CN111542371B - 用于关于剂量分布来评估解剖结构的轮廓的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辅助关于与针对患者的放射治疗处置的处置计划相对应的剂量分布来评估解剖结构的轮廓(22)的系统。所述系统包括评估单元(5)，所述评估单元被特别地配置为评估距所述解剖结构(22)的所述轮廓的不变化的距离中的所述剂量分布，以确定至少一个点，在所述至少一个点处，评估的剂量分布满足预定条件，并且确定所述至少一个点与所述轮廓之间的距离，和/或向所述系统的用户可视化所述至少一个点。

Description

用于关于剂量分布来评估解剖结构的轮廓的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及放射治疗处置的规划。更具体地，本发明涉及用于辅助关于与针对患者的放射治疗处置的处置计划相对应的剂量分布来评估解剖结构的轮廓的系统和方法。此外，本发明涉及用于执行所述方法的计算机程序。

背景技术

在放射治疗中，通过放射性或电磁辐射或超声波来处置患者身体内的目标结构，例如肿瘤，以便控制癌细胞的生长或杀死癌细胞。同时，以如下的方式来递送处置：递送到周围健康结构的辐射或热剂量尽可能低，所述周围健康结构通常也被称为风险器官(OAR)。

用于控制放射治疗处置的处置参数在处置计划中进行定义，所述处置计划在规划程序中在指定被递送到目标结构的辐射剂量或热剂量的要求的处置目标的基础上被生成。在规划程序中，优化过程使用包括目标结构和周围OAR的患者身体的患者的规划图像来执行，以找到导致满足处置目标的最佳辐射剂量分布的处置计划。

在该规划程序中，处置计划在如在规划图像中确定的目标结构和OAR的位置和轮廓的基础上被生成。然而，如果规划图像的采集的时间与处置的开始之间存在较大的时间间隔，这些位置和轮廓可能在处置期间并且甚至在处置之前发生改变。为了考虑此类改变，一幅或多幅另外的图像可以被采集以确定目标结构和/或OAR的改变的位置和形状，并且如果必要的，处置计划可以适应于这些改变的位置和形状。然而，如在(一幅或多幅)另外的图像的基础上确定的目标结构和OAR的这些位置和形状也可能偏离目标结构和OAR在处置期间的实际的位置和形状。

如在(一幅或多幅)另外的图像的基础上确定的目标结构和OAR的所分析的位置和形状相对于其在处置期间的实际的位置和形状的此类不准确性的一个原因可能是例如由偏离用于采集(一幅或多幅)另外的图像的定位的患者在处置期间的定位或患者的解剖结构对处置的响应引起的患者的解剖结构的变形。

此外，(一幅或多幅)另外的图像中的目标结构和OAR的位置和轮廓通过在可变形图像配准(DIR)的基础上使用在规划图像中确定的轮廓来确定。在该过程中，弹性变换可以被确定以映射规划图像和(一幅或多幅)另外的图像(或反之亦然)。该变换(或其逆)然后可以被应用于规划图像中的目标结构和OAR的轮廓，以便确定目标结构和OAR的改变的位置和轮廓。然而，经变换的轮廓和其位置通常包括由DIR的不准确性引起的一定误差。

前面提到的目标结构和/或OAR的所分析的位置和形状相对于其在处置期间的实际的位置和形状的不准确性限制了关于目标结构和OAR的改变的位置和轮廓的剂量分布的评价的准确性，并且可以防止处置的适当再规划。具体地，这种评价可以包括被目标结构和OAR吸收的剂量的估计，并且前面提到的不准确性限制了这些估计的准确性。

在这方面，将会希望评估相关解剖结构的轮廓的不正确性对关于该轮廓的剂量分布的评估的影响。

发明内容

因此，本发明的目的是允许解剖结构的所确定的轮廓相对于放射治疗处置期间的实际轮廓的不正确性对关于该轮廓的剂量分布的评估的影响。

在一个方面中，本发明提出了一种用于辅助关于与针对患者的放射治疗处置的处置计划相对应的剂量分布来评估解剖结构的轮廓的系统。所述系统包括评估单元，所述评估单元被配置为：

