CN107072625B - 治疗程序规划系统和方法 - Google Patents

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Abstract

规划手术程序的系统和方法，所述系统包括治疗区域设置视图，所述治疗区域设置视图呈现了由包括目标的CT图像数据产生的三维重构的至少一个切片。治疗区域设置视图呈现了治疗区域标记物，所述治疗区域标记物限定了治疗区域的位置和尺寸并且构造成响应接收到的用户输入调节治疗区域标记物。系统和方法还包括体积视图，所述体积视图呈现了由三维重构的三维体和治疗区域标记物关于三维体中示出的结构的三维表现。

Description

治疗程序规划系统和方法
相关领域的交叉引用
本申请要求在2014年8月11日提交的美国临时专利申请No.62/035,863和在2014年8月11日提交的美国临时专利申请No.62/035,851的权益和优先权，上述申请中的每一个的全部内容在此通过引用并入。
技术领域
本公开涉及用于规划治疗程序的系统和方法。
背景技术
当规划治疗程序时，医师通常依赖于患者数据，患者数据包括X射线数据、计算机断层摄影(CT)扫描数据、磁共振成像(MRI)数据或者允许医师观察患者内部解剖结构的其它成像数据。医师利用患者数据识别关注目标并且研究接近关注目标以进行手术过程的对策。
使用CT图像作为诊断工具已成为常规手段并且CT结果通常是可为医师所用的关于病变、肿瘤或者其它类似关注目标的大小和位置的主要信息源。医师使用这种信息来规划手术程序，诸如活检或者消融手术，但是这种信息仅仅可获得为“离线”信息，在开始手术之前医师必须尽量记忆这些离线信息。通常可以沿着轴向、冠状和矢状方向中的任意一个逐片为患者数字成像来获得CT图像。当试图识别或者定位目标时，医师从各个方向逐片复查CT图像数据。然而，通常医师难以基于原始形式的X射线、CT图像或者MRI来有效规划外科消融手术。
发明内容
提供了用于规划治疗程序的系统和方法。
在本公开的方面中，公开了一种用于规划治疗程序的系统，所述系统包括：计算装置，所述计算装置具有存储器和至少一个处理器以及存储在存储器中的程序，当由处理器执行所述程序时，所述程序呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过治疗程序的规划。用户界面包括：目标选择视图，所述目标选择视图呈现了从患者CT图像数据产生的三维重构的切片。目标选择视图配置成响应于接收到的用户输入从呈现的切片选择至少一个目标解剖特征。用户界面还包括治疗区域设置视图，所述治疗区域设置视图呈现了三维重构的至少一个切片，所述至少一个切片包括目标解剖特征。治疗区域设置视图还呈现了治疗区域标记物，所述治疗区域标记物限定了治疗区域的位置和尺寸。治疗区域设置视图配置成响应于接收到的用户输入来调节治疗区域标记物。用户界面还包括：进入路线设置视图，所述进入路线设置视图配置成响应于接收到的用户输入设置抵达治疗区域的进入路线；和复查视图，所述复查视图配置成呈现了治疗区域和进入路线的三维模型。
在本公开的另一个方面中，单独呈现了治疗区域设置视图、进入路线设置视图和复查视图中的一张或者多张。
在本公开的其它方面中，能够响应于接收到的用户输入调节治疗区域标记物的至少一个尺寸，以调节治疗区域的尺寸。
在本公开的其它方面中，治疗区域设置视图呈现了三维重构的轴向切片、三维重构的冠状切片和三维重构的矢状切片中的每一个。在本公开的方面中，在轴向、冠状和矢状切片中的一个中响应于接收到的用户输入调节治疗区域标记物的至少一个尺寸调节了在轴向、冠状和矢状切片中的至少另一个中的治疗区域标记物的至少一个尺寸。
在本公开的又一个方面中，治疗区域设置视图还呈现了至少一个治疗参数值。能够响应于接收到的用户输入调节至少一个治疗参数值。
在本公开的其它方面中，至少一个治疗参数值选自由功率设置、持续时间设置、器械类型和治疗区域的尺寸构成的组。
在本公开的另一个方面，调节至少一个治疗参数值自动调节了至少另一个治疗参数值。
在本公开的一方面中，治疗区域在三维模型中呈现为三维治疗体。
在本公开的一方面中，公开了非暂时计算机可读存储介质，所述非暂时计算机可读存储介质用程序编码，当处理器执行所述程序时，所述程序致使处理器实施以下步骤：导入患者的CT图像数据；从CT图像数据产生三维重构；呈现三维重构的切片；响应于接收到的用户输入从三维重构的切片选择目标解剖特征；响应于接收到的用户输入设置治疗区域，包括呈现三维重构的包括目标解剖特征的至少一个切片和呈现治疗区域标记物，所述治疗区域标记物限定了呈现的三维重构的至少一个切片上的治疗区域的位置和尺寸；响应于接收到的用户输入设置抵达治疗区域的进入路线；和呈现三维模型，所述三维模型包括治疗区域和进入路线。
在本公开的另一个方面中，设置治疗区域包括调节治疗区域标记物的至少一个尺寸，以调节治疗区域的尺寸。
在本公开的又一个方面中，在三维重构的轴向切片、三维重构的冠状切片和三维重构的矢状切片中的每一个中呈现了治疗区域标记物。在本公开的另一方面中，调节治疗区域标记物在轴向、冠状和矢状切片中的一个中的至少一个尺寸自动调节了治疗区域标记物在轴向、冠状和矢状切片中的至少另一个中的至少一个尺寸。
在本公开的另一个方面中，设置治疗区域还包括呈现至少一个治疗参数值和调节所述至少一个治疗参数值。
在本公开的其它方面中，至少一个治疗参数值选自由功率设置、持续时间设置、器械类型和治疗区域尺寸构成的组。
在本公开的其它方面中，调节至少一个治疗参数值自动调节了治疗区域的至少另一个治疗参数值。
在本公开的另一个方面中，治疗区域在三维模型中呈现为三维治疗体。
在本公开的一方面中，公开了用于规划治疗程序的系统。所述系统包括计算装置，所述计算装置具有存储器和至少一个处理器以及存储在存储器中的程序，当由处理器执行所述程序时，所述程序呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过治疗程序的规划。用户界面包括治疗区域设置视图，所述治疗区域设置视图呈现了从包括目标的CT图像数据产生的三维重构的至少一个切片。治疗区域设置视图还呈现了治疗区域标记物，所述治疗区域标记物限定了治疗区域的位置和尺寸，并且配置成响应于接收到的用户输入调节治疗区域标记物。用户界面还包括体积视图，所述体积视图呈现了从三维重构导出的三维体和关于在三维体中示出的结构的治疗区域标记物的三维图形。
在本公开的另一个方面中，体积视图中的治疗区域标记物的图形是线框。
在本公开的又一个方面中，三维体居中位于目标、目标标记物、治疗区域标记物或者器械的远侧部分中的一个上。
在本公开的方面中，三维体能够响应于接收到的用户输入而旋转。
在本公开的其它方面中，三维体的形状选自由方形、矩形、角锥形和球形构成的组。
在本公开的另一个方面中，治疗区域设置视图的至少一个切片包括器械的图形。在本公开的另一方面中，能够响应于接收到的用户输入调节器械的图形的方向和位置，以调节治疗区域标记物在治疗区域设置视图中的方向和位置。
在本公开的又一个方面中，体积视图呈现了器械的三维图形。在本公开的一方面中，在治疗区域设置视图中响应于接收到的用户输入调节器械的图形的方向和位置还调节了在体积视图中器械的三维图形的对应方向和位置以及三维治疗区域的方向和位置。
在本公开的又一个方面中，治疗区域设置视图的至少一个切片中的器械图形包括能够滑动布置在其上的深度标记物，所述深度标记物可滑动，以响应于接收到的用户输入设置器械的插入深度。
