CN103443824B - 用于可视化图像配准映射的系统、方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种以直观交互的方式将图像配准映射可视化的系统（106）。所述系统（106）包括显示器（110）以及一个或多个处理器（116）。所述处理器（116）被编程为接收第一图像和第二图像并获得从所述第一图像到所述第二图像的图像配准映射。此外，所述处理器（116）被编程为将所述第一图像邻近所述第二图像显示在所述显示器（110）上并获得一个或多个参考图像位置。每个所述参考图像位置均被限定在所述第一图像和所述第二图像中的一个的坐标系中。此外，所述处理器（116）被编程为在所述第一图像和所述第二图像中的一个上突出每个所述参考图像位置，并且在所述第一图像和所述第二图像中的另一个中突出针对每个所述参考图像位置的相关图像位置。使用所述图像配准映射确定所述相关图像位置。
Description
技术领域
本申请总体涉及图像配准。其特别适于结合辐射治疗应用，并将具体参考辐射治疗进行描述。然而，应理解，本申请也适用于其他使用情景，并且不必须限于前面提及的应用。例如，本申请适于在特定图像研究中、在监测处置方案的进行或医学状况的进展中、在规划处置疗程等等中，视觉地分析图像配准映射。
背景技术
在辐射治疗中，将空间靶向的辐射剂量应用于肿瘤或包含癌症或恶性组织的其他区域。与正常细胞相比较，生长并快速复制的癌细胞倾向于更容易受辐射损伤，使得通过合理规划施予的剂量优先杀死癌症或恶性组织。然而，辐射对恶性细胞和健康细胞两者均有害，因此对于将有效的辐射治疗施加到恶性肿瘤同时限制对健康组织的附带损伤而言，对辐射的精确空间靶向是重要的。为了精确地靶向辐射，基于对患者采集的图像，提前针对所述患者规划辐射治疗。通常，计算机断层摄影(CT)成像被用于辐射治疗规划。然而，可以额外地或可选地使用其他成像模态，例如磁共振(MR)或正电子发射断层摄影(PET)。
在规划辐射治疗时，在图像中识别并描绘肿瘤或其他靶，以及危及器官(OAR)或辐射剂量必须被限制的其他区域。通常，这通过在所述肿瘤或其他靶周围画出轮廓(或轨迹)以及在OAR或其他区域周围画出轮廓(或轨迹)来进行。此外，肿瘤医师或其他临床医师提供辐射规划参数。所述辐射规划参数通常包括要被递送到所述肿瘤或其他靶的最小剂量或目标剂量、针对所述OAR或其他区域的最大允许剂量等等。描绘了轮廓的肿瘤或其他靶以及描绘了轮廓的OAR或其他区域，连同所述辐射治疗规划参数，以及关于各种组织的辐射衰减或吸收特性的信息，用作输入，以优化辐射递送。
图像配准是用于帮助辐射治疗规划重要的工具。图像配准旨在找到最好地将当前图像中感兴趣对象（OOI）（例如感兴趣区域（ROI）和感兴趣点（POI））对齐到较早图像的变换和/或变形。一些应用包括轮廓（轨迹）传播；将PET和/或CT图像映射到规划CT；剂量累计，等等。其可以被用于：治疗过程期间的自适应规划事件；4D规划和/或优化；交叉和/或内部规划和/或优化；复合规划；多模态处置计划生成等等中的一种或多种。在自适应规划的情况中，工作流程通常以用户将处置计划和OOI传播到在疗程治疗期间采集的新图像开始。可以使用图像配准映射，例如使用图像配准算法创建的变形向量场（OVF），将所述结构传播到所述新图像。由于所有的剂量都必须被映射到相同的坐标系用于累计，可以然后使用图像配准计算并累计所述新图像上的剂量，以将剂量映射到期望的坐标系上。为最小化引入到所累计的剂量中的误差，映射的准确度和精确度非常重要。
目前用于分析图像配准映射的工具将结构，例如轮廓，显示在图像上。然而，对于具有特别关注的某些区域来说，结构可能是不够的。例如，观看轮廓仅显示表面，并且没有给出实时反馈。此外，表面的剪切非常难以探测。此外，目前用于分析图像配准的工具将当前图像叠加在较早的图像上。然而，这没有提供图像之间的变换的可视化。此外，图像常常失去锐度并且可能难以视觉地映射到原始图像。再者，目前用于分析图像配准的工具将两个图像并排显示。例如，一些工具对一个图像应用矩形网格，并且然后以扭曲的形式将相同的网格应用于另一图像，以反映图像配准期间发生的变形和/或变换。再例如，在两个图像的对应体素之间画出箭头。然而，这些图像不直观，且不提供所述图像配准映射的直接可视化。
Fox等人在Int.J.Radiation Oncology Biol.Phys.，62卷，1号，70-75页，2005年，一文中研究了PET和规划CT图像的配准是否会在描绘针对非小细胞肺癌的肿瘤体积中降低同一观察者或观察者之间的变化。将发射图像与规划CT图像进行配准，并且辐射肿瘤医师在CT模拟图像上勾画出大体肿瘤体积的轮廓。当使用经配准的CT和PET图像来勾画轮廓时，所述经配准的PET发射图像被显示在相对应的CT图像旁边。同时在两个图像上显示被画在所述PET图像或所述CT图像上的轮廓，允许使用来自两个数据集的信息。
