CN108882899B - 调整与模型图像相关联参数来操纵呼吸模型的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
可以接收包括与患者相关联的图像的成像数据。可以识别图像的用于模型的子集,该模型与患者的用以接受放射治疗的靶向区域的位置和运动相关联。可以对图像的子集进行排序。可以提供用于标识排序后的子集的两个或更多个图像的图形用户界面即GUI。可以通过GUI接收与排序后的子集的图像其中之一相关联的选择。此外,可以生成用以基于与两个或更多个图像其中之一相关联的选择来识别靶向区域的新模型。
Description
技术领域
本发明的各方面涉及图像的呈现,并且更具体地涉及与运动模型相关联的一系列图像的呈现。
背景技术
可以使用患者的参考图像来表示放射治疗过程期间患者的靶向区域的位置。为了方便起见,除非另外说明,否则术语“放射治疗”在本文中用于指放射外科手术和/或放射疗法。追踪治疗靶增加了放射治疗过程的准确性,由此可以使对靶向区域周围的健康组织的照射最小化。
如关于图1所述,向患者提供放射治疗的工作流可能涉及与治疗计划、患者摆位和治疗实施相对应的多个阶段。如图所示,方法100可以以治疗计划作为第一阶段开始,以向患者提供放射治疗(框110)。可以通过利用患者的感兴趣体积(VOI)的一个或多个成像形式(例如,CT图像、MR图像等)获得治疗前诊断图像来发起治疗计划阶段。治疗计划阶段还可以包括识别一个或多个治疗前图像中的一个或多个参考点。参考点可以是所获取到的图像中的在以下论述的后续阶段期间可以追踪的一个或多个可成像的界标或关注点。诸如CT图像等的治疗计划阶段中的所获取到的图像包括作为治疗靶的病理解剖结构以及位于病理解剖结构附近的关键区域。治疗计划软件使得能够生成关键区域周边的关键区域轮廓和病理解剖结构周边的靶向区域轮廓。传统上,用户在治疗计划软件所使用的显示器上手动描绘或使用软件工具自动描绘点以生成相应轮廓。在限定了靶、指定了关键的软组织体积、并且指定了针对靶的最小放射剂量和针对正常的关键健康组织的最大剂量之后,治疗计划软件然后制定治疗计划,这依赖于放射治疗系统的定位能力。
在向患者提供放射治疗之前,方法100随后可以包括患者摆位作为该工作流的第二阶段(框120)。可以诸如通过X射线成像等生成立体图像,或者可以生成诸如锥束CT(CBCT)或兆伏级CT(MVCT)图像等的3D对齐图像,然后使该图像与术前图像相关以准确地定位靶向区域。然后,基于术前图像和立体图像(或3D对齐图像)之间的相关性来自动定位位于治疗实施系统上的放射源,从而准确地对准患者中的期望治疗区域。如果患者不在放射治疗实施系统的期望范围内,则在患者摆位阶段期间调整患者的位置。
在患者摆位阶段之后,可以基于治疗计划对患者进行治疗实施(框130)。患者摆位阶段期间所获取到的图像可以用作实施参考以供稍后配准。在治疗实施期间,可以基于使用所获取到的x射线图像识别患者的内部特征并且使用外部标记追踪由于例如患者呼吸所引起的靶的运动,来进行靶的动态追踪,其中使用数字重建放射影像(DRR)和各个实时x射线图像之间的配准结果来生成相关模型。外部标记可以是联接至患者的发光二极管(LED)、以及用以追踪一个或多个外部标记的位置的追踪器或运动检测系统。一种这样的系统的示例是Accuray,Inc.所开发的SynchronyTM呼吸追踪系统。然而,可以使用其它呼吸追踪系统。在生成相关模型之后,可以使用外部标记的位置测量值以通过使用相关模型来计算靶的对应位置。一旦计算出靶(例如,肿瘤)的位置,可以调整放射治疗实施系统的放射束源位置,以补偿由于患者呼吸(或其它运动)所引起的靶的动态运动。然后,放射治疗实施系统可以根据在治疗计划阶段期间开发的放射治疗计划来将放射剂量递送至所追踪的靶。
因此,可以获取到患者的一系列x射线图像,并且可以确定患者的肿瘤的位置和如利用放置在患者身体上的LED标记所表示的患者的运动之间的对应关系。在生成了模型之后,可以使用LED标记的运动来预测肿瘤的位置。这种信息可以用于动态地更新从放射治疗器材向患者递送放射治疗,使得即使在靶的位置基于患者的运动而移动时,也能根据治疗计划对靶进行照射。
可以基于患者的x射线图像的顺序获取来获得x射线图像。在获取到各x射线图像时,可以使该x射线图像与DRR图像相关,并且可以判断x射线图像的相关结果是否满足相关标准。如果x射线图像满足相关标准,则该x射线图像可以用于构建相关模型。然而,如果x射线图像不满足相关标准,则可以修改该x射线图像的相关参数,或者在构建相关模型时可以不使用该x射线图像。随后,可以获取到另一x射线图像并且可以重复该处理。因而,观看所获取到的用于构建相关模型的x射线图像的用户可以仅查看或修改最近获取到的x射线图像。
此外,在观看已用于构建相关模型的最近获取到的x射线图像的情况下,在单独观看最近获取到的x射线图像时,可能难以看见x射线图像内的肿瘤。例如,对于回看单个x射线图像的用户,可能难以识别肿瘤的边界、形状和大小。
附图说明
通过以下给出的详细描述并且通过本说明的各种实施方式的附图,将更全面地理解本发明。
图1是根据本发明的一些实施例的用以向患者提供放射治疗的示例方法的流程图。
图2例示根据本发明的一些实施例的图像引导型放射治疗系统的示例。
图3是根据本发明的一些实施例的用以基于对一组图像中的图像的选择来使用模型的示例方法的流程图。
图4例示根据一些实施例的与一组图像相关联的表。
图5是根据本发明的一些实施例的用以将没有成功关联的图像包括在模型所要使用的一组图像中的示例方法的流程图。
图6A例示根据一些实施例的模型中所使用的一组图像的示例。
图6B例示根据本发明的一些实施例的存在修改的一组图像的示例。
图7A例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的一部分。
图7B例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7C例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7D例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7E例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7F例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7G例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7H例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7I例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图7J例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8A例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8B例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8C例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8D例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8E例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8F例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8G例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8H例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8I例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图8J例示根据本发明的一些实施例的示例图形用户界面的另一部分。
图9例示根据一些实施例的用以提供叠加有轮廓的一系列图像的示例方法。
图10例示根据本发明的一些实施例的基于与患者的呼吸相关联的幅度和阶段来将图像排序在一系列图像中。
图11是根据一些实施例的用以基于对一系列图像中的图像的修改来提供这一系列图像的示例方法的流程图。
图12A例示根据一些实施例的在以动画模式播放一组图像期间的轮廓的移动的示例。
图12B例示根据一些实施例的在以可能与错误相关联的动画模式播放一组图像期间的轮廓的移动的示例。
图12C例示根据一些实施例的在以可能与另一错误相关联的动画模式播放一组图像期间的轮廓的移动的另一示例。
图13例示根据本发明的一些实施例的可用于生成治疗计划并进行放射治疗的系统。
图14例示本发明的一些实施例可以工作的计算机系统的实施例的框图。
具体实施方式
本发明的各方面涉及与运动模型相关联的一系列图像的呈现。通常,放射治疗过程可以通过提供集中于靶向区域的放射治疗来以患者的该区域作为靶。在为靶向区域提供放射治疗的放射治疗器材的工作期间,可以使用模型来指定靶向区域。