在本公开的一方面中，公开了非暂时计算机可读存储介质，所述非暂时计算机可读存储介质用程序编码，当由处理器执行所述程序时，所述程序致使处理器实施以下步骤：呈现从包括目标的CT图像数据产生的三维重构的至少一个切片；呈现治疗区域标记物，所述治疗区域标记物限定了治疗区域在呈现的三维重构的至少一个切片上的位置和尺寸；呈现从三维重构导出的三维体；和呈现相对于在三维体中示出的结构的治疗区域标记物的三维图形。
在本公开的另一个方面中，治疗区域标记物的三维图形为线框。
在本公开的又一个方面中，三维体居中位于目标、目标标记物、治疗区域标记物或者器械的远侧部分中的一个上。
在本公开的一方面中，计算机程序还致使处理器响应于接收到的用户输入而使得三维体旋转。
在本公开的其它方面中，三维体的形状选自由方形、矩形、角锥形和球形构成的组。
在本公开的另一个方面中，计算机程序致使处理器在三维重构的至少一个切片中呈现器械的图形，响应于接收到的用户输入调节器械的图形的方向和位置并且响应于调节器械的图形的方向和位置来调节三维重构的至少一个切片中的治疗区域标记物的方向和位置。
在本公开的另一方面中，计算机程序致使处理器相对于在三维体中示出的结构呈现器械的三维图形，响应于器械的图形的方向和位置以及三维重构的至少一个切片中的治疗区域标记物的方向和位置的调节来调节器械的三维图形的方向和位置以及治疗区域标记物的三维图形。
可以在不背离本公开的范围的前提下组合本公开的上述方面和实施例中的任意一个。
附图说明
当参照附图阅读对各个实施例的描述时，本公开的系统和方法的目的和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见，其中：
图1是根据本公开的阐释性实施例的用于治疗规划的计算装置的示意图；
图2是图解了根据本公开的实施例的治疗规划的方法的流程图；
图3A是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现了用于选择患者数据的视图；
图3B是图3A的用户界面的图示，呈现了所选患者的CT图像数据；
图4A是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现了包括用于选择和添加目标的轴向视图CT切片的视图；
图4B是图4A的用户界面的图示，图解了包括轴向视图CT中的目标的关注区域；
图4C是图4B的用户界面的图示，呈现了包括关注区域图解的冠状视图CT切片；
图5A是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现了用于编辑添加目标的目标细节的视图；
图5B是图5A的用户界面的图示，图解了针对添加目标成适当尺寸的目标标记物；
图6A是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现了用于编辑治疗区域细节的视图；
图6B是图6A的用户界面的图示，图解了关于目标成适当尺寸的治疗区域标记物；
图6C是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现了用于编辑治疗区域细节的视图；
图7是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现了用于设置进入目标的进入路线的视图；
图8是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现了用于复查治疗规划的三维模型的视图；
图9是图8的用户界面的图示，图解了在三维模型上渲染的患者皮肤的图形；
图10是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现的视图图解了在三维模型中渲染的患者肺的图形并包括沿着进入路线定位的器械的图形；
图11是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现的视图图解了在三维模型上渲染的患者皮肤的图形并且包括在关注区域中剥开或者移除的皮肤段；
图12是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现的视图包括工具箱，用于调节在该视图中呈现的三维重构的切片的显示参数；并且
图13是根据本公开的实施例的用户界面的图示，呈现的视图用于比较手术前治疗规划和手术后CT图像数据。
具体实施方式
本公开提供了用于外科手术治疗规划的系统和方法。该系统通过目标识别和选择、确定目标尺寸、确定治疗区域尺寸、进入点和路线选择以及治疗规划复查的过程，向医师提供从初始选择患者开始的治疗规划的流水作业方法。系统还向医师提供了比较和对比手术前和手术后CT图像数据以评估已经实施的外科治疗程序的结果的能力。
尽管将关于具体示出的实施例描述本公开，但是对于本领域技术人员显而易见的是可以在不背离本公开的精神的前提下实施各种修改方案、重新布置方案和替代方案。本公开的范围由所附权利要求限定。
现在参照图1，本公开整体涉及一种治疗规划系统10，所述治疗规划系统10包括计算装置100，例如笔记本、台式电脑、平板电脑或者其它类似装置，所述计算装置100具有显示装置102、存储器104、一个或者多个处理器106和/或通常在计算装置中发现的类型的其它部件。显示装置102可以是触摸感应和/或声控，从而使得显示装置102能够用作输入和输出装置。替代地，可以采用键盘(未示出)、鼠标(未示出)或者其它数据输入装置。
存储器104包括任何非暂时性计算机可读存储介质，用于存储数据和/或软件，所述数据和/或软件可由处理器106执行并且控制计算装置100的操作。在实施例中，存储器104可以包括一个或者多个固态存储装置，诸如闪存芯片。作为一个或者多个固态存储装置的替代方案或者附加方案，存储器104可以包括一个或者多个大容量存储装置，所述大容量存储装置通过大容量存储控制器(未示出)和通信总线(未示出)连接到处理器106。尽管在此参照固态存储装置描述了计算机可读介质，但是本领域技术人员应当理解的是计算机可读存储介质能够是可由处理器106访问的任何可获得介质。即，计算机可读存储介质包括在用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其它数据的信息的方法或技术中实施的非暂时性、易失和非易失性、可移除以及不可移除的介质。例如，计算机可读存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或者其它固态存储技术、CD-ROM、DVD、蓝光或者其它光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或者其它磁存储装置或者能够用于存储所需信息并且能够由计算装置100访问的任何其它介质。
计算装置100还可以包括网络模块108，所述网络模块108经由有线或者无线连接连接到分布式网络或者因特网，以用于将数据传输到其它源和从其它源接收数据。例如，计算装置100可以从服务器、(例如医院服务器、因特网服务器或者类似的服务器)接收患者的计算机断层摄影(CT)图像数据，用于在手术消融规划期间使用。患者CT图像数据还可以经由可移除存储器104提供给计算装置100。