Bol等人在Computer Methods and Programs in Biomedicine96（2009年）133-140中描述了一种用于在描绘阶段期间，使用来自不同模态的多重数据集的框架。所述系统基于两个基本原理。第一，所有可用模态的所有图像数据集均以它们的原始形式显示（在它们自己的坐标系中，具有它们自己的空间分辨率和体素纵横比），以及第二，描绘可以发生在每个数据集的所有正交视图上，并且对描绘所作的改变被可视化在所有图像集中，向所述描绘着提供直接反馈。所描述的方法与其他现有描绘工具之间的主要差别在于，不是重新取样所述图像集，而是将所述描绘从一个数据集变换到另一个。用于转移所述描绘的所述变换通过刚性归一化彼此信息配准来获得。
本申请提供一种用于视觉地分析图像配准的新的改进的系统和方法，其克服了上文提及的问题以及其他问题。
发明内容
根据一个方面，提供一种用于评估图像配准映射的系统。所述系统包括显示器和一个或多个处理器。所述处理器被编程为接收采用第一坐标系的第一图像和采用第二坐标系的第二图像，其中，所述第一坐标系不同于所述第二坐标系，并获得从所述第一图像到所述第二图像的图像配准映射。所述处理器还被编程为将所述第一图像邻近所述第二图像显示在所述显示器上并获得一个或多个参考图像位置。每个所述参考图像位置被限定在所述第一图像和所述第二图像中的一个的坐标系中。此外，所述处理器被编程为在所述第一图像和第二图像两者中突出相对应的参考图像位置。使用所述图像配准映射确定所述相关图像位置，其中，所述图像配准映射包括：（i）如果所述图像配准映射在所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述坐标系中，则通过将图像配准映射加到所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述参考图像位置，并将总和变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，或者（ii）如果所述图像配准映射在所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，则通过将所述参考图像位置变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系，并加上所述图像配准映射。
根据优选的方面，所述参考图像位置和所述相关图像位置中的每个由 点、多个点、多个连接的点、轮廓以及至少为三维的感兴趣区域中的至少一个来限定。根据另一优选的方面，针对参考图像位置的所述指示符与针对相对应的相关图像位置的指示符相同。
根据另一方面，提供一种用于评估图像配准映射的方法。接收采用第一坐标系的第一图像和采用第二坐标系的第二图像。还获得从所述第一图像到所述第二图像的图像配准映射，其中，所述第一坐标系不同于所述第二坐标系。将所述第一图像邻近所述第二图像显示，并且获得一个或多个参考图像位置。每个所述参考图像位置被限定在所述第一图像和所述第二图像中的一个的坐标系中。其后，在所述第一图像和所述第二图像之另一个中针对每个所述参考图像位置突出相关图像位置。使用所述图像配准映射确定所述相关图像位置，其中，所述图像配准映射包括：（i）如果所述图像配准映射在所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述坐标系中，则通过将图像配准映射加到所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述参考图像位置，并将总和变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，或者（ii）如果所述图像配准映射在所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，则通过将所述参考图像位置变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系，并加上所述图像配准映射。
根据优选的方面，经由用户输入设备获得所述一个或多个参考图像位置。根据另一优选的方面，针对参考图像位置的所述指示符与针对相对应的相关图像位置的指示符相同。根据另一优选的方面，所述指示符是与图像位置相对应的描绘并且为色彩编码的、遮盖的、具有不同的线宽度，或其他变化指示符中的至少一个。
一个优点在于，可以实时地映射图像上的任何特征，包括结构表面、感兴趣的内部点，等等。
另一优点在于，可以采用编码，例如色彩编码，来显示表面的剪切效果。
另一优点在于，向用户显示当前图像与较早图像之间的映射，无需将所述图像中的一个变换为与另一个配准。
另一优点在于减少了处理时间。
另一优点在于有利于用户评价辐射治疗的有效性。
本领域普通技术人员在阅读和理解以下详细描述时，将认识到本发明其他优点。
附图说明
