CN104337529A - 医学图像处理装置、医学图像处理方法以及放疗系统 - Google Patents

医学图像处理装置、医学图像处理方法以及放疗系统 Download PDF

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CN104337529A CN201410382724.7A CN201410382724A CN104337529A CN 104337529 A CN104337529 A CN 104337529A CN 201410382724 A CN201410382724 A CN 201410382724A CN 104337529 A CN104337529 A CN 104337529A
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Abstract

一种医学图像处理装置，包括：接收器，其接收目标图像数据，所述目标图像数据包括从不同方向拍摄对象的第一透视图像和第二透视图像；第一采集器，其采集所述第一透视图像上的指定点的位置信息；第二采集器，其采集所述第二透视图像上的候选点的位置信息，所述候选点对应于所述指定点；以及生成器，其生成第一放大图像和第二放大图像，所述第一放大图像是通过对所述第一透视图像中邻近所述指定点的部分进行放大而获得的，所述第二放大图像是通过对所述第二透视图像中邻近所述候选点的部分进行放大而获得的。

Description

医学图像处理装置、医学图像处理方法以及放疗系统
相关申请的交叉引用
本申请基于2013年8月6日递交的在先日本专利申请No.2013-163425，并要求享有在先日本专利申请No.2013-163425的优先权；在此通过引用将该申请整体内容并入本文。
技术领域
实施例涉及医学图像处理装置、医学图像处理方法、以及放疗系统。
背景技术
放疗是利用放射线辐照患者(测试对象)体内的病变，以摧毁病变的治疗途径。此时，除非利用放射线辐照病变的准确位置，否则正常组织也被摧毁。
因此，在治疗规划时，首选确定患者的位置，然后提前通过CT(计算机断层摄影)装置拍摄患者体内的透视图像，从透视图像以三维方式绘制出患者体内的病变的位置，并然后确定放射线的辐照方向和辐照强度，这基于病变的位置降低了辐照正常组织的概率。在治疗时，拍摄患者的新透视图像，并且医生(用户)在该新透视图像和在治疗规划时获取的透视图像上输入对应的点，根据治疗规划执行患者的位置对齐，并利用放射线辐照病变。
然而，由于治疗重复多次，需要在每次治疗时执行患者的位置对齐。此外，由于患者需要从位置对齐直到放射线的辐照结束，都维持相同的姿势，因此患者忍受巨大的负担。因此，期望在短时间内准确地执行该位置对齐。
因此，本发明的目的是提供一种医学图像处理装置、医学图像处理方法以及放疗系统，其辅助用户便于在对测试对象拍摄的多幅透视图像上输入对应的点以用于位置对齐。
发明内容
根据实施例，根据所述实施例的医学图像处理装置包括：接收器，其接收目标图像数据，所述目标图像数据包括从不同方向拍摄对象的第一透视图像和第二透视图像；第一采集器，其采集所述第一透视图像上的指定点的位置信息；第二采集器，其采集所述第二透视图像上的候选点的位置信息，所述候选点对应于所述指定点；以及生成器，其生成第一放大图像和第二放大图像，所述第一放大图像是通过对所述第一透视图像中邻近所述指定点的部分进行放大而获得的，所述第二放大图像是通过对所述第二透视图像中邻近所述候选点的部分进行放大而获得的。
根据实施例，能够提供一种医学图像处理装置、医学图像处理方法以及放疗系统，其辅助用户便于在对测试对象拍摄的多幅透视图像上输入对应的点以用于位置对齐。
附图说明
图1为图示在治疗规划时测试对象的位置的透视视图。
图2为图示处置对象的位置的透视视图。
图3为图示从两个不同方向获取的透视图像的图。
图4为图示被增加到图2的核面和核线的图。
图5A至图5H为图示显示器上的显示屏幕的图。
图6为根据第一实施例的医学图像处理装置的框图。
图7为根据第一实施例的医学图像处理装置的流程图。
图8为图示辐射源的相对位置的图。
图9为图示被增加到图8的核面的图。
图10为图示所述核线和搜索范围的图。
图11A和图11B为图示投影表面的图，并且图11C为图示前图像、侧图像与核线间的关系的图。
图12A和图12B为图示HL特征图案的范例的图。
图13为图示在第二透视图像中包括核线的搜索范围的图。
图14为HL特征计算窗口的图。
图15为根据第二实施例的医学图像处理装置的框图。
图16为根据第二实施例的医学图像处理装置的流程图。
图17为第二实施例的显示器的显示屏幕的图。
图18为第一修改的显示器的显示屏幕的图。
图19为第二修改的显示器的显示屏幕的图。
图20为第三修改的显示器的显示屏幕的图。
图21为第三修改的显示器的显示屏幕的另一范例。