治疗规划模块200包括软件程序，所述软件程序存储在存储器104中并且由计算装置100的处理器106执行。如在下文更加详细描述的那样，治疗规划模块200引导医师通过一系列步骤，以在外科手术期间识别目标、确定目标尺寸、确定治疗区域尺寸以及判定稍后使用的目标接近路径。可以实施外科治疗规划的外科手术的一些示例包括消融手术、活检手术、视频辅助胸腔镜手术(VATS)、开胸手术、腹腔镜手术或者能够受益于外科手术的可视化和规划的任何其它外科手术类型。治疗规划模块200与用户界面模块202通信，所述用户界面模块202产生了用户界面，用于在显示装置102上向医师呈现视觉互动特征，并且用于例如经由用户输入装置接收医师输入。例如，用户界面模块202可以产生图形用户界面(GUI)并且将GUI输出到显示装置102，以供医师观察。
当在此使用时，术语“医师”指的是任何医疗专业人员(即，医生、外科医生、护士等)或者在规划、实施、监测和/或监督使用在此描述的实施例的医疗手术中涉及的治疗规划系统10的其它用户。
当在此使用时，术语“视图”指的是任何屏幕、图像、叠层、用户界面、窗口或者其组合，所述视图可以由用户界面模块202投影或者输出到显示装置102上。
图2示出了使用治疗规划模块200和用户界面模块202的治疗规划的示例性方法。在启动治疗规划模块200时，用户界面模块202向医师呈现了视图210。如图3A所示，视图210包括可用于治疗规划的患者数据组212的列表。每个患者数据组均包括患者识别码(例如，患者姓名或者唯一患者ID、出生日期)和患者CT图像数据，用于在治疗规划期间使用。视图210还包括可选择的源位置菜单214，允许医师选择接收患者数据组212的源，以在治疗规划中使用。在步骤S402中，医师从多个贮存或者存储装置选择，所述多个贮存或者存储装置包括例如CD、DVD、蓝牙、其它光学介质、通用串行总线(USB)存储装置、外部或内部硬盘驱动器、固态存储装置或者连接到计算装置100或者与计算装置100数据通信的任何其它类型的存储或者贮存装置104，如上所述。视图210还可以提供对患者数据组212的访问，所述患者数据组212存储在远程位置，例如存储在网络或者因特网上的服务器。源位置菜单214可以允许医师选择单个患者数据源或者可以允许医师同时选择多个患者数据源。源位置菜单214还可以包括从所有源中列出患者数据组212的选项，如图3A所示。在选择数据源后，在步骤S404中，医师选择所需的患者数据组212，其对应于要求新治疗规划的患者或者医师希望复查其治疗规划的患者。医师可以查找患者数据组212的列表或者可以在搜索框216中输入搜索项目，以将患者数据组212的列表缩窄到满足选择标准的那些，选择标准例如是患者姓或名、ID号、出生日期、最后访问或者其它类似标准。
如图3B所示，在选择患者数据组212之后，用户界面元件扩展以向医师呈现菜单218，菜单218包括针对所选择的患者数据组212的可用CT图像数据220的列表。每个可用CT图像数据220均按照兼容等级进行评定，例如，从一星至五星，以向医师指示特定CT图像数据220是否与治疗规划系统10兼容。CT图像数据的兼容性的指示物可以包括例如CT扫描的厚度参数、CT扫描的区间参数、图像间隙、CT扫描的分辨率、视场(FOV)、图像数量或者其它CT扫描的类似参数。另外，还可以显示捕捉CT图像数据220的日期和根据CT图像数据产生治疗规划222的日期。
在步骤S406中，医师从列表中选择所需的CT图像数据220并且在步骤S408中治疗规划模块200判定针对所选择的CT图像数据220是否已经呈现了任何治疗规划222。如果针对所选择的CT图像数据220呈现了先前产生的治疗规划222，则用户界面模块202向医师呈现可用治疗规划222的列表，用于复查。在步骤S410中，医师选择通过选择打开规划选项226来复查先前产生的治疗规划222或者通过从菜单选择产生新规划选项224来产生新的治疗规划。
视图210还包括捕捉屏幕选项228，医师能够选择捕捉屏幕选项228以捕捉在显示装置102上示出的当前屏幕的图像，例如视图210，并且将捕捉的图像存储到存储器。捕捉屏幕选项228还可以构造成从捕捉的图像移除患者特定数据，以保护用户隐私。移除患者特定数据可以是可由医师选择的选项并且可以默认设置成“开”。在此描述的视图中的任意一张均可以包括如上所述的捕捉屏幕选项228。
在步骤S412中，当还没有呈现治疗规划222或者当医师选择产生新规划选项224时，治疗规划模块200判定是否已经根据所选择的CT图像数据220产生二维CT图像的三维重构(三维重构)。如果先前没有产生三维重构，则CT图像数据220导入到治疗规划模块200中，用于在步骤S414中处理，优选地以DICOM格式。通常，计算装置100处理CT图像数据220，并且能够通过按照获得CT图像的顺序布置CT图像、以及当由CT扫描装置获得患者的CT图像数据220时使得CT图像根据在CT扫描装置上设置的切片之间的距离间隔开，而将CT图像数据220集合为三维重构。治疗规划模块200还可以实施数据填补功能，以根据CT图像数据220产生无缝三维重构。在下文更加详细描述根据本公开的实施例的各种数据操纵和增强技术，这些技术辅助渲染能够呈现给医师并且由医师操纵的可用的二维和三维结构。这些数据操纵和增强技术是本领域普通技术人员已知的，并且能够在不背离本公开的范围的前提下单独或者组合使用。
参照图4A，一旦已经针对所选择的CT数据220产生三维重构或者如果先前已经产生了三维重构，用户界面模块202就向医师呈现视图230，用于在步骤S416中识别和选择目标。视图230可以包括识别数据，所述识别数据包括CT图像数据220和患者ID的源、治疗规划222的日期，如在视图230的顶部处的标题示出的那样。在视图230中，可以在主视图236中向医师呈现产生的三维重构的切片234。可以沿着轴向、冠状和矢状方向中的任意一个从产生的三维重构获得切片234。切片234可以为重新格式化的CT图像、最大强度投影(MIP)、最小强度投影(mIP/MinIP)或者呈现三维重构的切片234的其它类似形式。图4A示出了从轴向方向观察的三维重构的切片234。
如图4B和4C所示，医师可以在任何时间通过激活改变视图按钮237而在轴向、冠状和矢状方向之间自由切换在主视图236中示出的切片234。例如，图4B示出的主视图236包括三维重构的轴向切片234，而在图4C中示出的主视图236包括在已经激活改变视图按钮237之后在同一位置处的三维重构的冠状切片234。另外，医师还可以激活改变视图按钮237，以在重新格式化切片和MIP切片之间切换，以呈现患者的三维渲染图像或者以任何其它图像格式呈现切片234。改变视图按钮237可以替代地呈现为按钮条239(图6C和10)，按钮条239分别呈现切片或者视图选项中的每一个，以方便医师激活。医师可以在主视图236中操纵和重新定位所选择的切片234的图像并且可以放大或者缩小所选择的切片224，以获得所选择的切片234的特定部分的放大或者缩小的视图。通常，每次从三维重构仅仅示出单个切片和方向(例如仅仅轴向切片234)对于医师是有用的，从而为医师提供简单和清晰的界面，从所述界面识别和选择目标。然而改变视图按钮237也可以被激活，以在医师希望同时观察所有三个方向的切片时在主视图236中同时呈现多平面视图，所述多平面视图包括轴向、冠状和矢状切片中的每一个。多平面视图可以呈现体积视图267，体积视图267除了轴向、冠状和矢状切片之外还包括由三维重构导出的三维体271，如参照图6C在下文更加详细描述的那样。