本发明可以采取各种部件和部件的布置以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选的实施例的目的，并且不应被理解为限制本发明。
图1图示了根据本公开的各方面的辐射治疗系统的方框图。
图2图示了根据本公开的各方面的由相关图像映射指针（CIMP）模块执行的方法的方框图。
图3图示了根据本公开的各方面由CIMP模块采用的图形用户接口。
具体实施方式
参考图1，提供了用于用户处置患者的辐射治疗系统100。辐射治疗系统100包括适于采集图像的一个或多个成像模态102，所述图像体现所述患者中的感兴趣对象（OOI），例如感兴趣区域（ROI）和感兴趣点（POI）。成像模态102适当地包括计算机断层摄影（CT）扫描器。然而，所述成像模态102可以额外地或可选地包括正电子发射断层摄影（PET）扫描器、磁共振（MR）扫描器、单光子发射计算机断层摄影（SPECT）扫描器等等中的一个或多个。
从成像模态102采集到的图像通常为三维图像。然而，预期二维图像。三维图像通常包括多个二维图像，下文中称作切片。此外，从成像模态102采集到的图像被存储在图像存储器104中。通常，图像存储器104是中央记录存储系统。然而，预期图像存储器104对成像模态102而言是本地的或者是辐射治疗系统100的另一部件。在图像存储器104远离成像模态102时，成像模态102适当地经由通信网络，例如局域网（LAN），与所述图像存储器104连接。
辐射治疗系统100的规划系统106针对每个患者接收图像（通常为规划图像）并使用所述图像来生成和/或更新辐射治疗处置计划（RTP）和/或 进行对RTP的处置后分析。规划图像是被用于生成和/或更新RTP的图像。此外，处置后分析旨在评估RTP的有效性。如果所述RTP有效，则肿瘤或其他靶己经在尺寸上减小和/或消失。通常，从图像存储器104和/或成像模态102采集所述图像。然而，可以从其他源采集所述图像。此外，通常经由通信网络，以电子的方式接收所述规划图像。然而，预期接收所述规划图像的其他方式。
为生成针对患者的RTP，规划系统106在辐射治疗之前接收一个或多个规划图像。所述规划图像被适当地聚焦在待处置或待观察的患者的一个或多个肿瘤或其他靶上。在接收所述规划图像时，在每个肿瘤或其他靶以及一个或多个OAR或其他区域周围识别轮廓（或轨迹）。使用轮廓勾画来在所述肿瘤或其他靶与所述OAR或其他区域之间进行绘制。肿瘤医师或其他临床医师适当地进行所述轮廓勾画。然而，预期自动或半自动的方法。在临床医师进行所述轮廓勾画时，临床医师适当地使用一个或多个用户输入设备108，以在经由显示器110呈现的图像用户接口上识别所述轮廓。例如，所述图形用户接口可以显示规划图像，并且允许所述临床医师使用所述用户输入设备108，将所述轮廓画出或标记在所述规划图像上。
除了识别所述轮廓之外，还针对经轮廓勾画的区域定义辐射规划参数。适当地，临床医师或肿瘤医师经由所述图形用户接口定义所述辐射规划参数。例如，临床医师或肿瘤医师使用用户输入设备108定义所述辐射规划参数。然而，与轮廓勾画一样，预期自动的方法。所述辐射规划参数通常包括要被递送到所述肿瘤或其他靶的最小或目标剂量，针对所述OAR或其他区域的最大允许剂量，等等。所述辐射治疗规划参数，连同有关各种组织和经轮廓勾画的肿瘤或者其他目标和经轮廓勾画的OAR或其他区域的辐射衰减或吸收特性的已知信息，被用于生成所述RTP。
在特定实施例中，规划系统106在辐射治疗之前接收多个规划图像，并将它们用于生成所述RTP。然而，一个挑战在于，由于例如不同的成像模态的使用、时间不一致性，等等，这些图像可能采用不同的坐标系。例如，所述规划系统106可以接收使用CT成像模态生成的规划图像和使用PET成像模态生成的规划图像。为了弥补这一点，可以使用所述规划系统106的相关图像映射指针（CIMP）模块112，以允许肿瘤医师或其他临床 医师直观地查看和关联所述图像。
CIMP模块112，与显示器110和用户输入设备108一起，允许肿瘤医师或临床医师同时在两个不同的图像中使用它们之间的图像配准映射，以相关的方式将图像位置可视化，所述图像配准映射使用图像配准算法生成。所述不同的图像被相邻（例如，并排）显示在显示器110上。肿瘤医师或其他临床医师然后使用用户输入设备108在所述图像中选择图像位置。当肿瘤医师或其他临床医师在所述图像中的一个中选择图像位置时，所述CIMP模块112实时地突出所选择的图像位置和在另一图像中的相关图像位置，使得肿瘤医师或其他临床医师能可视化所述图像之间的相关性。如下文所讨论地，适当地使用指示符，例如箭头、准星等等进行突出。
在特定实施例中，CIMP模块112被用于轮廓勾画和/或与用于轮廓勾画的图形用户接口集成。例如，CIMP模块112可以经由所述图形用户接口的菜单项被激活。这里，CIMP模块112被用于轮廓勾画，两个不同的规划图像被显示在所述图形用户接口上。例如，从CT成像模态采集的规划图像被显示在从MR成像模态采集的规划图像旁边。其后，肿瘤医师或其他临床医师在所述图像中的一个上画出所述轮廓，并且CIMP模块112实时地使用所述图像之间的图像配准映射，在两个图像上突出由所述轮廓限定的所述图像位置。在特定实施例中，预期肿瘤医师或其他临床医师可以使用两个图像来画出所述轮廓。例如，预期肿瘤医师或其他临床医师在所述图像中的一个上开始画轮廓并在另一图像上结束画轮廓。