图22为第四修改的显示器的显示屏幕的图。
图23为第四修改的显示器的显示屏幕的另一范例。
图24为示出所述医学图像处理装置的硬件构造的范例的框图。
具体实施方式
现在将参考附图，描述本发明的实施例的医学图像处理装置1。
所述实施例的医学图像处理装置1被用于以放射线治疗、光疗和粒子辐射治疗为基础的治疗中，并被用作使用通过拍摄测试对象(患者)2而获得的透视图像的定位装置。术语“透视图像”意指通过使用诸如X射线拍摄装置、CT装置或MRI(磁共振成像)装置的拍摄装置在测试对象2的体内进行拍摄而获得的图像。
下面将参考图1至图5描述所述实施例的医学图像处理装置1。
首先，如图1中图示的，在治疗规划时，用户(医生)使测试对象在床上躺下。在该躺下状态中，测试对象2的病变在三维空间中的位置由V1(X1、Y1、Z1)表示。用户从彼此不同的两个方向拍摄测试对象2，并采集所述透视图像(例如，X射线图像)。
随后，如图2中图示的，在治疗时，用户再次使测试对象2在床上躺下。在该躺下状态中，测试对象2的病变在三维空间中的位置由V2(X2、Y2、Z2)表示。用户再次从彼此不同的两个方向拍摄测试对象2，并采集所述透视图像(例如，X射线图像)。
用户在所述图像中手动指定多个对应的点，所述对应的点在解剖结构上是相同的，从在治疗规划时拍摄的透视图像和在治疗时拍摄的透视图像，用户获得在治疗前一刻的患者位置从治疗规划时的患者位置的位移，并且，用户基于所获得的位移，移动所述床以实现对测试对象2的位置对齐。
由于这里使用的图像为如上所述的透视图像，因此不存在封闭轮廓线，例如在由光学相机拍摄的图像中存在的封闭轮廓线，并因此不能够容易地描绘出身体中的前后关系。因此，用户几乎不能通过使用从两个方向(即，从前方和侧方)拍摄的测试对象2的透视图像，来判断解剖结构上相同的病变的位置。例如，如图3中图示的，所述X射线拍摄装置包括与第一辐射源S1和第二辐射源S2配对的第一投影表面F1和第二投影表面F2，并生成测试对象2的前透视图像(后文简称为“前图像”)和侧透视图像(后文简称为“侧图像”)。然而，难以寻找在所述前图像和所述侧图像中指示病变V1的位置的点v1和点v2。
因此，在相关技术的方法中，对应于所述前图像的点v1的所述侧图像的点v2存在于从所述侧图像上的核线约束获得的核线L上，如图4中图示的。因此，通过使用该几何关系，核线L被显示在所述侧图像上，以辅助用户在解剖结构上相同的位置输入点v2。然而，在相关技术的该方法中，存在以下问题，即使能够将可能变成所述对应点的候选的范围从整个侧图像缩小到直线L，但在直线L上搜索所述对应点的麻烦依然存在。
鉴于以上，在所述实施例的医学图像处理装置1中，在获得候选点EP21、EP22和EP23作为侧图像C2上的所述对应点(其对应于在治疗规划时的前图像C1的指定点P11)的候选时，在核线L的基础上获得侧图像C2的候选点EP21、EP22和EP23，并且生成图像中在候选点EP21、EP22和EP23附近的部分的放大图像E21、E22和E23，如图5中图示的，籍此用户能够容易地输入所述对应点。在其中P11被确定为所述指定点的情况中，P21对应于EP21，并且因此EP31在图像坐标中并且也在所述放大图像中采取与EP21相同的位置。点P21和EP21为在相同图像坐标上的相同点，并且因此两个点均为所述候选点。以相同的方式，在治疗时的前图像C3上获得对应点(其对应于在治疗规划时的前图像C1的指定点P)的情况中，获得在治疗时的前图像C3的对应点的候选点EP，并生成所述图像中在候选点EP附近的部分的放大图像E31，使得用户能够容易地输入所述对应点。上文给出的描述仅为范例，并且所述指定点可以被输入到C1至C4中的任一个。
第一实施例
现在参考图5至图14，下文将描述第一实施例的医学图像处理装置1。
将在图6中的框图的基础上来描述医学图像处理装置1的配置。医学图像处理装置1包括第一采集单元11、第二采集单元12、生成单元13和显示器14。
第一采集单元11采集在一幅透视图像(其为测试对象2的照片)中输入的指定点P，并将所述一幅透视图像和指定点P输出到第二采集单元12和生成单元13。
第二采集单元13采集来自第一采集单元11的所述一幅透视图像和指定点P、在不同于所述一幅透视图像的另一幅透视图像上获得对应于指定点P的候选点EP、并将所获得的候选点EP输出到生成单元13。
生成单元13生成放大图像，所述放大图像为在所述另一幅透视图像中的候选点EP附近的部分的放大图像。
显示器14为显示器等，并且被配置为并排显示所述一幅透视图像、所述另一幅透视图像和所述放大图像。在图5中图示由显示器14显示的所述图像的范例。
在图5中，附图标记“W1”指代显示器14的所述图像的窗口。
图像“C1”表示第一透视图像(测试对象2的头部部分的前图像)，其是在时间1处(例如在治疗规划时)在第一辐射源S1的方向A上拍摄的，并被显示在窗口W1的左上侧。