视图230还包括定位器238，定位器238提供了供医师使用的三维重构的总体概览。如图4A和4B所示，定位器238包括定位器视图240，定位器视图240从冠状方向呈现了患者身体(例如，患者的胸、腹部和/或肺)的整体视图。定位器视图240可以例如呈现重新格式化的CT图像、荧光透镜图像、MIP图像、MinIP图像或者向医师呈现患者身体中关注区域的视图的其它类似图像。定位器238包括延伸穿过定位器视图240的位置元件242，例如线或者条，所述定位器视图240向医师提供了在主视图236中呈现的所选择的切片234相对于定位器238所呈现的患者身体的位置。
医师可选择位置元件242并且所述位置元件242能够相对于定位器视图240移动或者滑动，以允许医师滚动浏览在主视图236中呈现的患者身体的三维重构的切片234。例如，可以以由三维重构限定的顺序次序来滚动浏览或者呈现切片234，如图4A和4B所示。医师还可以或者替代地点击或者选择定位器视图240的部分，以使得主视图236移动到三维重构的选择切片。医师还可以或者替代地经由输入装置(例如鼠标滚轮)或者其它装置滚动浏览主视图236中呈现的患者身体的三维重构的切片234，而无需与主视图236或者定位器视图240直接交互。当改变视图按钮237被激活并且选择另一个方向(例如，冠状方向)以呈现在主视图236上时，定位器238可以呈现其它方向，例如轴向方向或者矢状方向中的一个的整体视图，例如图4C所示。定位器238向医师提供了针对特定病变或者其它目标232在患者身体中的位置的大致参考。定位器238还可以呈现一个或者多个先前选择的目标供医师参考。
如图4B所示，当在步骤S416中识别目标时，医师可以以上述方式滚动浏览主视图236中的切片234，直到医师识别包含关注区域的切片234为止。医师还可以或者替代地通过观察定位器视图240判定潜在关注区域并且可以使得位置元件242移动到潜在关注区域，以在主视图236上呈现包含潜在关注区域的切片234。例如，如图4B和4C所示，医师可以识别肝上的黑点作为潜在关注区域，所述潜在关注区域可以指示潜在目标232，例如，肿瘤、病变等。
再次参照图4C，一旦已经在主视图236中示出的切片234中识别目标232，医师就将目标选择元件243定位在目标232上，以选择目标232用于治疗规划。例如，医师可以使用用户输入装置(诸如鼠标、键盘或者其它类似装置)点击目标232，以将目标选择元件243定位在目标232上。医师还可以或者替代地使用用户输入装置拖动、滑动或者操纵在主视图236上呈现的切片234，直到固定的目标选择元件243(例如在主视图236中永久定中的目标选择元件243)位于目标232上。如果显示装置102是触摸感应，则医师还可以或者替代地触摸显示装置102上的目标232，以将目标选择元件243定位在目标232上。目标选择元件243的示例包括十字光标、鼠标指针、手选择工具或者其它类似选择元件。在多平面视图中，可以呈现体积视图267，体积视图267包括由三维重构导出的三维体271，如参照图6C在下文更加详细描述的那样。一旦已经将目标选择元件243定位在目标232上，医师就可以激活添加目标按钮245，以选择目标232用于治疗规划。
一旦医师已经选择目标232用于治疗规划，用户界面模块202就向医师呈现了目标细节视图244，以允许医师在步骤S418中设置目标尺寸和细节，如图5A所示。目标细节视图244可以覆盖视图230或者可以替代视图230。目标细节视图244向医师提供了所选择的目标232，如三维重构的轴向切片246、三维重构的冠状切片248、三维重构的矢状切片250和目标细节窗格251中所示。可以在目标232上放大轴向、冠状和矢状切片246、248和250，以向医师提供目标232和周围关注区域的改进的可视性。目标细节视图244还可以呈现体积视图267，体积视图267包括由三维重构导出的三维体271，例如参照图6C在下文更详细描述的那样。体积视图267可以替换目标细节窗格251。医师还可以通过以如上所述激活视图230的改变视图按钮237的类似方式激活目标细节视图244的改变视图按钮(未示出)来改变视图。
当在步骤S418中设置目标尺寸和细节时，医师可以调节目标232的宽度、高度和深度尺寸、为目标232命名以及在目标细节视图251中添加关于目标232的其它意见。另外，目标标记物252(例如十字光标或者其它类似元件)在切片246、248、250的每一个中定位在目标232上并且能够由医师操纵或者移动，以使得目标标记物252居中位于每个切片246、248、250中的目标232上。目标标记物252还包括可调节边界环254，所述可调节边界环254由医师操纵，以为目标232的尺寸重新调整大小。例如，如在图5A和5B之间的差别所示，医师可以重新调整轴向切片246、冠状切片248和矢状切片250中的每一个上的边界环254的大小，以准确限定或者接近目标232的尺寸。边界环254可以是圆形、椭圆或者其它几何形状并且边界环254的形状可以调节成基本匹配或者接近目标232的总体尺寸，如图5B所示。在实施例中，边界环254可以由医师以非几何方式进行调节，例如，自由操纵边界环254，以符合目标232的非几何尺寸。重要的是注意到，因为目标232是三维物体，例如病变、肿瘤等，并且从不同方向获得轴向切片246、冠状切片248和矢状切片250中的每一个，所以由医师操纵和调节切片246、248、250中的每一个中的边界环254可以导致改变或者调节其余切片246、248、250中的一个或者两个中的边界环254。以这种方式，医师可以准确设置所有三张视图中的目标232的目标尺寸和目标232的位置，从而有效地将目标映射到三维坐标空间中的具体坐标和尺寸。当医师规划肺切除术时还可以向医师呈现基于目标标记物252设置目标232周围的外科切缘的选项。例如，外科切缘可以具有作为目标标记物252的最大轴直径的大约2.5倍的默认设置并且可以由医师进行调节，以增加或者减小外科切缘的尺寸。一旦已经由医师设置了目标232的尺寸和位置，则医师可以激活保存目标按钮256，以保存目标尺寸和细节，并且在步骤S420中继续设置治疗区域。
在设置治疗区域期间，用户界面模块202向医师呈现了治疗区域视图260，如图6A所示。视图260可以覆盖视图230并且替代视图244，或者视图260可以替代视图230和视图244。治疗区域视图260向医师提供了如在轴向切片262、冠状切片264和矢状切片266中所示的选择的目标232而且还提供了治疗区域细节窗格268。可以在目标232上放大轴向、冠状和矢状切片262、264和266，以向医师提供目标232和周围关注区域的改进的可视性。医师还可以通过以如上所述激活视图230的改变视图按钮237的类似方式激活目标细节视图244的改变视图按钮(未示出)来改变视图。
如图6C所示，治疗区域视图260还可以呈现体积视图267，体积视图267包括由三维重构导出的三维体271。三维体271可以通过表面渲染、体积渲染等渲染，并且向医师呈现目标位置和周围解剖结构的视觉理解。例如，三维体271可以居中在目标232、目标标记物252、治疗区域标记物270、针283的图形的远侧部分或者器械315中的一个上(图10)或者可能需要医师进一步视觉检查的任何其它特征上。三维体271可以是方形、矩形、金字塔状、球形或者可以具有医师需要或者所希望的任何其它形状。作为示例，三维体271的尺寸优选地足够大，以包含所选择的目标232和治疗区域标记物270。例如，三维体271的尺寸可以从大约1cm×1cm×1cm至大约10cm×10cm×10cm，并且在实施例中可以为4cm×4cm×4cm。理解的是根据需要沿着任何方向三维体271的尺寸均可以小于1cm×1cm×1cm或者大于10cm×10cm×10cm。呈现的三维体271可以包括例如气道、血管、组织边界和/或任何其它相关解剖特征，用于医师复查。三维体271还可以由医师通过点击或者拖动三维体271或者利用其它用户输入而旋转，并且可以通过使用工具箱332放大或者减小尺寸，如下文所述。