在每个辐射治疗会话期间，确定被递送到肿瘤或其他靶以及OAR或者其他区域的辐射的累计剂量。随着所述治疗会话的进行，所述肿瘤或其他靶通常收缩，允许所述OAR或其他区域移动，可能会造成所述累计剂量计算以及辐射治疗束的轨迹上的误差。为了保持准确性，周期性地更新所述RTP。
为了更新针对患者的RTP，规划系统106接收一个或多个新规划图像。例如，规划系统106在每个或预定数量的辐射治疗会话之后，接收规划图像。如上文所述，所述规划图像被适当地聚焦在所述患者的所述肿瘤或其他靶上。在接收新规划图像时，或在接收预定数量的新规划图像时，通常更新所述轮廓（或轨迹）和/或所述RTP的所述剂量。更新RTP的一个挑 战在于，其是通过最初用于定义所述RTP的所述规划图像的坐标系被来定义的。为了弥补这一点，可以再次使用CIMP模块112。
在更新RTP的所述轮廓中，所述新规划图像被显示在用于生成所述RTP的原始规划图像旁边。此外，CIMP模块112在所述原始规划图像中突出所述RTP的所述轮廓涉及的图像位置，并且使用所述原始规划图像与所述新规划图像之间的图像配准映射，在所述新规划图像中突出所述相关图像位置。有利地，这允许肿瘤医师或其他临床医师将相对应的图像位置可视化。适当地，使用描绘所述对应图像位置的指示符，突出所述图像位置。在特定实施例中，肿瘤医师或其他临床医师可以使用用户输入设备108更改所述轮廓。例如，肿瘤医师或临床医师可以更改代表所述轮廓的所述指示符的尺寸和/或形状，并且实时地在所述另一所显示的图像上看到效果。
在更新RTP的所述剂量中，可以使用图像配准映射，将所述新规划图像映射到在所述RTP的生成期间使用的所述坐标系。其后，累计来自所述新规划图像和/或所述RTP的剂量数据，并将其图形地呈现为累计剂量图像。然后使用CIMP模块112，将该图像显示在用于生成所述RTP的所述原始规划图像旁边。CIMP模块112可以在原始规划图像中突出所述RTP的轮廓所涉及的图像位置，并且在所述累计剂量图像汇中突出所述相关图像位置，使得肿瘤医师或其他临床医师能将所述累计剂量可视化，并在其基础上优化未来辐射治疗会话中的剂量。
为了进行对RTP的处置后分析，规划系统106在RTP已完成之后接收一个或多个图像。如上所述，所述图像被适当地聚焦在所述患者的肿瘤或其他靶上。在接收所述新图像时，适当地使用CIMP模块112，以将所述新图像与所述RTP相关联的所述规划图像进行比较。在这方面，CIMP模块112被用于将所述新图像显示在被采用以生成所述RTP的所述规划图像旁边。此外，CIMP模块112在所述规划图像中突出所述RTP的轨迹所涉及的图像位置，并且在所述新图像中突出所述相关图像位置，使得肿瘤医师或其他临床医师能将所述图像位置可视化。如果所述RTP是有效的，则针对所述肿瘤或其他靶的所述相关图像位置应在尺寸上收缩或消失。
规划系统106适当地包括一个或多个存储器114以及一个或多个基于处理的控制器116。存储器114存储可执行指令，用于控制所述基于处理器 的控制器116的处理器，以执行所述规划系统106的上述功能中的一个或多个。此外，在特定实施例中，CIMP模块112由例如，存储在所述存储器114中的可执行指令来实现。基于处理的控制器116运行存储在存储器114上的可执行指令，以实施与规划系统106相关联的功能。其中，规划系统106操作为从通信网络接收图像和/或在通信网络上存储RTP，规划系统106还包括一个或多个通信单元118，以方便基于处理器的控制器116与所述通信网络之间的通信。
由规划系统106生成和/或更新的所述RTP被存储在辐射治疗规划存储器120中。通常，辐射治疗规划存储器120是中央记录存储系统。然而，预期所述辐射治疗规划存储器120对规划系统106而言是本地的，或者是辐射治疗系统100的另一部件。在辐射治疗规划存储器120远离规划系统106时，辐射治疗规划存储器120被适当地经由诸如局域网（LAN）的通信网络与之连接。
在针对RTP的辐射治疗会话的计划日和时间，辐射治疗装置122被用于将治疗性辐射递送到所述患者。所述辐射可以包括X射线、正电子、高强度聚焦超声（HIFU）等等，在所述辐射中用体外辐射束、正电子或其他离子束和高强度聚焦超声，以及其他消融或治疗技术来处置所述患者。适当地，由辐射治疗控制系统124根据存储在辐射治疗规划存储器120中的所述RTP控制辐射治疗装置122。例如，在所图示的实施例中，辐射治疗递送装置122为直线加速器（LINAC），并且辐射治疗控制系统124操作所述LINAC的多叶准直器（MLC）或其他辐射束剖面定型装置，以随着所述直线加速器绕所述对象移动而调制束强度和剖面，从而将辐射剂量分布递送到所述对象中，该辐射剂量分布根据所述RTP对所述靶特征提供期望的整合辐射剂量，同时适当地限制或约束敏感关键特征的辐射暴露。