放射治疗过程中所使用的模型可以基于患者的一组图像。例如,这一系列图像可以基于患者的术前x射线图像。这些x射线图像可以包括旨在作为放射治疗的靶的区域(例如,肿瘤)和不期望作为放射治疗的靶的区域(例如,周围的健康组织)。模型可用于指定由放射治疗器材提供的放射治疗的靶向区域。通常,模型可以是通过用于识别x射线图像中的诸如肿瘤等的对象的相关处理所生成的。在一个实施例中,相关处理可以基于Accuray,Inc所开发的XsightTM Lung、XsightTM Spine和Fiducial Tracking处理。在替代实施例中,可以使用其它相关处理。这种相关处理的结果可用于控制放射治疗器材。如此,模型可以使用一系列x射线图像来生成,并且可用于控制向患者的靶向区域提供放射治疗。在一些实施例中,可以将与通过相关处理所识别出的靶向区域相对应的轮廓叠加在这一系列x射线图像上,以提供x射线图像上的靶向区域的指示。以下说明关于轮廓的进一步细节。
如此,模型可以基于一系列x射线图像。可以由创建模型的用户将x射线图像顺次添加到模型。例如,模型可以基于阈值或最大数量的图像(例如,十五个x射线图像),并且可以将各x射线图像以一次一个的方式添加到模型。例如,可以将第一x射线图像提供给可以选择以包括该第一x射线图像作为模型中的图像其中之一的用户或观看者。在用户或观看者提供了对第一x射线图像的选择之后,可以向用户或观看者提供第二x射线图像。如果用户或观看者选择了将十五个x射线图像(例如,阈值或最大数量的图像)包括在模型中、但稍后决定通过移除这十五个x射线图像中的第七x射线图像来改变模型,则用户可以开始添加附加的x射线图像以包括在模型中,直到用户想要移除的第七x射线图像被推出模型为止。例如,模型可以包括十五个x射线图像作为可以包括在模型中的最大数量的x射线图像。如果用户试图移除第七x射线图像,则可以将八个新x射线图像添加到模型,使得第七x射线图像连同第八x射线图像~第十五x射线图像一起被推出模型并且被其它x射线图像取代。
代替通过添加附加的x射线图像以推出特定的x射线图像来移除模型中所使用的x射线图像,可以将x射线图像作为用于模型的各自可以单独移除或添加的一组图像提供给用户或观看者。例如,代替通过向模型添加新x射线图像移除一系列图像中的第七x射线图像,可以向用户或观看者提供如下的图形用户界面(GUI),该GUI提供用以移除或添加用于模型的任何x射线图像的选项。在一些实施例中,GUI可以提供用于标识在生成模型时可使用的各个x射线图像的表。该表可以针对各个x射线图像来标识该x射线图像是已被包括以用于生成模型还是该x射线图像未被包括以用于生成模型、以及与各个x射线图像有关的其它信息。此外,可以选择该表中的与特定x射线图像相对应的条目以提供x射线图像和叠加在x射线图像上的轮廓的视觉显示,其中该轮廓表示将在何处提供放射治疗(例如,通过相对于x射线图像的相关处理在何处识别出肿瘤)。如此,与按顺序方式的各个x射线图像相反,可以向用户或观看者提供GUI以对作为组或集合的x射线图像进行操作。因而,用户或观看者可以通过按任何顺序(与按x射线图像的顺序序列相反)对与各x射线图像相关联的参数进行操作来容易地修改模型。
GUI还可以顺序地提供或播放生成模型时所包括的一组x射线图像,使得x射线图像中的肿瘤能够更容易地被识别(即,动画模式)。例如,可以基于患者的呼吸顺序对x射线图像进行排序。按动画模式播放或提供基于呼吸顺序进行排序后的x射线图像可以使得用户或观看者能够更容易地确定患者的呼吸期间健康组织和骨骼结构周边的肿瘤的位置。此外,在向用户或观看者播放或提供排序后的x射线图像时,可以将表示放射治疗的靶向区域的轮廓叠加在各x射线图像上。由于轮廓表示放射治疗的靶向区域,因此用户或观看者可以验证出轮廓在各x射线图像中包含肿瘤,并由此可以验证出在患者的呼吸运动的范围内放射治疗正以患者的合适区域(例如,肿瘤而非健康组织)为靶。
如果用户或观看者识别出至少一个x射线图像的轮廓没有正包围来自该x射线图像的肿瘤,则由于放射治疗基于该x射线图像可能没有正确地以肿瘤为靶,因此用户或观看者可以修改或移除该x射线图像。例如,如前所述,用户或观看者可以使用GUI来从用于识别靶向区域(还可以被称为追踪靶)的一组图像中移除该x射线图像。在一些实施例中,用户或观看者可以改变与用于使x射线图像和靶向区域相关联的相关处理相关联的参数。例如,可以调整相关参数阈值,使得基于调整后的或新的相关参数阈值,先前未被认为成功的x射线图像可被认为成功。此外,还可以调整相关参数输入,并且响应于调整后的或新的相关参数输入,可以使得x射线图像重新相关以产生成功的结果。尽管本发明的各方面涉及相关处理,但可以使用其它类型的靶定位处理。例如,能够使用可进行相似性度量的计算的其它靶定位处理。这种靶定位处理可以包括但不限于互相关、归一化互相关、模式强度、互信息、归一化互信息、均方差、平均绝对差等。因此,本发明的实施例可以可选地使用任何类型的靶定位处理。
因此,本发明的各方面可以使得用户或观看者能够验证出正确地识别出放射治疗的靶向区域。如果x射线图像其中之一没有正确地以肿瘤为靶(例如,轮廓不在肿瘤的上方并由此x射线图像的相关性是错误),则用户或观看者可以使用GUI来移除该x射线图像或者改变与相关处理相关联的参数,使得放射治疗的靶向区域包含肿瘤而不是患者的健康组织。
图2例示图像引导型放射治疗系统200的示例。通常,图像引导型放射治疗系统200可以根据经由图7A-7J的GUI 700或图8A-8J的GUI 800回看的相关结果,基于治疗计划向患者的靶向区域提供放射治疗。
如图所示,图2例示图像引导型放射治疗系统200的结构。在例示实施例中,放射治疗系统200包括用作放射治疗源的直线加速器(LINAC)201。在一个实施例中,LINAC 201安装在具有多个(例如,5个或更多个)自由度的机器人臂202的端部上,从而使LINAC 201定位成在患者周边的工作容积内在多个面中利用从多个角度传送来的束来照射病理解剖结构(例如,靶220)。治疗可以涉及具有单个等中心、多个等中心或具有非等中心方法的束路径。可选地,可以使用其它类型的图像引导型放射治疗(IGRT)系统。在一个替代实施例中,LINAC 201可以安装在基于台架的系统上以提供等中心束路径。
在一个实施例中,LINAC 201可以通过移动机器人臂235而在治疗期间定位于多个不同节点(LINAC 201停止并且可以递送放射的预定义位置)。在这些节点处,LINAC 201可以将一个或多个放射治疗束递送至靶。这些节点可以围绕患者按近似球形分布配置。节点的特定数量和在各节点处施加的治疗束的数量可以根据要治疗的病理解剖结构的位置和类型而改变。
参考图2,图像引导型放射治疗系统200可以包括具有处理器230的成像系统265,其中该处理器230与x射线源203A和203B以及固定的x射线检测器204A和204B连接。可选地,x射线源203A、203B和/或x射线检测器204A、204B可以是移动的,在这种情况下,这些组件可被重新定位以维持与靶220的对齐,或者可选地从不同的取向对靶成像或获取多个x射线图像并重建三维(3D)锥束CT。在一个实施例中,如本领域技术人员将理解的,x射线源不是点源,而是x射线源阵列。在一个实施例中,LINAC 201用作成像源,其中LINAC的功率水平降低到成像可接受的水平。
成像系统265可以进行诸如锥束CT或螺旋兆伏级计算机断层扫描(MVCT)等的计算机断层扫描(CT),并且成像系统265所生成的图像可以是二维(2D)或三维(3D)。两个x射线源203A和203B可以安装在手术室的天花板上的固定位置,并且可以对齐以从两个不同的角度位置(例如,分开了90度)投射x射线成像束,以在机器等中心(在本文中称为治疗中心,其提供用于在治疗期间将患者定位在治疗床206上的参考点)相交并且在穿过患者之后照射各个检测器204A和204B的成像面。在一个实施例中,成像系统265提供靶220和周围感兴趣体积(VOI)的立体成像。在其它实施例中,成像系统265可以包括多于或少于两个的x射线源以及多于或少于两个的检测器,并且任何检测器可以是可移动的而不是固定的。在另外的其它实施例中,x射线源和检测器的位置可以互换。如技术人员众所周知,检测器204A和204B可以由将x射线转换成可见光的闪烁材料(例如,非晶硅)以及将光转换成数字图像的CMOS(互补金属氧化硅)或CCD(电荷耦合器件)成像单元的阵列制成,其中该数字图像可用于在将数字图像的坐标系变换成参考图像的坐标系的图像配准处理期间与参考图像进行比较。该参考图像例如可以是数字重建放射影像(DRR),其是基于通过穿过CT图像投射射线来模拟x射线图像形成处理而根据3D CT图像生成的虚拟x射线图像。
图像引导型放射治疗系统200可以包括运动检测装置214,以确定检测场内的靶运动。运动检测装置214可以检测在患者225的区域内发生的外部患者运动(诸如呼吸期间的胸部运动等)。运动检测装置214可以是能够识别靶运动的任何传感器或其它装置。运动检测装置214可以是光学传感器,诸如照相机、压力传感器、电磁传感器、或者可以在无需向用户递送电离辐射的情况下提供运动检测的一些其它传感器(例如,除X射线成像系统以外的传感器)。在一个实施例中,运动检测装置214实时地获取表示靶运动的测量数据。可选地,可以以((由于利用各x射线图像递送给患者的电离辐射)与可实现的频率相比或者与x射线成像的情况下期望的频率相比)更高的频率来获取测量数据。在一个实施例中,运动检测装置214不提供高的绝对位置精度。作为代替,运动检测装置214可以提供足够的相对位置精度以检测患者移动和/或靶移动。