图像“C2”表示第二透视图像(测试对象2的头部的侧图像)，其是在时间1处在第二辐射源S2的方向B上拍摄的，并被显示在窗口W1的左下侧。显示器14不在第二透视图像C2上显示核线L，核线L将在后文得到描述。
图像“C3”表示第三透视图像(测试对象2的头部的前图像)，其是在时间2处(例如在治疗时)在第一辐射源S1的方向A上拍摄的，并被显示在窗口W1的中上部。
图像“C4”表示第四透视图像(测试对象2的头部的侧图像)，其是在时间2处在第二辐射源S2的方向B上拍摄的，并被显示在窗口W1的中下部。
图像“E11”表示由生成单元12生成并被显示在窗口W1的右上侧的放大图像，其具有在第一透视图像C1上的指定点P处的中心。
图像“E21”至“E23”表示由生成单元12生成并被显示在窗口W1的右下侧的放大图像，其具有在第二透视图像C2上的三个候选点处的中心。
图像“E31”为由生成单元12生成并被显示在窗口W1的右上侧的放大图像，其具有在第三透视图像C3上的候选点EP处的中心。
图像“E41”至“E43”为由生成单元12生成并被显示在窗口W1的右下侧的放大图像，其每个具有在第四透视图像C4上的三个候选点EP中的每个处的中心。
医学图像处理装置1独立地执行：在第二透视图像(侧图像)C2上获得对应于在治疗规划时测试对象2的第一透视图像(前图像)C1上的指定点P的候选点EP的方法；在治疗时的第三透视图像(前图像)C3上获得对应于在治疗规划时的第一透视图像(前图像)C1上的指定点P的候选点EP的方法；以及在治疗时的第四透视图像(侧图像)C4上获得对应于在治疗规划时的第二透视图像(侧图像)C2的指定点P的候选点EP的方法，并因此将独立地描述这些方法，如图5中图示的。图5A为治疗规划时的前图像。图5B为治疗规划时的侧图像。图5C为治疗规划时的前图像。图5D为治疗规划是的侧图像。图5E为治疗规划时的所述前图像的放大图像。图5F示出治疗规划时的所述前图像的放大图像。图5G为治疗时的前图像的放大图像。图5H示出来自治疗时的侧图像的放大图像。
首先，将描述在第二透视图像C2上获得候选点EP的方法，候选点EP对应于在治疗规划时测试对象2的第一透视图像C1上的指定点P。
第一采集单元11从X射线拍摄装置等采集多幅透视图像，或者从存储器设备采集以前拍摄的透视图像。或者，在以前治疗时输入的点可以被存储在存储器设备中，并从存储器设备被采集。
所述多幅透视图像为通过利用来自所述X射线拍摄装置的X射线源的X射线，在相同的时间1处(在治疗规划时)从互不相同的两个方向辐照测量对象2而拍摄的测试对象2的透视图像，并且在该情况中，所述多幅透视图像对应于前图像C1和侧图像C2。在图8中图示从互不相同的两个方向拍摄所述透视图像的X射线拍摄装置7的范例。
如图8中图示的，X射线拍摄装置7包括在XYZ轴上的三维空间中分别与第一辐射源S1和第二辐射源S2配对的第一投影表面F1和第二投影表面F2。投影表面F1和F2每个均为FPD(平板探测器)。从第一辐射源S1输出的X射线穿过测试对象2内部，到达第一投影表面F1，并在穿过的X射线的能量的基础上，生成第一透视图像(前图像)C1。以相同方式，从第二辐射源S2输出的X射线到达第二投影表面F2并生成第二透视图像(侧图像)C2。在X射线拍摄装置7中，提前获得的是：相对于拍摄位置校正或调节并由装置系统定义的三维空间的XYZ轴坐标系；以及用于执行到或从各自投影表面F1和F2的二维坐标系的坐标变换的透明投影矩阵。
用户(例如医生)在被显示在显示器14上的第一透视图像C1上指定了指定点P，并且第一采集单元11采集v1(x1、y1)，v1(x1、y1)为在第一投影表面F1上涉及指定点P的二维坐标位置(位置信息)。作为指定了指定点P的方法，例如，用户在第一透视图像C1上移动并调节鼠标指针的位置，以来到要被指定的位置，并然后按下鼠标的按键。如果显示器14为具有触摸板的显示器，则由代替鼠标的手指等触摸的位置可以被确定为指定点P的坐标位置。
第二采集单元12从第一采集单元11采集第一透视图像C1(在其上指定了指定点P)和第二透视图像C2。第二采集单元12在第二透视图像C2(第二投影表面F2)上获得候选点EP的二维位置v2(x2、y2)，v2(x2、y2)对应于第一透视图像C1(第一投影表面F1)上的指定点的二维位置v1(x1、y1)；并输出结果到生成单元13。将描述获得候选点EP的二维位置v2(x2、y2)的方法。
如图9中图示的，当第一透视图像C1(第一投影表面F1)上的指定点P被投影在第二透视图像C2(第二投影表面F2)上时，获得直线L。该直线L是从核线约束采集的。图9图示被增加到图8中的X射线拍摄装置7的核线约束的核面M，并且核面M为三维空间XYZ中包括三个点(第一辐射源S1、第二辐射源S2和第一投影图像C1上的指定点P)的平面。直线L(第二投影表面F2与核面M沿其相交)等同于通过将指定点P投影在第二透视图像C2上获得的直线(核线L)。第二采集单元12通过利用上述透明投影矩阵将坐标变换应用于第一投影表面F1上的指定点P的二维坐标v1(x1、y1)，而获得核线L。