参考图2，图示了详述CIMP模块112的操作的框图200。CIMP模块112接收202诸如规划图像的第一图像和诸如当前图像的第二图像。使用成像模态102适当地生成所述第一图像和/或所述第二图像。然而，预期由其他工具生成的图像。此外，所述第一图像和/或所述第二图像适当地是三维的，但也预期二维图像。在特定实施例中，所述第一图像与所述第二图像中的一个为累计剂量信息的图像。
在接收到所述第一图像和所述第二图像时，CIMP模块112获得204图像配准映射，所述图像配准映射将所述第一图像映射到所述第二图像。图像配准映射112描述将所述第一图像变换或变形到所述第二图像的坐标系的变换和/或变形。适当地，通过使用图像配准算法生成所述图像配准映射，来获得所述图像配准映射。然而，也预期CIMP模块112从外部源获得所述图像配准映射。
所述图像配准算法可以是刚性或非刚性图像配准算法。此外，所述图像配准算法可以是，但不必须是，反向一致（inverse consistent）的。当所述图像配准算法为反向一致的时，将所述第一图像映射到所述第二图像的图像配准映射与将所述第二图像映射到所述第一图像的图像配准映射相同。在特定实施例中，所述图像配准算法通过识别所述第一图像与所述第二图像中对应的点和/或特征，来生成所述图像配准映射。一旦这些点和/或特征已被识别并在所述图像之间配对，则将它们用于计算将所述图像中的一个中的坐标位置映射到另一图像中的相对应位置的坐标变换和/或变形，并相应地将它们对齐到一个坐标系中。
额外地，在接收所述第一图像和所述第二图像时，所述第一图像和所述第二图像被显示206在经由显示器110向肿瘤医师或其他临床医师呈现的图形用户界面上。通常，以并排的配置显示所述第一图像和所述第二图像，但预期其他配置。此外，通常以二维方式显示所述第一图像和所述第二图像，但预期以三维方式显示所述第一图像和所述第二图像。在特定实施例中，当所述第一图像和所述第二图像为三维图像并且以二维方式显示时，肿瘤医师或其他临床医师可以使用用户输入设备108在它的切片间移动。例如，肿瘤医师或临床医师可以使用用户输入设备108来操纵被链接到所述图像的所述切片的滚动条。
CIMP模块112进一步获得208所述第一图像和/或所述第二图像的所述坐标系中的一个或多个参考图像位置。参考图像位置由图像内的点、多个点、多个连接点、轮廓（轨迹）、至少为三维的感兴趣区域等等限定。适当地从用户输入设备108获得所述参考图像位置。例如，肿瘤医师或其他临床医师可以使用用户接口设备108，在所述第一图像或所述第二图像上选择参考图像位置，例如感兴趣的点或三维区域。然而，预期可以从其他源 获得所述参考图像位置。例如，可以从在所述轮廓勾画过程期间所限定的轮廓（或轨迹）获得参考图像位置。
一旦获得了所述参考图像位置，或者在特定实施例中，与其同时，CIMP模块112就在所显示的图像上突出210与所述参考图像位置相关的每个所述参考图像位置。此外，针对每个所述参考图像位置，CIMP模块112在另一所显示的图像中突出212对应的图像位置。例如，如果参考图像位置被限定在所述第一图像的所述坐标系内，则在所述第一图像中突出所述参考图像位置，并且在所述第二图像中突出所述相关图像位置。突出212相对应的图像位置适当地包括使用上文获得的图像配准映射实时地计算所述相关图像位置，如在下文中所描述。
如果图像配准映射在第一图像的坐标系中，并且所述图像配准算法不是反向一致的，则可以通过将图像配准映射（IRM）加到所述第一图像的所述位置（P1），并将总和变换到所述第二图像的坐标系中，来确定与第一图像中的位置（P1）相对应的第二图像中的位置（P2），如下所示。
P2=(P1+IRM)X图像 1T图像 2 （1）
其中X图像 1为第一图像的坐标系，并且T图像 2为从第一图像的坐标系到第二图像的坐标系的变换。
如果图像配准映射在第二图像的坐标系中，并且所述图像配准算法不是反向一致的，则可以通过将第一图像中的位置变换到第二图像的坐标系，并将所述图像配准映射（IRM）加到所述第一图像的经变换的位置，来确定与第一图像中的位置（P1）相对应的第二图像中的位置（P2），如下所示。
P2=(P1X图像 1T图像 2)+IRM （2）
如果被用于生成所述图像配准映射的图像配准算法为反向一致的，则方程（1）和（2）中任一个均可以被用于确定与第一图像中的位置（P1）相对应的第二图像中的位置（P2）。如上文所指出，当图像配准算法为反向一致的时，从第一图像到第二图像的图像配准映射与从所述第二图像到所述第一图像的图像配准映射相同。
为了突出图像位置，适当地采用并入所述第一图像和所述第二图像中的指示符。当所述图像为三维的时，所述指示符可以跨越多个切片。指示 符通常为图像位置的有颜色的迹线，其中所述颜色为使得在所述迹线与其被并入其中的所述图像之间存在高对比度。在特定实施例中，当指示符被用于突出由点限定的图像位置时，所述指示符可以为，例如箭头、准星，等等。此外，在特定实施例中，当指示符被用于突出多位图像位置（例如由轮廓限定的图像位置）时，所述指示符可以采用颜色梯度或颜色的遮盖（例如，红到绿）、线宽度，或其他变化指示符。所述梯度是有利的，因为其使得更容易识别剪切。