接收所述解剖结构的所述轮廓和所述剂量分布，

评估距所述解剖结构的所述轮廓的变化的距离中的所述剂量分布，以确定至少一个点，在所述至少一个点处，评估的剂量分布满足预定条件，并且

确定所述至少一个点与所述轮廓之间的距离，和/或向所述系统的用户可视化所述至少一个点。

由于所述评估单元被配置为通过到解剖结构的轮廓的变化的距离中的剂量分布来确定至少一个点，在所述至少一个点处，评估的剂量分布满足预定条件，轮廓的误差对基于轮廓的剂量分布的评估、特别地对这种评估的准确性的影响能够被评价。具体地，评价轮廓的误差对被解剖结构吸收的剂量的估计和/或对与如基于剂量分布和轮廓确定的针对解剖结构的剂量要求的符合的影响是可能的。

如果所确定的至少一个点更靠近轮廓，解剖结构的轮廓的误差对剂量分布的评估的影响可能更高。因此，至少一个点与轮廓之间的距离可以由评估单元来确定。另外或作为备选方案，评估单元可以可视化至少一个点。这特别地允许系统的用户估计至少一个点与轮廓之间的距离，并且因此，评价轮廓的误差对剂量评估的影响。

在本发明的一个实施例中，所述评估单元被配置为通过沿着从所述解剖结构的所述轮廓沿向内或向外方向延伸的至少一条路径的所述剂量分布来确定所述至少一个点，所述至少一个点位于所述路径上。在相关的实施例中，所述路径对应于被布置为基本上垂直于所述解剖结构的所述轮廓的射线。

在这些实施例中，所确定的至少一个点能够特别地与轮廓上的位置相关。该位置的可以特别地对应于路径和轮廓的交点。如果该点更靠近解剖结构的轮廓，在该点处或在其附近，轮廓的更小误差可以对剂量分布的评估有更大影响。

在本发明的一个实施例中，所述预定条件和/或所述路径的所述方向是基于所述解剖结构的类型上和/或基于在所述放射治疗处置中针对所述解剖结构要实现的所述剂量目标而被选择的。关于解剖结构的类型，评估单元可以特别地在放射治疗处置的目标结构与OAR之间进行区别。

如果所述剂量分布具有预定特性值，所述预定条件可以得以满足。在本发明的一个实施例中，所述特性值对应于预定最大剂量值或预定最小剂量值。在本发明的相关的实施例中，所述最大剂量值对应于在所述处置期间要被递送到所述解剖结构的最大剂量或最大平均剂量，或对应于超过所述最大剂量或所述最大平均剂量预定量的剂量值。在本发明的又一相关的实施例中，所述最小剂量值对应于在所述处置期间要被递送到所述解剖结构的最小剂量或最小平均剂量，或对应于比所述最小剂量或所述最小平均剂量低预定量的剂量值。

在本发明的又一实施例中，所述预定条件在所述剂量分布在所述至少一个点周围的区域中具有预定特性值的情况下得以满足。该实施例特别地考虑以下情况：剂量分布在该点附近表现出更大剂量变化，使得假如剂量分布(仅)在该路径附近具有预定特性，评价的轮廓自实际的轮廓的偏差也会对剂量分布的评估有更大影响。

在本发明的一个实施例中，所述预定条件与要在所述放射治疗处置中针对所述解剖结构被实现的剂量目标有关，并且其中，所述评估单元被配置为可视化指示所述轮廓的至少一部分的误差对如基于所述剂量分布和所述轮廓确定的与所述剂量目标的符合性的影响的信息，所述信息从所述至少一个点和/或从所述至少一个点与所述轮廓之间的所确定的距离导出。

在一个实施方式中，信息可以包括所确定的至少一个点的可视化。这种可视化允许系统的用户确定至少一个点与轮廓(在该实施方式中其不一定被自动确定)之间的距离，并且通过查看可视化来评价轮廓的至少一部分的误差对与基于剂量分布和轮廓确定的与剂量目标的符合的影响。

进一步地，本发明的一个实施例包括，所述评估单元被配置为确定多个点，在所述多个点处，所述评估的剂量分布满足所述预定条件，并且向所述系统的所述用户显示由所述解剖结构的所述轮廓和所述多个点界定的敏感性区域。该实施例允许可视化解剖结构附近的敏感性区域，这允许用户容易地评价剂量分布的评估的影响，并且确定轮廓的关键区段，在所述关键区段处，所述区段与敏感性区域的边界之间的距离是小的。