如图10中图示的，第二采集单元12将第二透视图像C2上包括核线L并且具有特定宽度的带形范围设定为搜索范围3，并在搜索范围3中寻找候选点EP的二维位置v2(x2、y2)。在图11至图14中图示了在搜索范围3中寻找候选点EP的二维位置v2(x2、y2)的方法。
被投影到所述投影表面上的所述透视图像原始为透明投影。然而，当考虑例如平行投影时，测试对象2与核面M接触的位置(顶点)被投影在核线L上作为第一投影表面F1与第二投影表面F2上的特征点。例如，图11A图示第一投影表面F1和指定点P，图11B图示第二投影表面F2和候选点EP，并且图11C图示在其中核线L与测试对象2的头部区域的前图像C1并与侧视图C2的颏下端接触的状态，并且所述颏的边缘(特征点)出现在前图像C1和侧视图C2的每个中的核线L上。
因此，第二采集单元12通过边缘强度在包括核线L的搜索范围3中寻找所述特征点，并且所述特征点被确定为候选点EP。第二采集单元12使用Haar-like(后文称为“HL”)特征量作为用于寻找所述特征点(边缘)的边缘强度。术语“HL特征量”为从矩形窗口5中的平均亮度被获得为差分值的标量，并且所述值指示亮度梯度的强度。
首先，如图12中图示的，第二采集单元12设定具有特定尺寸的矩形窗口5，以及具有被布置在矩形窗口5中的一个HL特征图案4的HL特征计算窗口6。用户设定多个HL特征图案4，如图12A和图12B中图示的。
随后，如图13中图示的，第二采集单元12根据需要，根据核线L的斜度来旋转HL特征计算窗口6，HL特征计算窗口6具有在搜索范围3中的给定点(该点在任意位置)处的中心；并计算在所述对应点处的HL特征量。同样，可以根据核线L的斜度选择所述HL特征图案。第二采集单元12将具有在针对搜索范围3中的点(位置)分别获得的HL特征量中的最大HL特征量(边缘强度)的位置，确定为候选点EP的二维位置v2(x2、y2)。第二采集单元12可以将具有在所获得的HL特征量中的最大绝对值的HL特征量(边缘强度)的位置，确定为候选点EP的二维位置v2(x2、y2)。根据计算所述HL特征量(边缘强度)的所述方法，所述特征点优选地被投影为核线L的法线方向上的边缘。
随后，将描述寻找候选点EP的第一修改，其中，第二采集单元12从搜索范围3获得候选点EP的二维位置v2(x2、y2)。如图14中图示的，第二采集单元12可以通过将多个HL特征图案4布置在HL特征计算窗口6中，获得候选点EP。
将描述第二修改。第二采集单元12可以将搜索范围3划分成多个区，每个区具有核线L的预定长度，并且第二采集单元12在所分区的每个中以如上所述相同方式获得候选点EP。因此，即使在其中具有大边缘强度的多个边缘被集中的状态中，也可以针对各自分区获得候选点EP，而不会仅集中在集中的部分上。
将描述第三修改。第二采集单元12通过使用HL特征计算窗口6(其具有在第一透视图像C1的指定点P处的中心，并且根据第一透视图像C1的核线L被旋转)，提前获得HL特征量。随后，第二采集单元12可以在第二透视图像C2中针对搜索范围3中的点，计算所述HL特征量，并将HL特征量最类似于从指定点P采集的HL特征量的点，用作候选点EP。
将描述第四修改。第二采集单元12可以将从具有最高HL特征量(边缘强度)的点到具有第N(N＞1)最大HL特征量(边缘强度)的点的范围中的点，用作候选点EP。当第一透视图像C1的动态范围不同于第二透视图像C2的时，归一化所述图像。
将描述第五修改。已通过使用所述HL特征量给出描述。然而，可以如下决定较高相似度：获得直方图的相似度，作为两个点之间的概率分布，并且巴特查里亚距离越小，相似度变得越高。
将描述第六修改。也能够通过使用特定尺寸的矩形窗口(其具有在第一透视图像C1上的指定点P处的中心)中的像素值，来搜索所述矩形窗口，在所述矩形窗口中，在第二透视图像C2上核线L上的相似度最高。归一化互相关被用于所述相似度。其他图像特征量可以被用于所述相似度。例如，如果相似度量为向量型特征量，则向量之间的距离越小，设定的相似度越高。
将描述第七修改。第二采集单元12可以将获得的候选点EP修改到核线L上距候选点EP最近的点。
随后，将描述获得在治疗时等的第三透视图像C3的候选点EP的方法，候选点EP对应于在例如治疗规划时等的第一透视图像C1的指定点P。
第一采集单元11通过使用图8中图示的X射线拍摄装置7，在特定时间1处(在治疗规划时)采集第一透视图像(前图像)C1。由用户在被显示在显示器14上的第一透视图像C1上指定指定点P。
第二采集单元12通过使用图8中图示的相同X射线拍摄装置，在不同时间2处(在治疗时)，从与第一透视图像C1基本相同的方向，采集第三透视图像(前图像)C3。不同于来自互不相同的两个方向的所述透视图像(前图像和侧图像)，所采集的图像为从相同方向拍摄的透视图像，并且因此不存在核线约束。因此，将重新描述在第三透视图像C3上获得候选点EP(其对应于第一透视图像C1上的指定点P)的方法。