在一个实施例中,运动检测装置214是诸如照相机等的光学系统。光学系统可以追踪位于患者225上的发光二极管(LED)241的位置。可选地,如区别于追踪患者上的LED 241,光学系统可以直接追踪患者225的表面区域。在靶的移动与LED 241的移动和/或患者225的表面区域之间可能存在相关性。基于该相关性,在检测到LED 241和/或表面区域的运动时,可以判断为靶220也已充分移动以需要另一诊断x射线图像来精确地确定靶的位置。
如图2所示,图像引导型放射治疗系统200还可以与治疗实施工作站250相关联。治疗实施工作站可以远离图像引导型放射治疗系统200而位于与系统200和患者所位于的治疗室不同的房间中。治疗实施工作站250可以包括实现模型控制器1499的处理装置和存储器,其中该模型控制器1499提供第一GUI(例如,图7A-7J的GUI 700)和第二GUI(例如,图8A-8J的GUI 800)以显示成像系统265所获取到的x射线图像。第一GUI可以基于患者225的呼吸顺序来识别用于识别靶220的x射线图像,并且第二GUI可以识别成像系统265所获取到的都用于识别靶220和不用于识别靶220的图像。
在一些实施例中,可以使用具有螺旋输送机构的台架系统来使成像系统265转动。例如,台架系统可用于获取不同角度的两个、三个或更多个图像(例如,x射线图像),其中在如以下结合图7A-7J更详细地所述的GUI中,可以将这些图像提供给用户。
图3是用以基于对一组图像中的图像的选择来生成模型的示例方法的流程图。通常,方法300可以由如下的处理逻辑进行,该处理逻辑可以包括硬件(例如,处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如,在处理装置上运行或执行的指令)、或者它们的组合。在一些实施例中,经由图7A-7J的图形用户界面(GUI)700或图8A-8J的图形用户界面(GUI)800来提供方法300。
如图3所示,方法300可以从处理逻辑接收与患者相关联的一组图像(框310)开始。例如,可以接收表示患者的第一模态的图像。在一些实施例中,这些图像可以与患者的区域的x射线图像相对应。在相同或替代的实施例中,可以接收患者的区域的x射线图像对。处理逻辑还可以识别一组图像中的在用于以患者的区域为靶的模型中所使用的图像(框320)。例如,可以使用所识别的各x射线图像来识别将接收针对患者的靶向区域的放射治疗的该靶向区域。在一些实施例中,在生成模型时所使用的图像可以是满足相关参数阈值的x射线图像。处理逻辑随后可以基于患者的呼吸运动来对用于识别靶向区域的图像进行排序(框325)。例如,可以基于患者的呼吸运动内的位置来对各个x射线图像进行排序。呼吸运动中的第一位置可以与患者的呼吸运动的起点相对应,并且呼吸运动中的最后位置可以与患者的呼吸运动的终点相对应。中间位置可以与在患者的呼吸运动的起点和终点之间的中点相对应。结合图10来说明关于基于呼吸运动来对图像进行排序的进一步细节。
参考图3,处理逻辑还可以识别一组图像中的未在用于以患者的区域为靶的模型的生成中所使用的图像(框330)。例如,可以识别不满足相关参数阈值的x射线图像。处理逻辑还可以接收与排序后的图像中的处于按呼吸顺序的中间位置的图像相关联的修改选择(框340)。修改选择可以对应于图像其中之一的移除、或者与在模型的生成中所使用的图像其中之一相关联的参数的修改。例如,该选择可以移除处于中间位置并且当前用于生成模型的x射线图像,或者可以对应于可用于表示x射线图像是否成功相关的相关参数阈值的改变。修改选择还可以是对相关参数输入的改变,其中相关参数输入的变化可能导致如以下更详细地所述的图像的重新相关。可用于提供与一组图像相关联的修改选择的GUI如关于图7A-7J和图8A-8J所述。基于修改选择,处理逻辑可以进一步生成新模型或者可以进行新的相关处理(框350)。例如,可以基于以下来生成新的模型:移除在生成先前模型时所使用的位于中间位置的x射线图像;改变与一组图像相关联的相关参数阈值,其可以标识一组图像中的哪个x射线图像满足改变后的相关参数阈值以及哪个x射线图像不满足改变后的相关参数阈值;或者改变相关参数输入,这可以进行x射线图像的重新相关。
此外,在一些实施例中,修改选择可以对应于如下:在x射线图像以前未用于模型的生成中的情况下,包括该x射线图像以用在模型的生成中。因而,可以进一步基于添加以前被识别为未用在模型中的x射线图像来生成新的模型。所添加的X射线可以进一步处于相对于患者的呼吸顺序或运动的中间位置。
如此,可以向用户提供如下的GUI,其中该GUI提供在生成用以向患者的靶向区域提供放射治疗的模型时所使用的各个图像的指示、以及在生成模型时并未使用的各个图像的指示。可以经由该GUI选择这些图像其中之一,以修改该图像或者改变与分析了一组图像的相关处理相关联的相关参数阈值或相关参数输入。修改可以是添加、移除或修改与模型相关联的参数。
图4例示与一组图像相关联的表400。通常,该组图像可以与用于向患者的靶向区域提供放射治疗的模型相关联。可以在如结合图8A-8J所述的GUI800中提供表400。
如图4所示,表400可以包括多个条目或行,其中各行或条目可以对应于患者的图像历史中的图像(例如,x射线图像)。例如,第一行或条目410可以对应于第一x射线图像,并且第二行或条目420可以对应于第二x射线图像。在一些实施例中,表400可以标识是在模型中当前正在使用x射线图像以识别患者的靶向区域还是在模型中没有正在使用x射线图像识别靶向区域。例如,表400可以包括列430,该列430标识是模型当前正在使用相应图像(例如,利用对勾(√)表示)还是在模型中当前没有正在使用相应图像(例如,利用“×”表示)。如图所示,行或条目410可以标识出在模型中正在使用第一图像,并且行或条目420可以标识出在模型中当前没有正在使用第二图像。
此外,列440可以标识与各个x射线图像相关联的模型点。此外,列450可以标识各相应x射线图像相对于与患者相关联的呼吸顺序的阶段。例如,列450可以标识在基于患者的呼吸顺序对图像进行了排序之后的相应x射线图像的位置。该位置可以利用标记(例如,圆或点)例示,该标记用于标识在获取到x射线图像时患者的呼吸阶段中的点(例如,峰值、谷值、上升中、下降中等)。结合图10来说明关于基于呼吸顺序来对x射线图像进行排序的进一步细节。此外,表400可以包括列460,该列460可以标识与各相应x射线图像的年龄相关联的时间。例如,表400可以标识在特定时间段(例如,30秒)内拍摄到的患者的图像,并且可以标识各个图像相对于当前时间的年龄。在一些实施例中,在列460中标识的时间可以是动态的并且随着时间的推移而更新。此外,可以基于列430、440、450和460中的任何列来对表400进行排序。例如,表400的各行可以是按基于列460的选择的第一顺序(例如,基于各图像的年龄的升序或降序)或者按基于列430的选择的第二顺序而提供的,使得在该表中将模型中所包括的图像提供在模型中并未包括的图像的上方或下方。
如此,表400可以表示在识别患者的靶向区域以及与各个图像相关联的附加信息时是否使用各x射线图像。结合图7A-7J和图8A-8J来说明与可以向用户或观看者提供用于生成模型的x射线图像的GUI有关的进一步细节。
图5是用以将没有成功相关的图像包括在用于生成模型的一组图像中的示例方法500的流程图。通常,方法500可以由处理逻辑进行,该处理逻辑可以包括硬件(例如,处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如,在处理装置上运行或执行的指令)、或者它们的组合。在一些实施例中,经由图7A-7J的图形用户界面700或图8A-8J的图形用户界面800来提供方法500。
如图5所示,方法500可以从处理逻辑接收图像(框510)开始。例如,可以接收患者的x射线图像。处理逻辑可以判断该图像是否已成功相关(框520)。例如,可以判断通过x射线图像的相关(或图像配准或靶定位)处理所提供的一个或多个相关参数是否满足相关参数阈值。如果该图像成功相关(例如,相关参数满足相关参数阈值),则可以使用x射线图像来生成模型(框530)。此外,GUI可以提供指示或标识出该图像已被用于生成用于标识患者的靶向区域的模型和/或该图像已成功相关。然而,如果x射线图像没有成功相关(例如,x射线图像的相关参数不满足相关参数阈值),则处理逻辑可以不使用该x射线图像来生成模型(框540)。例如,x射线图像可以不用于标识患者的靶向区域,并且GUI可以提供指示或标识出该图像尚未用于生成模型和/或该图像未成功相关。在一些实施例中,在相关处理未能定位靶向区域(例如,置信度度量或参数低或不满足阈值)时或者通过用户提供的输入,图像可能没有成功相关。此外,处理逻辑可以接收用以改变相关参数输入或相关参数阈值的选择(框550)。随后,处理逻辑可以判断在对相关参数输入或相关参数阈值的改变之后图像现在是否成功相关(框560)。响应于判断为图像现在成功相关,处理逻辑可以提供图像现在成功相关的指示并且将该图像用在模型中(框570),或者响应于判断为图像仍未成功相关,处理逻辑可以提供图像仍未成功相关的指示并且可以不将该图像用在模型中(框580)。例如,可以改变用于使一组x射线图像相关的相关处理的相关参数阈值,并且如果先前未成功相关的x射线图像的相关参数满足更新后的相关参数阈值,则该图像可被视为成功相关。随后,先前模型可以生成或使用基于未包括在该模型中的x射线图像的新模型来识别靶向区域。