在治疗区域细节窗格268中，医师可以复查并且调节治疗区域的细节和设置。例如，医师可以针对治疗区域选择、输入或调节针类型(图6C)、功率水平、持续时间(时间)、直径、最小切缘和/或最大切缘的参数。还可以或替代地向医师呈现可选择的预设功率水平设置269(图6C和10)，其包括例如45W、50W、75W和100W功率水平设置。还可以设想其它预设功率水平设置269。预设功率水平设置269还可以对应于在外科消融手术中可用于治疗的具体针类型。如图6C所示，还可以或者替代地向医师呈现可选择针设置273，其允许医师在不同针类型、不同针长度或者各种其它针相关设置之间选择。
继续参照图6A，治疗区域标记物270(例如十字光标或者其它类似元件)定位在切片262、264、266中的每一个中的目标232上，并且能够由医师移动以调节治疗区域相对于目标232的位置。治疗区域标记物270还在每个切片262、264、266中包括可调节边界环272，可调节边界环272能够由医师调节，以重新调整治疗区域相对于目标232的大小。例如，医师可以通过调节边界环272的至少一个尺寸来重新调整轴向切片262、冠状切片264和矢状切片266的每一个上的边界环272的大小，以相对于目标232准确限定治疗区域。边界环272可以例如为圆形、椭圆或者其它类似几何形状，并且边界环272的形状可以调节以限定治疗区域，所述治疗区域优选地等于或者大于目标232的尺寸。替代地，医师可以调节边界环272，以限定小于目标232的尺寸的治疗区域。如图6C所示，可以在体积视图267中呈现治疗区域标记物270的三维图形，以向医师提供三维治疗区域的指示。例如，治疗区域标记物270可以呈现为体积视图267中的线框275。替代地，可以使用表面渲染、体积渲染或者其它类似技术在体积视图267中呈现治疗区域270。通过调节轴向切片262、冠状切片264或矢状切片266中的任一个中的治疗区域标记物270的方向和/或位置，还可以自动调节在体积视图267中呈现的治疗区域标记物270的三维图形的方向和/或位置。
在典型外科治疗规划程序期间，治疗区域的尺寸默认略微大于目标232，使得医师能够确保完全治疗目标232。例如，治疗区域针对肺中的目标232可以默认设置为5mm切缘，并且可以针对肝中的目标232设置成1cm切缘。在一个实施例中，因为目标232是三维物体，例如，病变、肿瘤等，并且可以从不同方向获得轴向切片262、冠状切片264和矢状切片266中的每一个，所以医师操纵和调节切片262、264、266中的一个上的边界环272的尺寸可以导致改变或者调节其余视图262、264、266中的一个或者两个中的边界环272的尺寸。
当医师调节治疗区域标记物270时，还可以自动调节治疗参数，例如功率、时间和直径。例如，如图6A和6B之间的差异所示，当边界环272的直径从21减小至17时，所需的功率从49减小至41，并且时间保持为4。当医师预设或者选择具体功率水平设置269(图6C和10)，例如50W、75W或者100W时，用户界面模块202可以在医师将边界环272的直径调节至大于预定最大阈值或者小于预定最小阈值的直径时向医师呈现指示或者警报。例如，每个功率水平设置均可以包括针对边界环272的预定最大和最小直径阈值。替代地，医师仅仅能够在预定最小和最大阈值之间调节边界环272，并且可以防止调节边界环超过预定最小和最大阈值。利用可选择针设置273(图6C)选择治疗针还可以基于所选择的治疗针的性能设置预定最小和最大阈值。
治疗区域标记物270还可以调节或者成形为对应具体治疗探针或者针的治疗区域特征，例如，椭圆形治疗区域或者圆形治疗区域。替代地，可以基于由医师使用治疗区域标记物270或者治疗区域细节视图268设置的治疗区域的尺寸、形状或者其它参数来选择用于治疗程序的适当治疗探针。以这种方式，医师可以准确地设置在轴向、冠状和矢状切片所有三张切片中关于目标232的治疗区域尺寸，有效地将治疗区域映射到三维坐标空间中的具体坐标和尺寸。一旦医师已经设置治疗区域的尺寸和位置，医师就可以激活保存治疗区域按钮274并且在步骤S422中继续设置进入到治疗区域的进入路线。
在一个实施例中，一旦已经设置目标尺寸和治疗区域，便可以向医师呈现在用于接近目标232的多个不同的治疗程序之间选择的选项。例如，可以向医师呈现可用治疗程序的列表，从所述治疗程序列表选择适当或者所需的治疗程序。替代地，可以在不背离本公开的范围的情况下在治疗规划方法的先前步骤中的任意一个之前给医师提供选择程序类型的机会。例如，医师可以在步骤S402中选择患者之后或之前、在步骤S406中选择CT数据202之后、在选择现有治疗规划或者产生新的治疗规划之后、在步骤S416中识别和选择目标之后、在步骤S418中设置目标尺寸和细节之后或者在步骤S420中设置治疗区域尺寸和细节之后选择治疗程序的类型。作为示例，根据在过程中何时选择治疗程序类型，可以调节程序规划软件的各种特征和/或设置，以针对每个后续步骤匹配所选择的程序类型。
可用治疗程序可以基于目标232的类型、目标232的位置、目标232的尺寸、治疗区域的尺寸或者任何因素或者变量，所述因素或变量可以向医师提供优选治疗程序的指示。临床医生可以选择或利用的治疗程序的示例包括开胸手术、视频辅助胸腔镜手术(VATS)、内窥镜手术、心脏消融、冷冻消融、聚焦超声消融、激光消融、射频消融、活检程序、支气管镜、肺切除手术或者治疗目标232的任何其它手术类型。例如，可以向医师呈现选择管腔内手术并且规划抵达目标的路径的选项，如在题为“路径规划系统和方法(Pathway PlanningSystem and Method)”的共同待决的申请No.13/838,805中公开的那样，其全部内容在此通过引用并入。
一旦医师选择所需程序，在此详细讨论的示例中，经皮肝脏消融手术需要通过胸腔进入，用户界面模块202便向医师呈现视图276，用于在步骤S424中设置进入到目标232的进入路线，如图7所示。视图276可以覆盖视图230并且替代视图260，或者视图276可以替代视图230和视图260。视图276可以向临床医生提供在轴向切片278中呈现的选择目标232。如果其它视图CT切片在评估进入到目标232的进入路线的过程中向医师提供了清晰视角，则能够替代地呈现其它视图CT切片，因此，视图276可以替代地在冠状切片或者矢状切片中呈现选择的目标232。医师还可以通过以与上述激活视图230的改变视图按钮237类似的方式激活视图276的改变视图按钮(未示出)来改变视图。替代地，医师可以以针对视图276以下文描述的方式设置治疗区域视图260中的进入路线，而用户界面202没有呈现新的视图276。