与参考图像位置相关联的指示符（即，参考指示符）适当地在视觉上相同于与参考图像位置的相关图像位置相关联的指示符（即，相关指示符）。有利地，这实现了参考图像位置与相关图像位置之间的视觉相关性。例如，当参考指示符用红色描绘参考图像位置时，相关指示符用红色描绘相关图像位置。
在特定实施例中，当仅获得单一图像位置时，所述参考图像位置和所述相关图像位置被聚焦214在所显示的图像上。例如，如果参考图像位置为所述第一图像中的点，并且所述第一图像和所述第二图像两者均为三维的，则所述第二图像中的相关图像位置将通过改变到体现所述图像位置的第二图像的切片，而被聚焦。额外地或可选地，在特定实施例中，当仅获得单一参考图像位置时，则将针对所述参考图像位置和相对应的相关图像位置的标准度量（通常包括灰度值差异、坐标和位置相关性）显示216在显示器112上。
额外地或可选地，在特定实施例中，所述指示符是（例如）可以使用用户输入设备108选择的。选择可以被用于移动所述指示符和相对应的图像位置。例如，如果临床医师选择参考指示符并在其相关的图像上拖曳所述指示符，则CIMP模块112接收移动数据。该移动数据然后被用于移动参考图像位置。由于所述参考指示符与所述相关指示符相关联，因而所述相关指示符也将移动。选择可以额外地或可选地被用于聚焦214在所选指示符的所述图像位置上，如上所述。选择可以额外地或可选地被用于调整与所选指示符相关联的图像位置的尺寸和/或形状。例如，如果临床医师选择参考指示符的部分，并在其相关的图像上拖曳所述部分，则CIMP模块112接收调整尺寸和/或调整形状数据。该调整尺寸和/或调整形状数据然后 被用于调整与所选指示符相关联的所述图像位置的尺寸和/或形状。选择可以额外地或可选地被用于显示216标准度量，如上所述。例如，针对所选指示符显示标准度量。
额外地或可选地，在特定实施例中，所述指示符可以被用于校正所述图像配准映射。可以保持固定一个或多个参考图像位置和/或相关图像位置。其后，可以操纵在另一图像中相对应的参考图像位置和/或相关图像位置，以确定所述校正映射。更多信息可关注Bzdusek等人的2010年11月23日提交的题为“Interactive Deformation Map Corrections”的美国专利申请No.61/416318，在此通过引用将其整体并入。
参考图3，提供了由CIMP模块112适当地采用的图形用户接口。其中，第一图像302被示为与第二图像304并排。此外，在所述第一图像302中示出多个参考指示符306，并且在所述第二图像304中示出多个相关指示符308。参考指示符306和相关指示符308被示为准星和轮廓（或轨迹）。所述准星识别由点限定的图像位置，并且所述轮廓（或轨迹）限定感兴趣区域的边界。对所述参考指示符之一或所述相关指示符之一的选择允许通过移动所选的指示符来变化相对应的图像位置。这继而变换为所述相关图像位置及与之相关联的所述指示符的移动。例如，对第一图像302中的所述准星的选择允许临床医师或肿瘤医师在第一图像302上拖曳所述准星，并经由第二图像304中的所述准星，观看所述第二图像中的所述相关图像位置。
尽管是在辐射治疗系统的背景下描述了CIMP模块112，但是应该理解，CIMP模块112具有更广的可用性。在这方面，可以在涉及图像配准的任何使用情景中采用CIMP模块112。例如，CIMP模块112可以被用于评估图像之间的图像配准映射的品质。这是重要的，因为经常会遇到，医师在PET/CT扫描上绘制肿瘤的轮廓（轨迹），并且想要将所述轮廓映射到规划CT。变形映射的准确性对于所述绘制到所述规划CT的映射是至关重要的。
如本文中所使用，存储器包括非瞬态计算机可读介质；磁盘或其他磁性存储介质；光盘或其他光学存储机制；随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、或其他电子存储设备或芯片或实时互联芯片的集合；互 联网服务器（可以经由互联网或局域网络从所述互联网服务器检索所存储的指令）；等等中的一个或多个。此外，如本文中所用，基于处理器的控制器包括微处理器、微控制器、图形处理单元（GPU）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（GPGA）等等中的一个或多个；用户输入设备包括鼠标、键盘、触摸屏显示器、一个或多个按钮、一个或多个开关、一个或多个触发器，等等中的一个或多个；并且显示器包括LCD显示器、LED显示器、等离子显示器、投影显示器、触摸屏显示器等等中的一个或多个。
已参考优选的实施例描述了本发明。他人在阅读和理解前文的详细描述时可以想到多种修改和变更。应该将本发明解释为包括所有这样的修改和变更，只要它们落在权利要求书及其等价方案的范围内。