如上所述，如果所确定的至少一个点更靠近轮廓，则轮廓的至少一部分的误差对剂量分布的评估的影响则会更高。特别地，鉴于此，本发明的一个实施例包括所述评估单元还被配置为将所述至少一个点与所述解剖结构的所述分割的轮廓之间的所述距离与预定阈值进行比较。阈值可以特别地用来识别轮廓的点或区段，在所述点或区段处，轮廓的准确性对剂量分布的评估有高影响。

解剖结构的轮廓可以通过使用借助于该图像与示出解剖结构的又一图像之间的可变形图像配准确定的变换来变换解剖结构的又一轮廓而被生成。在这种情况下，预定阈值可以在可变形图像配准的不准确性的基础上被导出。此外，轮廓的不准确性可以由患者解剖结构的潜在变形引起。在这方面，预定阈值可以在预期量的此类变形的基础上被确定。

在本发明的一个实施例中，所述评估单元被配置为如果所述至少一条路径上的所述至少一个点与所述解剖结构的所述轮廓之间的所述距离小于预定阈值则显示突出所述解剖结构的所述轮廓上的所述路径的原点的可视化。由此，用户能够容易地识别轮廓的潜在关键点，在所述关键点处，轮廓的误差对剂量分布的评估有更高影响。突出可以特别地通过使用预定颜色给轮廓的相关点着色。

在又一变体中，多个距离间隔中的每个被分配给视觉编码，并且评估单元被配置为根据被分配给包括至少一个点与解剖结构的轮廓之间的距离的距离间隔的视觉编码来显示轮廓上的至少一条路径的原点。在该实施例中，不仅为用户提供用于确定具有超过阈值的到解剖结构的轮廓的距离的点的突出信息。更准确地说，用户还能够基于视觉编码来确定距离，以便更准确性地评价至少一个点处的轮廓的误差对基于轮廓的剂量分布的评估的影响。在该实施例中的视觉编码可以对应于颜色编码。

在又一方面中，本发明提出了一种用于辅助关于与针对患者的放射治疗处置的处置计划相对应的剂量分布来评估解剖结构的轮廓的方法。所述方法包括以下步骤：

接收所述解剖结构的分割的轮廓和所述剂量分布，

评估距所述解剖结构的所述轮廓的变化的距离中的所述剂量分布，以确定至少一个点，在所述至少一个点处，评估的剂量分布满足预定条件，以及

确定所述至少一个点与所述轮廓之间的距离，和/或向所述系统的用户可视化所述至少一个点。

根据又一方面，本发明提出了一种包括程序代码的计算机程序，当所述程序代码在计算机设备被执行时，所述程序代码用于指导所述计算机设备执行所述方法。

应当理解，本文中所描述的系统、方法和计算机程序具有相似和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中所定义的。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与相应的独立权利要求的任何组合。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并将得以阐述。

附图说明

在以下附图中：

图1示意性且示范性地图示了用于规划患者的适应性放射治疗处置的规划系统的部件，并且

图2示意性且示范性地图示了解剖结构的表面延伸的射线和沿着射线被评估的剂量分布，并且

图3示意性且示范性地图示了用于估计解剖结构的轮廓的误差对剂量分布的评估的准确性的影响的方法的步骤。

具体实施方式

图1示意性且示范性地示出了用于规划患者的适应性放射治疗处置的规划系统的部件。例如，当它是短距离放射治疗中的情况时，放射治疗处置可以使用由被植入到患者身体内的辐射源生成的放射性辐射来执行，或它可以被配置为外部射束放射治疗处置，其中，所述处置使用从其外部被递送到患者身体内的电离辐射来执行。在进一步的范例中，放射治疗处置可以被配置为使用非电离电磁辐射的电磁治疗处置或高强度聚焦超声(HIFU)处置。

在处置期间，规定的累积的辐射剂量或热剂量被递送到患者身体内的目标结构，所述目标结构特别地可以是肿瘤，以便杀死或控制癌症细胞的生长。为了该目的，处置可以以一次方式或以它们之间具有一定时间距离的若干分次方式被递送。

处置可以基于处置路径被递送，所述处置路径指定用于控制处置设备的操作的相关处置参数，使得规划的辐射或热剂量在处置期间被递送到患者身体的目标结构和周围区域。处置计划在图1的规划系统中在用户辅助的程序中被生成。