视图276包括目标标记物280和从目标标记物280延伸的进入路线标记物282，目标标记物280表示目标232的位置。进入路线标记物282包括位于目标标记物280的中心处的第一端部284、从第一端部284延伸的进入路线线路286、和第二端部288。第一端部284固定到目标232并且可以相对于目标232居中。第二端部288由医师移动，以调节进入路线线路286。例如，如图7所示，第二端部288可以由医师沿着方向“A”移动至一位置，在所述位置处，第二端部288’位于体外，使得移动的进入路线标记物282’的进入路线线路286’不会接触肋骨或不利于进入路线的其它解剖特征。在一实施例中，进入路线线路286是一直线或者一轨迹，它们图解了用治疗器械接近目标232的路线或者路径。替代地，如果选择的程序包括通过进入口使用挠性导管或者探针，那么进入路线线路286可以是弯曲的。一旦已经设置进入路线标记物282’的位置，医师就可以通过激活保存进入路线按钮290保存进入路线。在一实施例中，如图6C所示，进入路线线路可以示出为插入到目标232中的探针或者针283的图形。针283可以示出在轴向切片262、冠状切片284和矢状切片266中的任一个中。医师以与在上文针对进入路线标记物282描述的方式类似的方式操纵针283，以设置进入到目标232的进入路线。另外，医师可以使得定位在针283上的深度标记物285相对于针283移动，以相对于显示的组织壁287设置针283的深度大小。针283还可以在体积视图267中示出为延伸到三维体271中，以向医师提供针相对于三维体271中的目标232附近的解剖结构的针位置的指示。通过操纵或者调节轴向切片262、冠状切片264或者矢状切片266中的任意一个中的针283或者治疗区域标记物270的方向和/或位置，还可以操纵或者调节在体积视图267中呈现的针283的三维图形或者治疗区域标记物270的三维图形的方向和/或位置。
在其它类型的选择程序(例如VATS手术)中，可以显示附加路线线路286，以识别腹腔镜成像部件的位置和放置。类似地，在要采用单切口腹腔镜手术(SILS)端口的情况中，SILS端口的放置可以呈现并且可以由医师操纵，以改进其在患者身体上的放置。在待部署两个或者更多个手术器械的一个实施例中，系统可以根据需要向医师提供添加其它器械以完成手术的选项。
在已经在步骤S424中设置进入路线之后或者如果医师在步骤S410中选择现有治疗规划，用户界面模块202向医师呈现了视图292，用于在步骤S426中复查治疗规划。如图8所示，例如，视图292包括主视图294、轴向切片296、冠状切片298和细节窗格300。主视图294包括由体积渲染、表面渲染或者体积渲染和表面渲染的组合产生的患者躯干和腹部的三维模型302。将在下文更加详细地描述可以用于产生三维模型302的各种渲染技术。替代地，医师可以以针对视图294在下文描述的方式复查治疗区域视图260中的治疗规划，而用户界面202又没有呈现新的视图294。
三维模型302向医师提供了患者解剖结构的图形并且在示例性实施例中为患者胸和胸腔的图形，如图8所示。三维模型302向医师呈现了患者解剖结构的多层，例如包括患者皮肤、肌肉、血管、骨骼、气道、肺、其它内脏或者患者解剖结构的其它特征的图形。例如，如图8所示，主视图294向医师呈现了患者胸腔的三维模型302，其中，外层被剥开、移除或者调节，以呈现包括患者肋骨304的层和包括患者内解剖结构的其它解剖特征306的层。层304、306可以以不同的不透明度或者透明度水平来呈现，以允许医师复查患者躯干相对于治疗区域的内部。可以通过激活用户输入使得三维模型302旋转，以允许医师从各个角度和方向观察治疗规划。医师还可以激活用户输入，以剥开、移除或者调节三维模型的每层的不透明度和透明度，以向医师提供相对于患者身体内的周围关键结构的、进入到治疗区域的规划进入路线的视觉图形。例如，医师可以激活改变视图按钮313或改变视图按钮条317(图10)，并且选择具体层，以在模型302中呈现或者调节每个单独层的不透明度或者透明度。例如，如图10所示，在从改变视图按钮条317选择肺层时呈现患者肺319的图形。
继续参照图8，三维模型302包括治疗区域标记物308和进入路线标记物310。治疗区域标记物308表现为三维模型302中的三维体并且与三维模型302的其余部分相比可以呈现出视觉差别或者对比色。作为示例，可以以亮绿色呈现治疗区域标记物308。在步骤S420期间，治疗区域标记物308成适当的尺寸，以匹配治疗区域设置。进入路线标记物310从体外的治疗区域标记物308延伸至端点312，如在步骤S424期间设置的那样。
例如，如图9的主视图294所示，用三维模型302呈现患者胸，所述三维模型302包括重叠在患者肋骨笼304(图8)和其它解剖特征306(图8)上的患者皮肤307的图形，使得端点312和进入路线标记物310示出为离开患者身体的图形。端点312和进入路线标记物310还可以呈现为手术器械315(例如消融针)的图形，如图10所示。通过激活改变视图按钮313，可以使得患者皮肤307的所有或者一部分至少部分透明，以向患者呈现三维模型，所述三维模型示出了目标消融标记物308(图8)和端点312相对于患者皮肤307的相对位置。通过调节患者皮肤307的透明度，允许医师判定进入路线标记物310在何处进入患者皮肤以及进入路线标记物310一旦通过患者皮肤之后相对于其它解剖特征和关键结构的相对位置。医师还可以激活改变视图按钮313、激活改变视图按钮条317(图10)或者直接激活三维模型，以部分剥开、移除或者调节局部区域309中的每层，以显示肌肉311、骨头、肺319(图10)或者位于皮肤307下方的其它类似结构，例如图11所示。在肺或者肝切除手术规划期间，肺319(图10)或者肝还可以包括治疗区域的指示或者指示物，所述指示或者指示物在三维模型中向医师呈现了肺319的待切除部分的视觉图形。视图294还可以计算和提供目标器官(肺、肝等)的总体积的指示和与总体积相比切除的量化程度。还可以激活改变视图按钮313，以在上文关于激活视图230的改变视图按钮237描述的视图中的每一张之间改变在主视图294中呈现的视图
如图8所示，细节视图300包括目标细节314、治疗区域细节316和进入路线细节318。目标细节314可以包括例如目标的宽度、高度、深度、体积和/或其它参数，如在步骤S418期间设置的那样。治疗区域细节316可以包括例如治疗区域的直径、治疗区域的体积、功率水平、持续时间和在步骤S420中设置的关于治疗区域的其它参数。还可以包括关于选择的器械的细节。进入路线细节318可以包括例如沿着进入路线标记物310从端点312至目标治疗标记物308的长度和在S422中设置的进入路线标记物310关于固定的坐标平面的角度。如图6C所示，例如，深度标记物285可以设置成判定从组织边界287至所选择的探针或者针283的末端的长度。
在视图292中复查治疗规划期间，医师可以通过选择添加目标标签320和返回到步骤S424和S416而分别在步骤S428中添加其它路线以及在步骤S430中添加其它目标，或者可以复查已经通过激活相应目标标签322产生的其它治疗程序。在实施例中，例如如图8所示，当医师选择单个目标标签322时，目标治疗标记物308如上所述呈现在三维模型302中。在附加或者替代实施例中，医师可以同时选择或者激活共同目标标签或者多个目标标签322，使得针对每个目标标签322的目标消融标记物308可以同时呈现在同一三维模型302上。这允许医师同时比较在同一三维模型中针对每个目标的位置、尺寸和进入路线。
在复查视图292中的治疗规划期间，医师可以激活编辑目标细节按钮324，以返回到视图244和步骤S418，用于修改目标细节。在视图292中，医师还可以选择删除目标选项326，以删除目标并且返回到视图230和步骤S416，以选择新的目标。