Claims (15)
1.一种用于将图像配准映射可视化的系统(106)，所述系统(106)包括：
显示器(110)；以及
一个或多个处理器(116)，其被配置为：
接收采用第一坐标系的第一图像和采用第二坐标系的第二图像，其中，所述第一坐标系不同于所述第二坐标系；
获得从所述第一图像到所述第二图像的图像配准映射；
获得一个或多个参考图像位置，每个所述参考图像位置被限定在所述第一图像和所述第二图像中的一个的坐标系中；
在所述第一图像和所述第二图像中的所述一个上突出每个参考图像位置；以及
在所述第一图像和所述第二图像中的另一个中突出针对每个参考图像位置的相关图像位置，
其特征在于，所述一个或多个处理器(116)还被配置为将所述第一图像邻近所述第二图像显示在显示器(110)上；
并且在于使用所述图像配准映射确定所述相关图像位置，其中，所述图像配准映射包括：
(i)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述坐标系中，则通过将所述图像配准映射加到所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述参考图像位置，并将总和变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，或者
(ii)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，则通过将所述参考图像位置变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系，并加上所述图像配准映射。
2.根据权利要求1所述的系统(106)，还包括：
一个或多个用户输入设备(108)；
其中，从所述用户输入设备(108)获得所述一个或多个参考图像位置。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统(106)，其中，所述处理器还被配置为：使用并入到所述第一图像和/或所述第二图像中的指示符，来突出所述参考图像位置和所述相关图像位置中的每个。
4.根据权利要求3所述的系统(106)，还包括：
一个或多个用户输入设备(108)；
其中，所述处理器(116)还被配置为：
从所述用户输入设备接收对所述指示符中的一个的选择，其中，所选择的指示符与所述第一图像和所述第二图像中的一个相关联；
从所述用户输入设备(108)接收调整大小数据和/或移动数据；
基于所述调整大小数据和/或所述移动数据，对所选择的指示符进行调整大小和/或移动，以更改所关联的图像位置；以及
在所述第一图像和所述第二图像中的另一个中，对与所选择的指示符相关联的指示符进行调整大小和/或移动，以使用所述图像配准映射匹配所选择的指示符。
5.一种辐射治疗系统(100)，所述系统(100)包括：
一个或多个成像模态(102)；
根据权利要求1至2中任一项所述的系统(106)，其生成和/或更新辐射处置计划RTP和/或执行对辐射处置计划的处置后分析；
辐射治疗装置(122)，其根据由所述系统(106)生成和/或更新的RTP递送辐射。
6.一种用于将图像配准映射可视化的方法(200)，所述方法(200)包括：
接收(202)采用第一坐标系的第一图像和采用第二坐标系的第二图像，其中，所述第一坐标系不同于所述第二坐标系；
获得(204)从所述第一图像到所述第二图像的图像配准映射；
获得(208)一个或多个参考图像位置，所述一个或多个参考图像位置中的每个被限定在所述第一图像和所述第二图像中的一个的坐标系中；
在所述第一图像和所述第二图像的中的所述一个上突出(210)每个参考图像位置；
在所述第一图像和所述第二图像中的另一个中突出(212)针对每个参考图像位置的相关图像位置，
其特征在于，所述方法(200)包括将所述第一图像邻近所述第二图像显示的步骤；
并且在于使用所述图像配准映射确定所述相关图像位置，其中，所述图像配准映射包括：
(i)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述坐标系中，则通过将所述图像配准映射加到所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述参考图像位置，并将总和变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，或者
(ii)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，则通过将所述参考图像位置变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系，并加上所述图像配准映射。
7.根据权利要求6所述的方法(200)，其中，所述获得(204)所述图像配准映射包括：