通过使用在具有特定范围的尺寸的矩形窗口(所述矩形窗口具有在第一透视图像C1上的指定点P处的中心)内的像素值(例如照度值)，在第三透视图像C3上搜索具有最高相似度的矩形窗口。针对所述相似度使用归一化互相关。可以针对所述相似度使用其他图像特征量。例如，如果相似度量为向量型特征量，则向量之间的距离越小，设定的相似度越高。
在治疗时的第四透视图像(侧图像)C4中获得候选点EP的方法也与上文给出的描述相同，候选点EP对应于在治疗规划时的第二透视图像(侧图像)C2的指定点P。这次要使用的第二透视图像(侧图像)C2的指定点P为对应于第一透视图像(前图像)C1的指定点P的候选点EP。所述指定点可以是在C3或C4上指定的。
生成单元13对预定尺寸的方形图像(其具有在第二透视图像C2的候选点EP处的中心)进行放大，并生成放大图像E21、E22和E23，并且还对预定尺寸的多幅方形图像(其分别具有在第四透视图像C4内的多个候选点EP的中心)进行放大，并生成放大图像E41、E42和E43，如图5中图示的，籍此在显示器14中以叠加方式显示各自的候选点EP。显示器14不在第二透视图像C2上显示核线L。
生成单元13生成放大图像E11(其为预定尺寸的放大方形图像，具有在第一透视图像C1内的指定点P处的中心)和放大图像E31(其为预定尺寸的放大方形图像，具有在第三透视图像C3内的候选点EP处的中心)，并以叠加方式在显示器14中显示指定点P和候选点EP。
生成单元13重新确定第一透视图像C1至第四透视图像C4中预定尺寸的方形图像的尺寸，并生成放大图像。重新确定尺寸是通过一般的图像重新确定尺寸的方法(例如最近邻法、双线性法和立方卷积法)而执行的。
将在图7中图示的流程图的基础上描述医学图像处理装置1的过程。
在步骤S1中，第一采集单元11采集被输入到第一透视图像C1中的指定点P。
在步骤S2中，第二采集单元12采集第二透视图像C2和在其上指定了指定点P的第一透视图像C1。随后，第二采集单元12在第二透视图像C2上获得对应于指定点P的候选点EP。第二采集单元12采集第三透视图像C3和在其上指定了指定点P的第一透视图像C1。随后，第二采集单元12在第三透视图像C3上获得对应于指定点P的候选点EP。
在步骤S3中，生成单元13生成放大图像E21、E22和E23，放大图像E21、E22和E23是在第二透视图像C2内的候选点EP附近的图像的放大图像。随后，显示器14将放大图像E21、E22和E23与候选点EP一起显示。生成单元13生成放大图像E31，放大图像E31是在第三透视图像C3内的候选点EP附近的部分的放大图像。随后，显示器14将放大图像E31与候选点EP一起显示。生成单元13以相同方式生成放大图像E41、E42和E43，并将它们与候选点EP一起显示在显示器14中。显示器14不在第二透视图像C2上显示核线L。
根据第一实施例，第二透视图像C2和第三透视图像C3上对应于第一透视图像C1中的指定点P的候选点EP是分别获得的，并且候选点EP周围的图像被放大，以生成放大图像E21、E22、E23和E31，以将它们呈现给用户，使得在对应于指定点P的对应点的输入时的便利性得以改善。在第四透视图像中，也能够基于放大图像E41、E42和E43的候选点EP，容易地输入所述对应点。
将描述第一实施例的第一修改。多幅透视图像可以为从体素数据重建的图像(后文称作DRR：数字重建放射图)，所述体素数据为通过数字化测试对象2的内部获得的数据，其是在代替X射线透视图像的从体素到体素的CT拍摄时获得。由于使用的是体素数据，能够通过将视点设置在给定位置(图8中图示的第一辐射源S1和第二辐射源S2)，生成DRR。
或者，可以从获得自PET(正电子发射断层摄影)装置或SPECT(单光子发射计算机断层摄影)装置的三维体素数据生成DRR。在其中多幅透视图像与彼此正负相反的情况中，根据需要执行修改。
多幅透视图像可以为从通过X射线拍摄、CT拍摄等获得的体素数据重建的透视图像的组合。
将描述第一实施例的第二修改。在第二采集单元12中，使用第一透视图像C1和第三透视图像C3。然而，存在有在其中所拍摄的图像的分辨率不同的情况。在其中一个像素在所述透视图像的三维空间中的垂直和横向长度已知的情况中，重新确定图像的尺寸，使得两幅透视图像的像素的垂直和横向长度变得相同，并且然后获得候选点EP。重新确定图像尺寸是通过一般的图像重新确定尺寸方法(例如上述最近邻法、双线性法和立方卷积法)而执行的。
将描述第一实施例的第三修改。生成单元13可以扩大每幅放大图像的对比度。构成所述透视图像的每个像素的像素数据均具有在比显示器(其对应于显示器14)的显示动态范围(0至255)更宽的动态范围中的像素数据(照度)。因此，生成单元13扩大对比度，使得256级的显示动态范围被线性分配到在放大图像中从最小值到最大值的像素值的范围。因此，用户能够容易地从放大图像找到对应点。生成单元13可以创建放大图像中的像素数据的直方图，并且执行直方图均衡化，以分配非线性梯度。