图6A例示用于生成模型的一组图像600的示例。如图6A所示,该组图像600可以包括第一x射线图像610、第二x射线图像620、第三x射线图像630、第四x射线图像640和第五x射线图像650。在一些实施例中,各图像可以对应于x射线图像。在第一时间,可以使用第一x射线图像610、第三x射线图像630和第四x射线图像640来生成用于识别用以接受放射治疗的靶向区域的模型。例如,第一x射线图像610、第三x射线图像630和第四x射线图像640可以与满足相关参数阈值的相关参数相关联。如此,可以选择第一x射线图像610、第三x射线图像630和第四x射线图像640以用于生成模型660。然而,第二x射线图像620和第五x射线图像650可能不与满足相关参数阈值的相关参数相关联。如此,可以不选择第二x射线图像620和第五x射线图像650来生成模型660。
图6B例示存在修改的一组图像600的示例。通常,在第一x射线图像610、第三x射线图像630和第四x射线图像640满足了相关参数阈值并且用于生成模型的第一时间之后的第二时间,可以在生成后续模型时使用附加图像。例如,用户可以使用如关于图7A-7J和图8A-8J进一步详细所述的图形用户界面,以修改一组图像600的相关参数阈值。响应于相关参数阈值的修改,可以判断各个x射线图像610、620、630、640和650的相关参数是否满足新的相关参数阈值。例如,对相关参数阈值的修改可能会降低对特定x射线图像的相关参数的要求。如此,虽然与第二x射线图像620和第五x射线图像650相关联的相关参数不满足先前的相关参数阈值,但第二图像620和第五图像650的相关参数可以满足在通过用户修改而降低了相关参数阈值的要求之后的相关参数阈值。如此,用户可以随后选择第二x射线图像620和第五x射线图像650以包括在新模型670的生成中。
如此,在第一时间,可以判断一组图像中的各图像是否与满足一个或多个相关参数阈值的一个或多个相关参数相关联。如果这些图像满足一个或多个相关参数阈值,则可以提供以下指示:各个图像均成功相关并且可以选择这些图像以用在模型中。在第二时间,可以提供更新后的相关参数阈值,并且可以进行一组图像中的各图像是否与满足一个或多个更新后的相关参数阈值的一个或多个相关参数相关联的第二判断。随后可以将附加图像或更少图像识别为与在第二时间满足更新后的相关参数阈值的相关参数相关联。因而,可以基于更新后的相关参数阈值来改变或修改用于生成模型的图像的选择。
图7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H、7I和7J例示示例图形用户界面(GUI)700的一部分。通常,GUI 700可以用于修改用以生成模型的一组图像的选择,从而如关于图1和2所述向患者的靶向区域提供放射治疗。GUI 700可以指代与肺肿瘤相对应的靶向区域,但GUI 700可用于基于基准标记和脊柱肿瘤来识别靶向区域。
如图7A-7J所示,GUI 700可以包括包含第一x射线图像701和第二x射线图像702的一对x射线图像。在一些实施例中,第一x射线图像701和第二x射线图像702可以对应于患者的来自两个不同角度的x射线图像。例如,第一x射线图像701可以是从第一角度(例如,45度的角度)拍摄到的,并且第二图像702可以是从第二角度(例如,135度的角度)拍摄到的。x射线图像701和702各自可以包括患者的所识别出的肿瘤。因而,第一x射线图像701和第二x射线图像702各自可以表示患者的肿瘤以及周围的健康组织和骨骼结构的来自不同侧的图像。此外,第一x射线图像701和第二x射线图像702各自可以包括轮廓708,该轮廓708表示由通过前面所述的相关处理所识别的患者的靶向区域。在一些实施例中,如果实现了基准标记追踪,则代替轮廓,可以将基准标记图形叠加在各个x射线图像上。基准标记可以表示可能已识别出基准的位置。
GUI 700还可以包括表703,该表703对应于可以包括在用于识别患者的靶向区域的模型中的候选图像。表703可以从可供选择以由模型用来识别靶向区域的多个x射线图像中识别各x射线图像。在一些实施例中,表703可以包括列704,该列704标识各相应x射线图像的误差量。该误差可以基于来自拟合运动模型的x射线图像的点的3D距离(例如,以毫米为单位)。例如,如果拟合运动模型是线性模型,则误差可以基于如在一对x射线图像上识别的对象(例如,肿瘤)的位置与线性运动模型上的最近点之间的距离。如果对象移动穿过直线,则误差的值可以为“0”。然而,如果对象没有移动穿过直线,则误差可能为大于“0”的值。此外,列705可以表示特定轴(例如,x轴)上的偏移,列706可以表示另一轴(例如,y轴)上的另一偏移,并且列707可以表示第三轴(例如,z轴)上的另一偏移。列706~708各自可以表示在x射线图像中识别出的肿瘤相对于DRR中的肿瘤图像的位置的距离。例如,对于特定的一对x射线图像,列705可以表示所识别出的肿瘤相对于DRR中的肿瘤图像关于一对x射线图像各自的x轴相距多远。因此,表703可以指示被选择用在模型中以识别患者的靶向区域的各对x射线图像的误差和偏移。
GUI 700还可以包括与第一追踪范围选择709和第二追踪范围选择710相对应的相关参数输入。第一追踪范围选择709和第二追踪范围选择710各自可以指定为了识别靶向区域而在x射线图像中可以搜索的各轴的距离。通常,如果追踪范围太小,则一旦肿瘤离开追踪范围,则可能无法检测到靶向区域(例如,肿瘤),并且如果追踪范围太大,则计算时间可能过长并且其它对象可能被错误地识别为靶向区域的匹配。如此,第一追踪范围选择709可以对应于从x射线图像识别患者的靶向区域的相关处理所用的x轴上的追踪范围,并且第二追踪范围选择710可以对应于识别患者的靶向区域的相关处理所用的y轴上的追踪范围。第一追踪范围选择709和第二追踪范围选择710可以是相关处理所要使用的输入或参数(即,相关参数输入)。例如,GUI 700的用户可以向第一追踪范围选择709和第二追踪范围选择710其中之一或这两者提供或选择新值,并且可以重新计算针对模型的各个x射线图像的相关处理(例如,如表703中所示)(即,使x射线图像重新相关),以判断在x射线图像的重新相关之后,当前用在模型中的各个x射线图像与满足相关参数阈值的新相关参数是否相关联。例如,结果“dxAB”的第一相关参数阈值可以针对各个x射线图像表示相应的相关参数结果712是否满足dxAB的各个相关参数阈值714,并且第二相关参数阈值713可以指示与x射线图像相关联的不确定性百分比的第二相关参数结果713是否满足另一相关参数阈值715。在一些实施例中,第一相关参数结果“dxAB”可以是可用于表示不一致结果的检测质量度量。例如,如前面所述,可以获取患者的成对x射线图像。如果在两个x射线图像中都识别出对象或肿瘤,则肿瘤沿着x轴的位置在各个x射线图像中可以相等。“dxAB”的第一相关参数结果可以提供与该对x射线图像的沿着x轴的肿瘤位置的任意差异相对应的值。距离的差异大可以表示检测失败。此外,第二相关参数结果713可以对应于检测置信度度量。在一些实施例中,检测置信度度量可以基于全局最大值附近的多个局部最大值、目标函数的凸度等。
作为示例,GUI 700的用户可以通过向第一追踪范围选择709提供新值并且向第二追踪范围选择710提供新值来改变或修改向相关处理的相关参数输入。在一些实施例中,可以通过在文本框(例如,文本框720)中输入新值、或者通过使用滑块721使得向左移动滑块可以减小新值并且向右移动滑块可以增大新值,来提供新值。响应于输入了新值,可以对表703的x射线图像进行相关处理以使x射线图像重新相关。可以确定新相关参数结果,并且可以判断与新相关参数结果相关联的x射线图像中的哪个x射线图像满足相关参数阈值。例如,可以针对各个x射线图像以及与各相应图像的相关参数结果是否满足相关参数阈值714和715有关的指示,来提供第一相关参数结果712和第二相关参数结果713。例如,响应于x射线图像的重新相关,可以针对各x射线图像来重新计算针对“dxAB”的第一相关参数结果712以及第二相关参数结果713。如果第一相关参数结果712的值超过相关参数阈值714,则特定x射线图像的第一相关参数结果712可能未被视为满足相关参数阈值714。然而,如果第一相关参数结果712的值不超过相关参数阈值714,则x射线图像的第一相关参数结果712可被认为满足相关参数阈值714。同样,如果第二相关参数结果713没有超过相关参数阈值715,则x射线图像的第二相关参数结果714可被认为满足相关参数715。
在一些实施例中,选择表703的行其中之一可以提供与要显示的行相对应的(例如,x射线701和702的位置处的)x射线图像,并且提供与该行相关联的x射线图像的相关信息(例如,相关参数和相关参数阈值)。
如此,可以经由GUI提供一组图像,其中各个图像可以是要包括在模型中的候选图像。可以改变相关处理所使用的相关参数输入以使各个图像重新相关,并且可以通过与新输入的相关处理来确定相关参数结果。可以提供与具有新相关参数结果的各个图像是否满足相关参数阈值有关的指示。此外,可以改变相关参数阈值,并且可以进行与各个图像的当前相关参数结果是否满足新的相关参数阈值有关的新判断。满足相关参数阈值的图像可以是要包括在模型中的成功候选,而不满足相关参数的图像可能不是要包括在模型中的成功候选。