使用图像配准算法计算所述图像配准映射。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的方法(200)，其中，获得(208)所述一个或多个参考图像位置包括：
接收轮廓；以及
采用与所述轮廓相对应的图像位置作为参考图像位置。
9.根据权利要求6至7中任一项所述的方法(200)，其中，所述参考图像位置和所述相关图像位置中的每个由点、多个点、多个连接的点、轮廓或轨迹以及至少为三维的感兴趣的区域中的一个来限定。
10.根据权利要求6至7中任一项所述的方法(200)，其中，使用并入到所述第一图像和/或所述第二图像中的指示符，来突出所述参考图像位置和所述相关图像位置中的每个。
11.根据权利要求10所述的方法(200)，还包括：
从一个或多个用户输入设备(108)接收对所述指示符中的一个的选择，其中，所选择的指示符与所述第一图像和所述第二图像中的一个相关联；
从所述用户输入设备(108)接收调整大小数据和/或移动数据；
基于所述调整大小数据和/或所述移动数据，来对所选择的指示符进行调整大小和/或移动，以更改所关联的图像位置；以及
在所述第一图像和所述第二图像中的另一个中，对与所选择的指示符相关联的指示符进行调整大小和/或移动，以使用所述图像配准映射来匹配所选择的指示符。
12.根据权利要求6至7中任一项所述的方法(200)，还包括：
在所述参考图像位置和相对应的相关参考图像位置中的一个上聚焦(214)。
13.根据权利要求6至7中任一项所述的方法(200)，还包括：
针对所述参考图像位置和相对应的相关图像位置中的一个，显示(216)度量，所述度量包括灰度值差异、坐标和位置相关性中的至少一个。
14.一种用于将图像配准映射可视化的装置，所述装置包括：
用于接收(202)采用第一坐标系的第一图像和采用第二坐标系的第二图像的单元，其中，所述第一坐标系不同于所述第二坐标系；
用于获得(204)从所述第一图像到所述第二图像的图像配准映射的单元；
用于获得(208)一个或多个参考图像位置的单元，所述一个或多个参考图像位置中的每个被限定在所述第一图像和所述第二图像中的一个的坐标系中；
用于在所述第一图像和所述第二图像的中的所述一个上突出(210)每个参考图像位置的单元；
用于在所述第一图像和所述第二图像中的另一个中突出(212)针对每个参考图像位置的相关图像位置的单元，
其特征在于，所述装置包括用于将所述第一图像邻近所述第二图像显示(206)的单元；
并且在于，使用所述图像配准映射确定所述相关图像位置，其中，所述图像配准映射包括：
(i)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述坐标系中，则通过将所述图像配准映射加到所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述参考图像位置，并将总和变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，或者
(ii)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，则通过将所述参考图像位置变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系，并加上所述图像配准映射。
15.一种用于将图像配准映射可视化的系统(106)，所述系统(106)包括：
一个或多个处理器(116)，其被配置为：
接受采用第一坐标系并且在一个时间生成的第一图像和采用第二坐标系并且在另一时间生成的第二图像，其中，所述第一坐标系不同于所述第二坐标系；
确定所述第一图像与所述第二图像之间的图像配准映射；
将所述第一图像和所述第二图像显示在显示设备上；并且
响应于在所显示的所述第一图像和所显示的所述第二图像中的一个上指定了点，指示所显示的所述第一图像和所显示的所述第二图像中的另一个上相对应的点；
其特征在于，使用所述图像配准映射确定所述相对应的点，其中所述图像配准映射包括：
(i)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述一个的所述坐标系中，则通过将所述图像配准映射加到显示的所述第一图像和显示的所述第二图像中的所述一个的所述点的位置，并将总和变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，或者
(ii)如果所述图像配准映射处于所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系中，则通过将显示的所述第一图像和显示的所述第二图像中的所述一个的所述点变换到所述第一图像和所述第二图像中的所述另一个的所述坐标系，并加上所述图像配准映射。
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