如果医师对治疗规划感到满意，则医师可以在步骤S423中通过激活导出按钮328而导出规划，用于在手术程序期间使用。规划可以导出到如关于存储器104在上文描述的任何形式的非暂时性计算机可读介质、存储器或者贮存装置，包括例如装置100上的存储器或者贮存器、可移除贮存装置，规划也可以通过有线或者无线连接传输而导出到远程存储器或服务器存储器等。
用户界面模块202可以包括导航条330，如图3A所示，医师能够激活导航条330，以在用户界面模块202的各个部分之间切换。例如，如图3A所示，医师可以激活导航条330，以在下载图像、规划和复查之间切换。导航条330还可以包括返回按钮，医师激活返回按钮，以使得医师返回到任何先前步骤或者用户界面模块202的视图。
用户界面模块202的每张视图均可以包括工具箱332，用于控制上述视图和切片的各种参数，如图12示出的那样。例如，工具箱332可以包括缩放控件334和视觉控件336。医师可以激活缩放控件334，以增加或者减小缩放控件334位于其中的特定视图、切片或者图像的缩放水平。医师还可以或者替代地同时激活缩放控件334，以均匀增加或者减小所有视图、切片或特定视图中的图像的缩放水平。在医师经过上述治疗规划步骤时，缩放控件334设置也可以在视图之间持续。
仍然参照图12，视觉控件336包括窗口滑块338和水平滑块340。医师可以激活窗口滑块338，以控制在视觉控件336位于其中的特定窗口中呈现的切片或者图像的对比度，而同时水平滑块340可以由医师激活，以控制在视觉控件336位于其中的特定视图中呈现的切片或图像的明亮度。医师还可以根据需要输入对比度或明亮度值。替代地或者附加地，医师可以激活视觉控件336，以同时均匀地调节在特定视图中的所有切片或者图像中的切片或者图像的明亮度和对比度。当医师通过上述治疗规划步骤时，视觉控件336设置也可以在视图之间持续。视觉控件336设置也可以根据正在规划的治疗程序的类型而自动配置。例如，视觉控件336设置可以设置成预设值，所述预设值向医师提供了患者腹部、气道、肝、肺、肺部系统、肺部病变、肺气道或者其它类似患者特征的加强视图，以允许医师更好地识别潜在目标。例如，每个预设值均可以包括指示物，所述指示物对应于患者解剖结构的待检查的特定部分。
在已经完成治疗程序之后，医师可能希望复查患者的治疗前CT图像数据和治疗后CT图像数据之间的差异。这在需要重复治疗的情况中(例如在必须相继实施治疗以避免损坏诸如血管等的特定结构的情况中)可能是有益的。在一实施例中，治疗规划模块200以针对CT图像数据220在上文描述的方式导入治疗后CT图像数据，并且用户界面模块202打开了视图342，视图342呈现了用于医师复查的治疗前切片344和治疗后切片346，如图13所示。治疗前切片344是从治疗前CT图像数据220产生的三维重构的轴向、冠状或者矢状切片，而切片346是从在治疗程序之后获得的新导入的治疗后CT图像数据产生的三维重构的轴向、冠向或者矢状切片。切片344和346并排比较定位，使得医师可以比较治疗前规划和治疗后结果，以判定是否已经有效治疗了目标。切片344和346中的每一个均包括如上所述的定位器238和工具箱332。医师可以以针对切片234在上文描述的方式独立操纵切片344和346，或者替代地切片344和346可以关联在一起，使得在切片346上复制医师在切片344上实施的任何操纵，反之亦然。切片344还可以包括目标位置的图形或者指示，以允许医师轻易发现目标，用于与切片346比较。医师还可以通过以与上述激活视图230的改变视图按钮237(图4A)类似的方式激活改变视图按钮348而针对切片344和346中的每一张改变视图342中呈现的视图类型。例如，医师可以激活改变视图按钮348，以在轴向、冠状、矢状、MIP、三维或者其它类似视图之间改变视图。
在上述步骤中的任意一个期间，治疗规划模块200均可以采用各种渲染和处理算法和技术，以隔离、识别和/或渲染CT图像数据220或者产生的三维重构，用于呈现给医师。分割是一类处理算法，通常通过将CT图像数据的每个数据元件的值或者产生的三维重构与一系列阈值或其它类似标准比较而在试图限定各种组织类型的边界时应用到医疗图像。分割算法基于比较的结果而把类似的组织类型(例如肺、气道、肺叶、结节、血管、肝、肋骨、心脏或其它关键结构)归为一类。然后可以通过治疗规划模块200单独处理每个组，以渲染并且呈现给医师。例如，因为CT图像中的每个像素的强度等效于扫描的组织材料的真实密度，所以分割可以用于通过分析CT图像中的强度值而分开具有不同密度的组织材料。
分割的一个益处是能够向医师以视觉形式呈现患者的每个关键解剖结构，所述视觉形式具有不同的颜色和/或透明度。这向医师提供了识别同一图像中不同组织类型的方便方式。例如，一旦分割成组，则肺、气道、骨头等能够各个均用不同的颜色或者不同的透明度设置呈现，所述不同颜色或者不同透明度设置可以由医师调节。
治疗规划模块200可以利用用于分割的通用技术，所述通用技术例如包括：二元掩蔽；判定最优阈值，所述最优阈值分开组织和背景；自适应区域生长；波阵面传播；自动或者手动判定气管、肝或者其它关键结构中的种子点；孔洞填充算法，其用于通过填充背景填充二元掩蔽中的洞并且转换结果；滚球算法，以封闭气道、血管和对应于周围结节的凹痕；和形态学闭操作。
治疗规划模块200还可以从周围组织自动分割肿瘤或者一旦由医师识别之后就分割肿瘤，并且向医师呈现指定标示肿瘤中的种子点的选项。通过使用种子点，治疗规划模块200产生了种子点周围的关注区域并且寻找导致对应于肿瘤的物体的阈值。以这种方式，基于图像中的体素差来数学判定肿瘤的边界的近似。能够在上述目标识别步骤中实施这个近似。还可以以二维或者三维模型向医师呈现分割的肿瘤，所述二维或者三维模型允许医师判定分割的肿瘤的大小和尺寸、血管的位置或者分割的肿瘤中的其它类似关注特征。
如上所述，治疗规划模块200构造成向医师呈现了患者解剖结构的三维模型或者图形。治疗规划模块200可以利用多种众所周知的三维渲染处理或者技术，以产生所有三维模型或者部分三维模型。例如，治疗规划模块200可以将表面渲染应用到三维重构或者三维重构的分割部分，以产生三维模型或者图像，用于呈现给医师。在表面渲染期间，治疗规划模块200接收三维重构并且将二元掩蔽和各种过滤器施加到三维重构，以产生表面网格。在表面渲染中使用的众所周知的示例包括扩大过滤器、掩蔽过滤器、高斯过滤器和轮廓过滤器。治疗规划模块200可以通过使用过滤器和算法的不同组合例如产生肺或者患者解剖结构的其它部分的不同种类的三维表面渲染的图像。在一个示例中，治疗规划模块可以将移动立方体算法应用于肺的分割，以产生三维表面渲染图像。在另一个示例中，治疗规划模块200可以在应用移动立方体算法之前将图像平滑过滤器应用于肺的分割，以产生具有更平滑表面的三维表面渲染图像。在又一个实施例中，治疗规划模块200可以使用关于肺的分割或者产生的三维表面渲染图像的定制参数，以产生具有额外光泽和平滑度的表面渲染图像。呈现的三维表面渲染图像的光泽和平滑度的水平可以辅助医师识别肺或者其它结构的外表面上的、可以指示潜在目标或者关注区域的特征。
如本领域中众所周知的那样，治疗规划模块200还配置成将体积渲染应用于三维重构或者三维重构的分割部分，以产生三维图像，用于呈现给医师。体积渲染三维图像可以示出渲染表面上的粗纹理，这可以辅助医师定位和识别三维图像的表面上的目标或者关注区域。例如，体积渲染三维图像可以辅助医师识别病变部分或者粘连，并且还可以是用于在治疗规划程序期间定位周围结节和患者解剖结构的表面上的潜在关注目标的有用工具。