将描述第一实施例的第四修改。生成单元13可以在显示第二透视图像C2的放大图像E21时，显示第一透视图像C1的放大图像E11与第二透视图像C2的放大图像E21的放大差分图像。所述放大差分图像可以从每个均在放大图像E11中的像素的照度值的微分与放大图像E21中的各自像素的照度值的微分而生成。因此，在用户输入对应于指定点P的点时的便利性得以改善。在其中放大图像E11与放大图像E22的像素数据的动态范围不同的情况中，两幅图像均被归一化(归一化数据的范围为0至1)，以获得微分(归一化的微分数据为-1至1)，并且分配256级的显示动态范围。
将描述第一实施例的第五修改。用户可以通过鼠标等直接在第二透视图像C2上指出候选点EP，并通过第二采集单元12存储第二透视图像C2和候选点EP的指出位置。
将描述第一实施例的第六修改。在其中所读取的透视图像已经具有已在先前治疗中被指定的点的情况中，所述点可以被存储并被重新用作所述指定点。
将描述对第一实施例的修改7。在以上描述中，在生成单元13生成所述放大图像时，所述放大图像具有在所述候选点或所述指定点处的中心，然而，本发明不限于此，如果所述候选点或所述指定点包括在所述放大图像中，则生成单元13可以生成这样的放大图像，其中，这些点位于除中心以外的其他位置处。
第二实施例
现在参考图15至图23，将描述根据第二实施例的医学图像处理装置1。
将在图15中图示的框图的基础上，描述根据第二实施例的医学图像处理装置1。医学图像处理装置1包括第一采集单元11、第二采集单元12、校正单元21、生成单元22以及显示器14。第二实施例不同于第一实施例，在于增加了校正单元21，并且在生成单元22的过程中不同。因此，仅描述不同的配置和操作，并且将省略对与在第一实施例中的那些相同的配置和操作的描述。
显示器14以与第一实施例的显示器14相同的方式，显示第一透视图像C1、第二透视图像C2、第三透视图像C3、第四透视图像C4、放大图像E11、放大图像E21、放大图像E31、放大图像E41、指定点P以及候选点EP，如图17中所图示的。如果没有生成放大图像E11、E21、E31和E41，则显示器14什么也不显示。
在以下描述中，不区分指定点P和候选点EP，并且简单地将其表达为“点”。
生成单元22以与第一实施例的生成单元31相同的方式，从第一采集单元11和第二采集单元12采集候选点EP、生成放大图像、并显示所述放大图像。生成单元22采集经校正单元21(其将在后文得以描述)校正的指定点P和候选点EP的坐标，并生成所述放大图像并在显示器14中显示所述放大图像。
用户使用诸如鼠标的接口来校正在显示器14中显示的指定点P和候选点EP的位置，并且校正单元21采集校正点的坐标，并将校正点的坐标输出到生成单元22。在其中鼠标指针在显示器14上显示的放大图像E11、E21、E31和E41上，并且校正单元21不选择点的情况中，通过移动鼠标滚轮改变放大因数。
通过校正单元21对点的校正是由用户通过利用鼠标点击所述点附近的位置以选择所述点，并拖曳所述点以移动位置而实现的。例如，当用户选择第一透视图像C1上的点P11时，校正单元21连续地改变点P11在第一透视图像C1上的位置坐标，并在绘制所述点的同时向生成单元22输出所述坐标。在该时间点，生成单元22将放大图像E11变成具有在点P11或其坐标处的中心的放大图像E11。此时，由于点EP11的绘制位置位于放大图像E11的中心，不再有绘制位置的改变。而且，校正单元21不改变放大图像E11的显示范围的大小。
当用户选择并校正放大图像E11上的点EP11时，校正单元21不将点EP11的坐标(其被连续改变)输出到生成单元22，并且仅连续地改变点EP11在放大图像E11上以及点P11在第一透视图像C1上的绘制位置。
校正单元21也以与在其中选择了点EP21、点EP31和点EP41的情况相同的方式，改变所述放大图像。
将在图16中图示的流程的基础上描述医学图像处理装置1的过程。所述流程始于在第一实施例中生成所述放大图像时的时间点。
在步骤S11中，生成单元22在显示器14中显示放大图像和候选点EP，如在图17中图示的。
在步骤S12中，校正单元21校正由用户选择并校正的指定点P或候选点EP的坐标。
在步骤S13中，生成单元22根据经校正的点的坐标，生成放大图像，并再次显示在显示器14中。
根据第二实施例，由于用户能够容易地校正图像上的点，因此能够进一步容易地执行对应点的输入。
将描述第二实施例的第一修改。如图18中图示的，可以根据放大图像E11、E21、E31和E41的放大因数，分别在放大图像E11、E21、E31和E41中的每幅的下侧或右侧显示所述放大图像的显示范围的三维空间中的水平长度和垂直长度。