图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H、8I和8J例示示例图形用户界面800的其它部分。通常,GUI 800可用于提供用以修改如结合图7A-7J所述的一组图像的选择的附加信息。在一些实施例中,可以将GUI 800与图7A-7J的GUI 700一起提供。例如,GUI 700和GUI 800可以同时显示或者提供给用户或观看者。
如图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H、8I和8J所示,GUI 800可以包括表810,该表810包括患者的多个x射线图像或成对的x射线图像。此外,表810可以被称为特定时间段内的患者的图像历史。例如,表810可以包括从患者获取到的多个图像,并且可以选择表810中的一个或多个图像以被包括作为在表703中要提供的模型的候选图像。表810可以包括列811,该列811针对各个x射线图像识别该x射线图像按患者的排序后的呼吸顺序的位置。结合图10来说明关于基于呼吸顺序的排序的进一步细节。列812可以标识各个x射线图像的年龄。例如,表811中的x射线图像可以是在特定时间段内从患者拍摄到的所有x射线图像。各图像的年龄可以与当前时间点有关,并且年龄可以随着时间的推移而更新。此外,列813可以表示表811中的各个x射线图像已被选择用于还是未被选择用于模型以识别患者的靶向区域。例如,如果选择x射线图像(或一对x射线图像)以作为候选图像包括在模型的使用中从而识别患者的靶向区域(例如,响应于列813中的选择),则还可以在GUI 700的表703中识别x射线图像(或一对x射线图像)。在一些实施例中,表810或患者的图像历史可以包括与已被选择用作模型中的候选图像的x射线图像的表703相比更多的x射线图像。因而,可以通过对列813的选择图标的输入来提供用以从模型中移除x射线图像其中之一的选择。此外,可以基于与列811、812和813的选择相对应的值来对表810进行排序。如此,表810可以包括来自表703的x射线图像的子集。例如,表810可以包括来自表703的x射线图像的适当子集(例如,与表703相比更少的x射线图像),或者可以识别来自表703的每个图像。
因此,GUI 800可以包括与患者的图像历史相对应的表。可以选择来自图像历史的图像以包括作为用于识别患者的靶向区域的模型的候选图像,并且可以从模型中移除先前包括在模型中的图像,使得该图像不再用于识别靶向区域。
参考图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H、8I和8J,GUI 800还可以包括部分820,该部分820可以表示如利用所选择的x射线图像表示的患者相对于一个或多个标记的位置。例如,可以选择标记(例如,LED标记)以用于患者的部位相对于所选择的x射线图像的位置的指示中,或者将该标记从该指示中移除。标记可用于标识x射线图像相对于患者的呼吸顺序的位置。GUI 800还可以包括模型中所使用的x射线图像的冠状面图830和矢状面图840。例如,冠状面图830和矢状面图840可以提供特定平面(例如,患者的冠状平面或矢状平面)中的相关结果的显示。冠状面图830和矢状面图840各自可以显示与利用模型所识别的靶向区域相关联的路径,并且可以示出模型中所包括的各个x射线图像在路径上的点。在一些实施例中,与预期路径的偏差可以表示使用特定x射线图像的相关性可能是无效的或不正确的(例如,与分析x射线图像时的相关处理相关联的误差),并且GUI 800的用户可以选择路径的一部分或者无效或不正确的图形指示符(例如,点或圆),并且可以接收在表703和表810中的相应x射线图像的选择。用户随后可以提供表811中的选择,以从如利用表703表示的模型中移除相应的不正确的x射线图像。例如,在选择路径的一部分之后,可以在GUI中的表810和表703处突出显示x射线图像。可以在表810中进行选择以取消选中并移除x射线图像在模型中的使用,使得x射线图像也从表703移除。
参考图7J,可以响应于对动画模式图标730的选择来发起x射线图像或一对x射线图像的顺序播放或提供(即,动画模式)。以下说明关于动画模式的进一步细节。
图9例示提供叠加有轮廓的一系列图像的示例方法900。通常,方法900可以由处理逻辑进行,该处理逻辑可以包括硬件(例如,处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如,在处理装置上运行或执行的指令)、或者它们的组合。在一些实施例中,经由图7A-7J的图形用户界面700或图8A-8J的图形用户界面800来提供方法900。
如图9所示,方法900可以从处理逻辑接收一组图像(框910)开始。例如,可以接收多个x射线图像,这多个x射线图像各自与满足相关参数阈值的相关参数相关联并且已被用户选择以包括在模型的使用中以识别患者的靶向区域。处理逻辑还可以基于患者的运动来生成该组图像的排序顺序(框920)。在一些实施例中,排序顺序可以对应于患者的呼吸顺序。结合图10来说明关于基于呼吸顺序的排序的进一步细节。此外,处理逻辑可以识别一系列图像中的各个图像上的轮廓(框930)。轮廓可以表示患者的打算接受放射治疗的靶向区域。在一些实施例中,可以在患者的治疗计划期间早期地生成轮廓,并且可以将针对各图像早期生成的轮廓包括或叠加在相应图像的显示上。因此,将轮廓叠加在模型中所使用的各个x射线图像上。在替代实施例中,代替轮廓,可以使用另一类型的视觉指示符。例如,可以使用十字标线来标识所检测到的追踪靶或靶向区域的中心,或者可以将DRR覆盖在x射线图像上以示出治疗计划和x射线图像之间的对齐。可以使用除十字标线、轮廓或DRR外的任何类型的视觉指示符,并且将该视觉指示符叠加在各个x射线图像上。随后,处理逻辑可以接收用以按动画模式发起一组图像的播放的输入(框940)。例如,来自如关于图7A-7J所述的GUI的选择可以发起按基于患者的运动的排序顺序(即,x射线图像的动画模式)的一组图像的播放。随后,处理逻辑可以基于与患者的运动相对应的排序顺序来连续地提供一组图像(框950)。在替换实施例中,可以在无用户输入的情况下自动进行按排序顺序的一组图像的播放。
如此,基于患者的呼吸顺序来对模型为了识别患者的靶向区域而使用的患者的x射线图像进行排序。可以顺次提供排序后的x射线图像,使得x射线图像的进展开始。作为示例,该组x射线图像可以包括十五个x射线图像。响应于发起该组x射线图像的播放,可以基于患者的呼吸顺序来对该组x射线图像进行排序,并且可以在进展中一个接一个地提供各个x射线图像,使得可以在不存在来自用户的进一步输入的情况下提供各个x射线图像。可以在预定义的时间量内提供各个x射线图像,使得在经过了预定义的时间量的情况下,可以提供按排序后的呼吸顺序的后续x射线图像。
图10例示基于与患者的呼吸顺序相关联的幅度和阶段的一组图像的排序1000。通常,排序1000可以基于满足了相关参数阈值并且已由用户选择用于模型中以识别患者的靶向区域的x射线图像。
如图10所示,第一x射线图像1010可以在模型中所使用的一组x射线图像中。第一x射线图像1010可被识别为与患者的呼吸运动的向上阶段期间的位置或幅度相关联。如此,可以将第一x射线图像1010排序到位置1011。第二x射线图像1020可以与患者的呼吸运动的向下阶段期间的第二位置或幅度相关联。如此,第二x射线图像1020可以基于其相应位置的幅度和向下阶段而被排序到第二位置1021。同样,第三x射线图像1030可以基于其相应位置的振幅和呼吸阶段而被排序到位置1031,并且第四x射线图像1040可以基于其相应位置的振幅和呼吸阶段而被排序到位置1041。在一些实施例中,第一x射线图像1010可以是第一个从患者拍摄到的或获取到的(例如,如前面所述具有最早的年龄),第二x射线图像1020可以是第二个获取到的,第三x射线图像1030可以是第三个获取到的,并且第四x射线图像1040可以是第四个获取到的。因而,可以对一组图像进行排序,使得在发起x射线图像的动画模式或播放时,首先提供第一x射线图像1010,之后提供第三x射线图像1030、第四x射线图像1040,然后提供第二x射线图像1020,这是因为,与年龄或者获取x射线图像的情况相反,动画模式可以基于排序后的顺序连续地提供x射线图像。
因而,可以将x射线图像1010、1020、1030和1040排序到患者的呼吸顺序或运动内的各位置。例如,可以将x射线图像1010排序到按呼吸顺序的第一个位置,并且可以将x射线图像1020排序到按呼吸顺序中的最终位置。此外,可以将x射线图像1030和1040排序到按呼吸顺序的位于第一个位置和最终位置之间的中间位置。在一些实施例中,呼吸顺序可以对应于表示呼吸运动期间患者的向上运动和呼吸运动期间患者的向下运动的波形的一个周期。排序到该周期中的最早点的x射线图像可以是第一个位置,并且排序到波形周期中的最晚点的x射线图像可以是代表呼吸顺序或运动的周期中的最终位置。最早点和最晚点之间的x射线图像可以被认为是中间点。
