计数据表明，2012年全球诊断出约782,000例新病例。肝肿瘤的手术切除被认为是治疗的黄金标准。被诊断患有肝癌的患者中约有20％适合进行开放手术。针对其他患者的替代治疗是超声(US)指导射频消融(RFA)。因为消融尺寸相对较小，所以消融肝肿瘤需要多次施加RF波。然而，由初始施加造成的气泡或出血可能随后会降低US图像上肝肿瘤的可见性，由此减小消融疗效。

介入内(intra-intervention)US图像与介入前(pre-intervention)计算机化断层摄影(CT)图像的图像融合或配准能够改善RFA期间的肿瘤定位。然而，存在归因于呼吸、姿态位置、以及US图像与CT图像的相似性测量的困难。US和CT具有不同的成像原理，这导致相同器官的不同表观。另外，US图像的视场受限，并且US图像通常获取肝脏内的很少细节，而CT图像则更详细。

参考文献[16]描述了三维(3D)US图像与3D-CT图像的图像融合。3D-US图像可使用3D-US扫描仪来获取，从一系列二维(2D)US扫描中被重建，或从3D-CT图像中被模拟。然而，3D-US扫描仪在医院或其他医疗机构中并不广泛可用。而且，3D-US模拟和重建是复杂、耗时的且容易产生临床医生所引入的差错。3D-US图像的使用因而对肝肿瘤的定位提出了挑战。

因此，为了解决或减轻前述问题和/或缺点中的至少一者，需要提供一种用于使用器官的US图像表示和CT图像表示来定位受试者的器官中的病变的改进的系统和计算机化方法。

发明内容

根据本公开的一方面，存在一种用于定位受试者的器官中的病变的系统和计算机化方法。该系统包括用于获取器官的二维超声(2D-US)图像表示的换能器探头；以及与换能器探头可通信的计算机设备。该计算机设备包括配置成用于执行该方法的步骤的图像配准模块和定位模块。该方法包括执行：第一图像配准操作，该第一图像配准操作用于基于器官的2D-US图像表示与三维计算机化断层摄影(3D-CT)图像表示的对准来确定刚性变换矩阵，该2D-US图像表示是从换能器探头获取的；第二图像配准操作，该第二图像配准操作用于基于2D-US图像表示和3D-CT图像表示的图像特征描述符来精化刚性变换矩阵；以及定位操作，该定位操作用于基于精化的刚性变换矩阵和病变在3D-CT图像表示中的3D-CT位置来相对于换能器探头定位病变。

本公开的优点在于，通过使用2D-US图像表示和3D-CT图像表示以及对刚性变换矩阵的精化，改善了对器官中的病变的定位。可以与诸如射频消融等图像指导介入规程协作地执行定位来靶向病变以供更有效的消融。

因而，在此公开了根据本公开的用于使用器官的US图像表示和CT图像表示来定位受试者的器官中的病变的系统和计算机化方法。从以下仅通过非限制性示例的方式对本公开的实施例的详细描述以及附图，本公开的各种特征、方面和优点将变得更加显而易见。

附图描述