将描述第二实施例的第二修改。如图19中图示的，可以由第一透视图像C1上的矩形框B11指示第一透视图像C1的部分或范围，该部分或范围其被显示在放大图像E11中。同样应用于第二透视图像C2、第三透视图像C3和第四透视图像C4。
将描述第二实施例的第三修改。在该修改中，将在其中存在多个候选点EP的情况中，描述在显示器14上显示的方式。如图20中图示的，显示器14示出第三透视图像C3上与第一透视图像C1的指定点P11有关的多个候选点EP31和EP32。此时，用户点击放大图像E31和E32之一，并选择多个候选点EP之一。当完成选择时，显示器转到图17中图示的屏幕。在图20中，由于颜色编码显示在绘图中是不可能的，因此采用差异化阴影线。
如图18中图示的标尺可以被分别显示在放大图像E11、E21和E31的下侧和右侧(未图示)。
如果存在多个候选点EP，则各自的点P31和P32可以如图21中指示的被颜色编码并显示。也能够以与指示所述点所用的那些相同的颜色，在对应于各自候选点EP的放大图像E31和E32的边缘上，提供框。在图21中，由于颜色编码显示在绘图中是不可能的，因此采用差异化阴影线。
将描述第二实施例的第四修改。在上述实施例中，放大图像E11、E21、E31和E41被布置在窗口W1的右侧。然而，这些可以被布置在窗口W1的左侧(未图示)。或者，如在图22和图23中图示的，可以利用浮动窗口W2和W02显示所述放大图像。
将描述第二实施例的第五修改。被校正单元21用于对点进行选择和转移的工具不限于鼠标和键盘，并且可以采用触摸笔，并且如果所述显示器具有触摸面板，则用户的触击输入也是可用的。
在上述各自实施例中，已利用通过拍摄在治疗规划时的第一透视图像C1和第二透视图像C2并且拍摄在治疗时的第三透视图像C3和第四透视图像C4而获得的透视图像，给出了描述。然而，本发明不限于此，并且所述透视图像可以是通过拍摄在第一治疗时的第一透视图像C1和第二透视图像C2并且拍摄在第二治疗时的第三透视图像C3和第四透视图像C4而获得的。换言之，重要的是，第一透视图像C1和第二透视图像C2基本上是在同时拍摄的，并且第三透视图像C3和第四透视图像C4基本上是在同时拍摄的，并且第一透视图像C1和第二透视图像C2是在与第三透视图像C3和第四透视图像C4不同时或基本上同时拍摄的。
在上述实施例中，测试对象2的前图像和侧图像被用于从两个不同方向拍摄的透视图像。然而，这仅为范例，并且从两个不同方向拍摄的测试对象2的其他透视图像也是可用的。
在上述实施例中，患者的头部区域已被描述为测试对象2。然而，本发明不限于此，其他部分，例如乳房区域或腹部区域也是可用的。
医学图像处理装置1可以通过使用例如通用计算机装置作为基本硬件而实施。换言之，第一采集单元11、第二采集单元12、生成单元13、校正单元21和生成单元22，通过令被安装在上述计算机装置上的处理器执行程序，而实施。此时，医学图像处理装置1可以通过将上述问题提前安装在所述计算机装置中而实施，或者可以通过将上述问题存储在存储介质中而实施，所述存储介质例如为CD-ROM或USB存储器，其经由网络分布上述程序并根据需要将所分布的程序安装在所述计算机装置中。医学图像处理装置1中用于透视图像等的存储设备可以根据需要，通过使用集成或外部存储器，或硬盘，或诸如CD-R、CD-RW、DVD-RAM、DVD-R的存储介质，而实施。
图24为示出所述医学图像处理装置的硬件构造的范例的框图。如本文中所示，医学图像处理装置1包括：CPU(中央处理单元)101；ROM(只读存储器)102，其存储用于测量等的程序；RAM(随机存取存储器)103；HDD(硬盘驱动)104；I/F105，其为HDD104的接口；拍摄装置106，其具有辐射源S1和S2，例如X射线拍摄装置、CT扫描器和MRI(磁共振成像)装置；I/F107，其为所述拍摄装置的接口；输入设备108，例如鼠标或键盘；I/F109，其为输入设备的接口；显示器14，例如视觉显示单元；I/F110，其为显示器14的接口；计算机总线111。因此，医学图像处理装置1利用普遍计算机的硬件构造。CPU101，ROM102，RAM103，I/F105、107、109和110通过计算机总线111彼此连接。
尽管已描述了特定实施例，但这些实施例仅是以举例的方式提供的，并且不旨在限制本发明的范围。的确，本文描述的新颖实施例可以已多种其他形式得以具体化；此外，可以对本文描述的实施例的形式进行各种省略、替换和改变，而不偏离本发明的精神。权利要求书以及其等价要件旨在覆盖这样的形式或修改，因为它们将落入本发明的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种医学图像处理装置，包括：
接收器，其接收目标图像数据，所述目标图像数据包括从不同方向拍摄对象的第一透视图像和第二透视图像；
第一采集器，其采集所述第一透视图像上的指定点的位置信息；