图11是用以提供一组图像并识别假阳性图像的示例方法1100的流程图。通常,方法1100可以由处理逻辑进行,该处理逻辑可以包括硬件(例如,处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如,在处理装置上运行或执行的指令)、或者它们的组合。在一些实施例中,经由图7A-7J的图形用户界面700或图8A-8J的图形用户界面800来提供方法1100。
如图11所示,方法1100可以从处理逻辑接收用以基于患者的排序后的呼吸顺序提供一组图像的输入(框1110)开始。例如,可以接收如关于图7A-7J所述的GUI元素的选择。响应于该输入,可以按基于排序后的呼吸顺序的进展来提供来自一组图像的图像(框1120)。在播放图像期间,在健康组织和骨骼结构周边可能更容易确定患者的肿瘤的位置。在提供并推进来自一组图像的图像时,处理逻辑可以在播放图像期间将图像其中之一识别为假阳性(框1130)。例如,用户可以经由图7A-7J或图8A-8J的GUI基于轮廓和肿瘤来提供选择,其中特定图像的轮廓不符合该图像的预期顺序。结合图12A~12C来说明与在按顺序提供x射线图像期间识别假阳性有关的进一步细节。在一些实施例中,在特定图像的轮廓不包含x射线图像中的患者的肿瘤时,可以识别出假阳性。在相同或替代的实施例中,在识别出假阳性时,可以在GUI中提供指示。例如,用户可以提供假阳性的指示。处理逻辑还可以接收用以暂停按顺序提供图像的选择(框1140)。例如,可以经由图7A-7J或图8A-8J的GUI来提供另一选择以停止在动画模式期间播放x射线图像。随后,处理逻辑可以接收对在动画模式期间一组图像的播放已停止或暂停的图像的选择(框1150)。该选择可以将识别出了假阳性的图像从模型所使用的一组图像中移除。
如此,可以提供用于该组图像的动画模式,使得该组图像基于呼吸顺序被排序并且在图形用户界面中顺次播放。通过按动画模式播放一组图像,可以更容易地确定肿瘤的位置和移动。此外,可以识别患者的呼吸顺序期间轮廓的移动并且在肿瘤的位置上追踪轮廓,使得如果轮廓不符合预期顺序,则可以将相应图像识别为假阳性并且可以将该图像从用于识别将接受放射治疗的靶向区域的模型中的使用中移除。
图12A例示在播放一组图像期间轮廓的移动的示例。通常,可以响应于用以发起图形用户界面(例如,图形用户界面700)所提供的一组图像的动画模式的选择来提供轮廓的移动。
如图12A所示,可以提供一系列轮廓,其中各轮廓表示已叠加在相应x射线图像上的轮廓的位置。在按动画模式播放x射线图像时,各x射线图像的轮廓可以移动位置。例如,如图所示,第一轮廓1201可以处于第一位置,第二轮廓1202可以处于第二位置,第三轮廓1203可以处于第三位置,并且第四轮廓1204可以处于第四位置。第一轮廓1201~第四轮廓1204的位置可以在预期放置或路径中。例如,路径可以是近似直线、椭圆形或其它这种几何形状。如图12A所示,轮廓1201~1204呈直线。如此,可以提供关于轮廓或x射线图像不存在假阳性的指示,并且该模型可以适合于向靶向区域提供放射治疗。在一些实施例中,代替直线,不存在假阳性的指示可以对应于在特定运动图案内递增地移动的轮廓1201~1204。例如,在轮廓1201~1204可以以递增方式在曲线、椭圆形或任何其它逻辑序列或图案内移动时,可能不存在假阳性。
图12B例示与假阳性相关联的在播放一组图像期间轮廓的移动的示例。通常,可以响应于用以发起图形用户界面(例如,图形用户界面700)提供的一组图像的动画模式的选择来提供轮廓的移动。
如图12B所示,该系列轮廓可以包括按动画模式在x射线图像中第一个提供的第一轮廓1221、第二个提供的第二轮廓1222、第三个提供的第三轮廓1223和第四个提供的第四轮廓1224。在动画模式期间播放叠加有轮廓的一组图像期间,第一轮廓1221~第二轮廓1222可以沿特定方向(例如,向下运动),并且第四轮廓1224可以进一步沿相同方向(例如,同样为向下运动)。因而,第一轮廓1221、第二轮廓1222和第四轮廓1224各自可以在与相同方向上的x射线图像之间的轮廓的移动相对应的位置处。然而,第三轮廓1223可以位于与第一轮廓1221、第二轮廓1222和第四轮廓1224相反(例如,向上运动)的位置。例如,第三轮廓1223的位置在第二轮廓1222的位置之后并且在第四轮廓1224的位置之前。如此,通过与第三轮廓1223相关联的跳跃或不连续运动,可以提供叠加有第三轮廓1223的x射线图像是假阳性的标识。
图12C例示与假阳性相关联的在播放一组图像期间轮廓的移动的另一示例。通常,轮廓的移动可以由图7A-7J的图形用户界面700提供。
如图12C所示,一系列轮廓可以包括第一轮廓1231、第二轮廓1232、第三轮廓1233和第四轮廓1234。第一轮廓1231、第二轮廓1232和第三轮廓1233可以在相似路径(例如,线)内。然而,如图所示,第四轮廓1234可以在预期路径外(例如,不在沿着线的位置处)。如此,可以提供叠加有第四轮廓1234的x射线图像是假阳性的标识。
图13例示可用于生成治疗计划并进行放射治疗的系统。这些系统可用于进行例如上述的方法。如以下所述并且在图13中示出,系统1300可以包括诊断成像系统1305、治疗计划系统1310、如关于图2所述的治疗实施系统200、以及运动检测系统(未示出)。在一个实施例中,诊断成像系统1305和运动检测系统组合成单个单元。
诊断成像系统1305可以是能够产生可用于随后的医学诊断、治疗计划、治疗模拟和/或治疗实施的患者的医学诊断图像的任何系统。例如,诊断成像系统1305可以是计算机断层扫描(CT)系统、磁共振成像(MRI)系统或正电子发射断层扫描(PET)系统等。为了便于讨论,以下有时可以与x射线成像模态有关地论述诊断成像系统1305。然而,也可以使用诸如上述等的其它成像模态。
在一个实施例中,诊断成像系统1305包括用于生成成像束(例如,x射线)的成像源1320和用于检测并接收成像源1320所生成的成像束的成像检测器1330。
成像源1320和成像检测器1330可以联接至处理装置1325以控制成像操作并处理图像数据。在一个实施例中,诊断成像系统1305可以从治疗实施系统200接收成像命令。
诊断成像系统1305包括总线或其它部件1380,该总线或其它部件1380用于在处理装置1325、成像源1320和成像检测器1330之间传送数据和命令。处理装置1325可以包括一个或多个通用处理器(例如,微处理器)、诸如数字信号处理器(DSP)等的专用处理器或者诸如控制器或现场可编程门阵列(FPGA)的其它类型的装置。处理装置1325还可以包括诸如存储器、存储装置和网络适配器等的其它组件(未示出)。处理装置1325可以被配置为生成采用例如DICOM(医学数字成像和通信)格式等的标准格式的数字诊断图像。在其它实施例中,处理装置1325可以生成其它标准或非标准的数字图像格式。处理装置1325可以通过数据链路1383将诊断图像文件(例如,前述DICOM格式的文件)发送至治疗实施系统200,其中该数据链路1383例如可以是直接链路、局域网(LAN)链路或者诸如因特网等的广域网(WAN)链路。另外,系统之间传送的信息可以跨连接这些系统的通信介质(诸如在远程诊断或治疗计划结构中等)而被拉动或推动。在远程诊断或治疗计划中,尽管在系统用户和患者之间存在物理分离,但用户可以利用本发明的实施例来诊断或治疗患者。
治疗实施系统200包括诸如LINAC 201等的治疗和/或手术放射源,以按照治疗计划将规定的放射剂量施用到靶体积。治疗实施系统200还可以包括用以控制放射源201的处理装置1402、基于图像的孔径验证系统1397、主孔径验证系统1395,从成像系统210接收并处理数据,并且控制诸如治疗床206等的患者支撑装置。可选地或附加地,基于图像的孔径验证系统1397可以包括自身的可进行本文所述的操作的处理装置。处理装置1402可被配置为在利用诊断成像系统1305中的处理装置1325生成数字重建放射影像(DRR)以及/或者治疗计划系统1310中的处理装置1340生成DRR的情况下,根据一个或多个投影来登记从诊断成像系统1305接收到的2D放射影像。处理装置1402可以包括一个或多个通用处理器(例如,微处理器)、诸如数字信号处理器(DSP)等的专用处理器或者诸如控制器或现场可编程门阵列(FPGA)等的其它类型的装置。同样,基于图像的孔径验证系统1397的处理装置可以包括一个或多个通用处理器(例如,微处理器)、诸如数字信号处理器(DSP)等的专用处理器或者诸如控制器或现场可编程门阵列(FPGA)等的其它类型的装置。处理装置1402和/或基于图像的孔径验证系统1397还可以包括诸如存储器、存储装置和网络适配器等的其它组件(未示出)。
在一个实施例中,处理装置1402包括系统存储器,该系统存储器可以包括联接至处理装置的用于存储该处理装置所要执行的信息和指令的随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置。系统存储器还可用于存储处理装置执行指令期间的临时变量或其它中间信息。系统存储器还可以包括用于存储处理装置的静态信息和指令的只读存储器(ROM)和/或其它静态存储装置。
处理装置1402还可以与存储装置相关联,该存储装置代表用于存储信息和指令的一个或多个存储装置(例如,磁盘驱动器或光盘驱动器)。存储装置可用于存储用于进行本文论述的治疗实施步骤的指令。处理装置1402可以通过总线1392或其它类型的控制和通信接口联接至放射源201和治疗床206。
处理装置1402可以实现用以管理诊断x射线成像的定时以维持靶与放射源201所递送的放射治疗束对齐的方法。