治疗规划模块200还可以配置成同时利用表面渲染和体积渲染，以产生三维图像，用于呈现给医师。例如，皮肤表面可以是在体积渲染三维模型上渲染的表面。可以在关注区域处调节皮肤表面的透明度，以允许医师能够看见体积渲染三维模型。医师可以在手术治疗规划期间使用三维图像，以判定例如关注目标相对于患者外部解剖结构的相对位置、患者肋骨或者其它结构相对于患者外部解剖的位置、用于进入目标的进入路线的潜在位置、放置进入口的潜在位置或者其它类似用途。
治疗规划模块200还可以配置成在三维图像中模拟患者解剖结构的不同状态。例如，治疗规划模块200可以使用肺缩小算法模拟处于膨胀和缩小状态中的患者左肺和右肺。肺缩小算法通过使用薄板样条算法使得左肺和右肺中的一个变形并且使得气管和其它肺不变。可以提供固定点，在所述固定点处，不变形的肺和细支气管连接到气管，以提供无缝变形。治疗规划模块200还可以同时模拟左肺和右肺缩小。
尽管已经关于判定包括规划抵达患者内的目标的路线在内的医疗治疗程序描述以及陈述了前述内容，但是还可以在其它背景中采用相同的方法和系统在规划程序中识别目标、抵达目标的路线以及复查用于治疗或者服务的适当方法，所述其它背景包括但不局限于分析管道系统、电子系统和其它工业应用，其中，抵达目标受限并且需要对系统进行内部分析，以评估抵达目标的最适当的路径。
尽管为了阐释和描述已经参照附图详细描述了实施例，但是应当理解的是本发明的处理和设备并不理解为局限。对于本领域中的普通技术人员显而易见的是，可以在不背离本公开的范围的前提下针对前述实施例实施各种修改方案。

Claims (14)

1.一种用于规划治疗程序的系统，所述系统包括：
计算装置，所述计算装置包括存储器和至少一个处理器；和
存储在所述存储器中的程序，所述程序当由所述处理器执行时呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过所述治疗程序的规划，所述用户界面包括：
目标选择视图，所述目标选择视图呈现了从患者的CT图像数据产生的三维重构的切片，所述目标选择视图配置成响应于接收到的用户输入而从呈现的切片选择至少一个目标解剖特征；
治疗区域设置视图，所述治疗区域设置视图呈现了从包括所述至少一个目标的所述CT图像数据产生的三维重构的至少一个切片，所述治疗区域设置视图还呈现了治疗区域标记物和用于实现治疗区域的至少一个治疗参数值，所述治疗区域标记物限定了治疗区域的位置和尺寸，所述治疗区域设置视图配置成响应于接收到的用户输入来调节所述治疗区域标记物，其中由治疗区域标记物限定的治疗区域的尺寸的调节导致所述至少一个治疗参数值的改变，其中由治疗区域标记物限定的治疗区域的尺寸的调节由预定最大阈值尺寸和预定最小阈值尺寸限定并且被抑制调节超出预定最大阈值尺寸和预定最小阈值尺寸，预定最大阈值尺寸对应于所选的治疗针并且保持不变，预定最小阈值尺寸对应于所述所选的治疗针；和
体积视图，所述体积视图呈现了从所述三维重构导出的三维体和所述治疗区域标记物相对于在所述三维体中示出的结构的三维图形。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述体积视图中的所述治疗区域标记物的三维图形是线框。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述三维体居中位于所述目标、目标标记物、所述治疗区域标记物或者所选的治疗针的远侧部分中的一个上。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述三维体能够响应于接收到的用户输入而旋转。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述三维体的形状选自由方形、矩形、角锥形和球形构成的组。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述治疗区域设置视图的所述至少一个切片包括所选的治疗针的图形，并且其中，能够响应于接收到的用户输入而调节所述所选的治疗针的图形的方向和位置，以调节所述治疗区域标记物在所述治疗区域设置视图中的方向和位置。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述治疗区域设置视图的所述至少一个切片中的所选的治疗针的图形包括能够滑动地布置在其上的深度标记物，所述深度标记物能够滑动，以响应于接收到的用户输入而设置所选的治疗针的插入深度。
8.一种用于规划治疗程序的系统，所述系统包括：
计算装置，所述计算装置包括存储器和至少一个处理器；和
存储在所述存储器中的程序，所述程序当由所述处理器执行时呈现用户界面，所述用户界面引导用户通过所述治疗程序的规划，所述用户界面包括：
目标选择视图，所述目标选择视图呈现了从患者CT图像数据产生的三维重构的切片，所述目标选择视图配置成响应于接收到的用户输入而从呈现的切片选择至少一个目标解剖特征；
治疗区域设置视图，所述治疗区域设置视图呈现了从包括所述至少一个目标的所述CT图像数据产生的所述三维重构的至少一个切片，所述治疗区域设置视图还呈现了治疗区域标记物和用于实现治疗区域的至少一个治疗参数值，所述治疗区域标记物限定了治疗区域的位置和尺寸，所述治疗区域设置视图配置成响应于接收到的用户输入而调节所述治疗区域标记物，其中由治疗区域标记物限定的治疗区域的尺寸的调节导致所述至少一个治疗参数值的改变，其中由治疗区域标记物限定的治疗区域的尺寸的调节由预定最大阈值尺寸和预定最小阈值尺寸限定并且被抑制调节超出预定最大阈值尺寸和预定最小阈值尺寸，预定最大阈值尺寸对应于所选的治疗针并且保持不变，预定最小阈值尺寸对应于所述所选的治疗针；
进入路线设置视图，所述进入路线设置视图配置成响应于接收到的用户输入而设置进入所述治疗区域的进入路线；和
复查视图，所述复查视图配置成呈现了所述治疗区域和所述进入路线的三维模型。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，单独呈现了所述治疗区域设置视图、进入路线设置视图和复查视图中的一个或者多个。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述治疗区域设置视图呈现了三维重构的轴向切片、三维重构的冠状切片和三维重构的矢状切片中的每一个，并且其中，响应于接收到的用户输入而调节所述治疗区域标记物在轴向、冠状和矢状切片中的一个中的至少一个尺寸调节了所述治疗区域标记物在轴向、冠状和矢状切片中的至少另一个中的至少一个尺寸。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述治疗区域设置视图还呈现至少一个治疗参数值，能够响应于接收到的用户输入而调节所述至少一个治疗参数值。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述至少一个治疗参数值选自由功率设置、持续时间设置、所选的治疗针的类型和治疗区域尺寸构成的组。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，调节所述至少一个治疗参数值自动调节了至少另一个治疗参数值。
14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述治疗区域在三维模型中呈现为三维治疗体。
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