第二采集器，其采集所述第二透视图像上的候选点的位置信息，所述候选点对应于所述指定点；以及
生成器，其生成第一放大图像和第二放大图像，所述第一放大图像是通过对所述第一透视图像中邻近所述指定点的部分进行放大而获得的，所述第二放大图像是通过对所述第二透视图像中邻近所述候选点的部分进行放大而获得的。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述生成器分别扩大所述放大图像的对比度。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二采集器在所述第二透视图像上的包括核线的范围中搜索所述候选点，核线对应于所述指定点。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，当所述候选点存在于所述第二透视图像上时，所述生成器生成所述第二放大图像。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二采集器根据搜索范围中的边缘强度来搜索所述候选点。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二采集器将具有最高边缘强度的点确定为所述候选点。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二采集器将从具有最高边缘强度的点到具有第N高边缘强度(N＞1)的点中的点确定为所述候选点。
8.根据权利要求3所述的装置，其中，所述生成器将所述搜索范围划分成分区，并在每个分区中搜索所述候选点。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述生成器生成叠加了所述候选点的所述第一放大图像和所述第二放大图像。
10.根据权利要求9所述的装置，还包括校正器，所述校正器接收指令以在所述第二放大图像上移动所述候选点。
11.根据权利要求9所述的装置，还包括校正器，所述校正器在所述第二放大图像上移动所述候选点，使得校正的候选点移动到所述核线上。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，当所述候选点被移动时，所述校正器不改变所述第一放大图像和所述第二放大图像的显示范围的尺寸。
13.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二采集器将Haar-like特征量用作所述边缘强度。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第二采集器将所述Haar-like特征量最大的点确定为所述候选点的位置。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第二采集器通过根据所述核线的斜度来旋转具有在给定位置处的中心的Haar-like特征计算窗口，以计算所述搜索范围中的给定点的所述Haar-like特征量。
16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述生成器重新确定所述第二透视图像的尺寸，并生成所述放大图像。
17.根据权利要求1所述的装置，还包括显示器，其中，
所述显示器将所述第一透视图像、所述第二透视图像以及所述第一放大图像和所述第二放大图像显示在屏幕上。
18.一种医学图像处理方法，包括：
接收目标图像数据，所述目标图像数据包括从不同方向拍摄对象的第一透视图像和第二透视图像；
采集所述第一透视图像上的指定点的位置信息；
采集所述第二透视图像上的候选点的位置信息，所述候选点对应于所述指定点；以及
生成第一放大图像和第二放大图像，所述第一放大图像是通过对所述第一透视图像中邻近所述指定点的部分进行放大而获得的，所述第二放大图像是通过对所述第二透视图像中邻近所述候选点的部分进行放大而获得的。
19.一种放疗系统，包括：
存储器设备，其用于存储计算机可读程序代码；以及
处理器，其与所述存储器设备通信，所述处理器利用所述计算机可读程序代码操作以：
接收目标图像数据，所述目标图像数据包括从不同方向拍摄对象的第一透视图像和第二透视图像；
采集所述第一透视图像上的指定点的位置信息；
采集所述第二透视图像上的候选点的位置信息，所述候选点对应于所述指定点；以及
生成第一放大图像和第二放大图像，所述第一放大图像是通过对所述第一透视图像中邻近所述指定点的部分进行放大而获得的，所述第二放大图像是通过对所述第二透视图像中邻近所述候选点的部分进行放大而获得的。
20.根据权利要求19所述的系统，还包括辐射源，所述辐射源发射指向所述对象中的目标的辐射。
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