在一个实施例中,治疗实施系统200包括经由总线1392与处理装置1402连接的输入装置1378和显示器1377。显示器1377可以提供GUI 700和/或800。显示器1377还可以示出用于标识靶移动速率(例如,正在治疗的靶体积的移动速率)的趋势数据。显示器还可以示出患者的当前放射暴露和患者的预计放射暴露。输入装置1378可以使临床医生能够在治疗期间调整治疗实施计划的参数。
治疗计划系统1310包括处理装置1340以生成并修改治疗计划和/或模拟计划。处理装置1340可以代表一个或多个通用处理器(例如,微处理器)、诸如数字信号处理器(DSP)等的专用处理器或者诸如控制器或现场可编程门阵列(FPGA)等的其它类型的装置。处理装置1340可被配置为执行用于进行治疗计划操作的指令。
治疗计划系统1310还可以包括系统存储器1335,该系统存储器1335可以包括通过总线186联接至处理装置1340的随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置,用于存储处理装置1340所要执行的信息和指令。系统存储器1335还可以用于存储处理装置1340执行指令期间的临时变量或其它中间信息。系统存储器1335还可以包括用于存储处理装置1340的静态信息和指令的联接至总线1386的只读存储器(ROM)和/或其它静态存储装置。
治疗计划系统1310还可以包括存储器1345,该存储器1345代表用于存储信息和指令的联接至总线1386的一个或多个存储装置(例如,磁盘驱动器或光盘驱动器)。存储器1345可用于存储用于执行治疗计划的指令。
处理装置1340还可以联接至诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)等的显示装置1350,用于向用户显示信息(例如,感兴趣体积(VOI)的2D或3D表示)。诸如键盘等的输入装置1355可以联接至处理装置1340以将信息和/或命令选择通信至处理装置1340。一个或多个其它用户输入装置(例如,鼠标,追踪球或光标方向键)也可用于通信方向信息,选择用于处理装置1340的命令以及控制显示器1350上的光标移动。
治疗计划系统1310可以与诸如治疗实施系统200等的治疗实施系统共享数据库(例如,存储器1345中所存储的数据),使得可以不必在治疗实施之前从治疗计划系统导出。治疗计划系统1310可以经由数据链路1390链接至治疗实施系统200,该数据链路1390可以是直接链路、LAN链路或WAN链路。
应当注意,在数据链路1383和1390被实现为LAN或WAN连接时,诊断成像系统1305、治疗计划系统1310和/或治疗实施系统200中的任意系统可以处于分散位置,使得这些系统可以在物理上彼此远离。可选地,诊断成像系统1305、治疗计划系统1310和/或治疗实施系统200中的任意系统可以与彼此集成在一个或多个系统中。
图14例示计算机系统1400的示例机器,其中在计算机系统1400内,可以执行用于使该机器进行本文论述的任一个或多个方法的指令集。在替代实现中,机器可以连接(例如,联网)到LAN、内联网、外联网和/或因特网中的其它机器。机器可以在客户端-服务器网络环境中以服务器或客户端机器的身份工作,在对等(或分布式)网络环境中作为对等机器工作,或者在云计算基础设施或环境中作为服务器或客户机工作。
机器可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、web设备、服务器、网络路由器、交换机或桥接器、或者能够(顺序地或以其它方式)执行指定该机器要进行的动作的指令集的任何机器。此外,虽然例示了单个机器,但术语“机器”还应被视为包括单独地或联合地执行一个指令集(或多个指令集)以进行本文论述的任一个或多个方法的任何机器集合。
示例计算机系统1400包括处理装置1402、主存储器1404(例如,只读存储器(ROM)、闪速存储器、诸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等的动态随机存取存储器(DRAM)、等等)、静态存储器1406(例如,闪速存储器、静态随机存取存储器(SRAM)等)、以及数据存储装置1418,这些组件经由总线1430彼此通信。
处理装置1402代表诸如微处理器或中央处理单元等的一个或多个通用处理装置。更特别地,处理装置可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、或实现其它指令集的处理器、或实现指令集的组合的处理器。处理装置1402还可以是诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或网络处理器等的一个或多个专用处理装置。处理装置1402被配置为执行用于执行本文论述的操作和步骤的指令1426。
计算机系统1400还可以包括网络接口装置1408以通过网络1420进行通信。计算机系统1400还可以包括视频显示单元1410(例如,液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、字母数字输入装置1412(例如,键盘)、光标控制装置1414(例如,鼠标)、图形处理单元1422、信号生成装置1416(例如,扬声器)、图形处理单元1422、视频处理单元1428和音频处理单元1432。
数据存储装置1418可以包括存储有体现本文所述的任一个或多个方法或功能的一个或多个指令集或软件1426的机器可读存储介质1424(还已知为计算机可读介质)。指令1426在由计算机系统1400执行期间还可以完全地或至少部分地驻留在主存储器1404内和/或处理装置1402内,其中主存储器1404和处理装置1402也构成机器可读存储介质。
在一个实现中,指令1426包括用于模型控制器499的指令,以实现与本文的公开内容相对应的功能。虽然机器可读存储介质1424在示例实现中被示为单个介质,但术语“机器可读存储介质”应当被视为包括用于存储一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如,集中式或分布式数据库、以及/或者关联的高速缓存器和服务器)。术语“机器可读存储介质”还应被视为包括能够存储或编码供机器执行用的指令集并且使机器进行本发明的任一个或多个方法的任何介质。因此,术语“机器可读存储介质”应被视为包括但不限于固态存储器、光学介质和磁性介质。
已经从对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示方面呈现了前述详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们工作的实质传达给本领域其它技术人员的方式。这里的算法通常被认为是得到期望结果的自洽操作序列。操作是需要物理量的物理操纵的操作。通常,尽管不是必须的,这些量采用能够被存储、组合、比较和以其它方式操纵的电信号或磁信号的形式。有时,主要出于通用的原因,已经证明将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语或数字等是方便的。
然而,应该记住,所有这些和类似术语都与适当的物理量相关联,并且仅仅是应用于这些量的方便标签。除非另外具体说明,否则如通过以上的论述显而易见,应当理解,在整个说明书中,利用诸如“识别”或“判断”或“执行”或“进行”或“收集”或“创建”或“发送”等的术语的论述是指计算机系统或类似电子计算装置的如下动作和处理,这些动作和处理用于将表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据操纵和变换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它这种信息存储装置内的物理量的其它数据。
本发明还涉及用于进行本文的操作的设备。该设备可以专门针对预期目的而构建的,或者该设备可以包括通用计算机,该通用计算机由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置。这种计算机程序可以存储在以下的计算机可读存储介质中,例如但不限于任何类型的盘(包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、或者适用于存储电子指令的任何类型的介质,其中各组件均联接至计算机系统总线。
这里呈现的算法和显示并非固有地与任何特定计算机或其它设备有关。根据本文的教导,各种通用系统可以连同程序一起使用,或者可以证明构造更专用的设备来进行该方法是方便的。用于各种这些系统的结构将如以下的说明所述出现。另外,没有参考任何特定编程语言来描述本发明。应当理解,可以使用各种编程语言来实现如本文所述的本发明的教导。
本发明可以被提供为可包括存储有指令的机器可读介质的计算机程序产品或软件,这些指令可用于对计算机系统(或其它电子装置)进行编程以进行根据本发明的处理。机器可读介质包括用于存储以机器(例如,计算机)可读的形式的信息的任何机构。例如,机器可读(例如,计算机可读)介质包括机器(例如,计算机)可读存储介质,诸如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置等。
在前述公开内容中,已经参考本发明的具体示例实现说明了本发明的实现。显而易见,可以在没有背离如在所附权利要求书中阐述的本发明的实现的更广泛精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。因此,本发明和附图应被视为例示性而非限制性的。
Claims (20)
1.一种用于生成模型的方法,包括:
接收包括与患者相关联的多个图像的成像数据;
识别所述多个图像中的用于模型的子集,所述模型与所述患者的用以接受放射治疗的靶向区域的位置和运动相关联;
对所述多个图像的所述子集进行排序;
利用处理装置提供图形用户界面即GUI,所述GUI用于标识所述多个图像的排序后的子集中的两个或更多个图像;
利用所述GUI来接收与所述多个图像的排序后的子集中的所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择;以及
利用所述处理装置,基于与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择来生成要与所述靶向区域的位置和运动相关联的新模型。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,
对所述多个图像的所述子集进行排序基于与所述患者相关联的呼吸顺序,
与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于移除该一个图像而不再用于与所述靶向区域的位置和运动相关联的所述模型,以及
所生成的所述新模型不是基于所移除的该一个图像。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于与所述模型相关联的靶追踪处理的相关输出参数阈值的改变,所述方法还包括:
响应于所述相关输出参数阈值的改变,针对所述多个图像的排序后的子集中的各图像来确定该图像是否与满足改变后的相关输出参数阈值的相应的相关参数结果相关联。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于输入参数的改变,所述方法还包括:
响应于与所述输入参数的改变相对应的选择,针对所述多个图像的排序后的子集中的各图像来确定基于使用改变后的输入参数的靶追踪处理的新相关参数结果。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括:
经由所述GUI来提供来自所述成像数据的所述多个图像中的未用于与所述靶向区域的位置和运动相关联的所述模型的第二子集的各图像,
其中,所述GUI还提供用以针对所述第二子集的各图像将该图像包括在用于所述模型的所述子集中的选项。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,各图像是x射线图像,所述方法还包括:
响应于所述GUI上的与所述多个图像的排序后的子集中的x射线图像其中之一相对应的选择,来提供叠加有与所述模型相关联的视觉指示符的x射线图像的显示。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述视觉指示符表示所追踪的靶向区域。
8.一种用于生成模型的系统,包括:
存储器,用于存储包括与患者相关联的多个图像的图像历史;以及
处理装置,其能够操作地与所述存储器联接以进行以下操作:
接收包括与患者相关联的多个图像的成像数据;
识别所述多个图像中的用于模型的子集,所述模型与所述患者的用以接受放射治疗的靶向区域的位置和运动相关联;
对所述多个图像的所述子集进行排序;
提供图形用户界面即GUI,所述GUI用于标识所述多个图像的排序后的子集中的两个或更多个图像;
利用所述GUI来接收与所述多个图像的排序后的子集中的所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择;以及
基于与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择来生成要与所述靶向区域的位置和运动相关联的新模型。
9.根据权利要求8所述的系统,其中,
对所述多个图像的所述子集进行排序基于与所述患者相关联的呼吸顺序,
与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于移除该一个图像而不再用于与所述靶向区域的位置和运动相关联的所述模型,以及
所生成的所述新模型不是基于所移除的该一个图像。
10.根据权利要求8所述的系统,其中,与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于与所述模型相关联的靶追踪处理的相关参数阈值的改变,所述处理装置还进行以下操作:
响应于所述相关参数阈值的改变,针对所述多个图像的排序后的子集中的各图像来确定该图像是否与满足改变后的相关参数阈值的相应的相关参数结果相关联。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于输入参数的改变,所述处理装置还进行以下操作:
响应于与所述输入参数的改变相对应的选择,针对所述多个图像的排序后的子集中的各图像来确定基于使用改变后的输入参数的靶追踪处理的新相关参数结果。
12.根据权利要求8所述的系统,其中,各图像是x射线图像,所述处理装置还进行以下操作:
响应于所述GUI上的与所述多个图像的排序后的子集中的x射线图像其中之一相对应的选择,来提供叠加有与所述模型相关联的视觉指示符的x射线图像的显示。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述视觉指示符表示所追踪的靶向区域。
14.根据权利要求8所述的系统,其中,所述处理装置还进行以下操作:
经由所述GUI来提供来自所述成像数据的所述多个图像中的未用于与所述靶向区域的位置和运动相关联的所述模型的第二子集的各图像,
其中,所述GUI还提供用以针对所述第二子集的各图像将该图像包括在用于所述模型的所述子集中的选项。
15.一种非暂时性计算机可读介质,其包括指令,所述指令在由处理装置执行时使所述处理装置进行以下操作:
接收包括与患者相关联的多个图像的成像数据;
识别所述多个图像中的用于模型的子集,所述模型与所述患者的用以接受放射治疗的靶向区域的位置和运动相关联;
对所述多个图像的所述子集进行排序;
利用所述处理装置提供图形用户界面即GUI,所述GUI用于标识所述多个图像的排序后的子集中的两个或更多个图像;
利用所述GUI来接收与所述多个图像的排序后的子集中的所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择;以及
利用所述处理装置,基于与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择来生成要与所述靶向区域的位置和运动相关联的新模型。
16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质,其中,
对所述多个图像的所述子集进行排序基于与所述患者相关联的呼吸顺序,
与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于移除该一个图像而不再用于与所述靶向区域的位置和运动相关联的所述模型,以及
所生成的所述新模型不是基于所移除的该一个图像。
17.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质,其中,与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于与所述模型相关联的靶追踪处理的相关参数阈值的改变,所述处理装置还进行以下操作:
响应于所述相关参数阈值的改变,针对所述多个图像的排序后的子集中的各图像来确定该图像是否与满足改变后的相关参数阈值的相应的相关参数结果相关联。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质,其中,与所述两个或更多个图像中的一个图像相关联的选择对应于输入参数的改变,所述处理装置还进行以下操作:
响应于与所述输入参数的改变相对应的选择,针对所述多个图像的排序后的子集中的各图像来确定基于使用改变后的输入参数的靶追踪处理的新相关参数结果。
19.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质,其中,所述处理装置还进行以下操作:
经由所述GUI来提供来自所述成像数据的所述多个图像中的未用于与所述靶向区域的位置和运动相关联的所述模型的第二子集的各图像,
其中,所述GUI还提供用以针对所述第二子集的各图像将该图像包括在用于所述模型的所述子集中的选项。
20.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质,其中,各图像是x射线图像,所述处理装置还进行以下操作:
响应于所述GUI上的与所述多个图像的排序后的子集中的x射线图像其中之一相对应的选择,来提供叠加有与所述模型相关联的视觉指示符的x射线图像的显示,
其中,所述视觉指示符表示所追踪的靶向区域。
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