规划系统可以被实施在计算机设备1(例如个人计算机)中，计算机设备1包括执行处置规划软件的处理单元。进一步地，规划系统包括用于接收患者的图像的合适接口，如将会在下文中解释的。此外，规划系统包括或被耦合到用于与用户(其例如可以是医师)交互的用户接口。用户接口可以特别地包括显示单元2和输入设备3。输入设备3可以允许在显示单元2上提供的图形用户接口内进行导航。输入设备3可以特别地包括指点设备，例如计算机鼠标、轨迹板或轨迹球。同样，显示单元2可以包括触敏监测器，该触敏监测器也用作输入设备。

为了生成处置路径，规划系统可以包括规划单元4。在规划单元4中，处置计划可以被生成为使得规定的辐射或热剂量被递送到目标结构，并且被递送到周围OAR的辐射或热剂量被保持在规定的极限以下。然而，在下文中，在这方面仅使用术语“剂量”，并且应理解该术语指的是取决于所应用的放射治疗模态的辐射剂量或热剂量。

更具体地，处置计划可以基于包括目标结构和周围OAR的患者身体的感兴趣区域的图像的基础上。该图像在本文中也被称为规划图像。规划图像可以根据合适的成像模态(例如计算机断层摄影(CT)成像)被采集。在规划图像中，目标结构和相关的OAR可以使用如本领域中已知的自动、半自动或手动分割方法来分割，以便确定目标结构和OAR的位置和轮廓。

进一步地，可以基于针对患者的临床处方来生成处置计划，该临床处方可以特别地关于目标结构指定处置目标。这些处置目标可以包括在处置期间将特定最小辐射剂量递送到目标结构。另外，可以指定关于OAR的处置目标。这些处置目标可以包括要递送到OAR的最大剂量的递送。

基于处置目标和包括目标结构和OAR的分割的轮廓的规划图像，规划单元4生成在处置期间实现最佳辐射剂量分布使得处置目标的处置计划得以满足。为了以这样的方式生成处置计划，规划单元4执行优化程序来确定相关处置参数的最佳值。在优选程序中，包括处置参数的代价函数可以在处置目标的基础上以本领域技术人员已知的方式被设置，并且关于处置参数被最小化。这可以使用自动最小化算法和/或在包括若干步骤的用户指导的迭代优化程序中被完成。

在用户指导的迭代优化程序的每个步骤中，规划单元4通过近似优化问题的解来自动计算初步处置计划。然后，规划单元4确定与该处置计划相对应的剂量分布，并将剂量分布可视化给规划单元4的用户。用户然后查看剂量分布，以决定他/她是否满意剂量分布。如果在一步中是这种情况，则将在该步骤中计算出的处置计划用作预先优化的处置计划。如果用户不满意，则根据作为他/她的查看结果由用户指定的变化来修改优化问题。然后，规划单元4在下一步中计算新的初步处置计划，并且该程序继续直至实现可接受的剂量分布。

以这样的方式，规划单元4可以确定最佳处置计划和对应的最佳剂量分布，所述最佳剂量分布可以在规划单元4中基于用于递送处置的处置手段被估计。该最佳处置计划鉴于如被包括在规划图像中的目标结构和OAR的位置和分割的轮廓而被生成。然而，这些位置和轮廓可能在处置期间由于分次内运动和/或由于目标结构和/或OAR的分次间运动而发生改变。此外，如果规划图像的采集的时间与处置的开始之间存在更大的时间间隔，则目标结构和/或OAR的实际的位置和轮廓可能显著地偏离在规划图像中示出的其位置和轮廓。

因此，处置计划可以在处置期间或在规划系统的计划适应单元6中的处置的即将开始前一次或若干次适应于目标结构和/或OAR的改变的位置和形状。每种计划适应可以基于处置即将开始前或在处置期间采集的患者身体的感兴趣区域的新图像而被执行。

在该图像中，目标结构和OAR可以再次使用合适的分割流程被分割，以便确定其(改变的)轮廓和位置。作为备选方案，进一步图像中的目标结构和OAR的位置和轮廓可以基于DIR而使用在参考图像中确定的轮廓来确定，所述参考图像可以特别地对应于规划图像。在该过程中，弹性变换可以以本领域技术人员已知的方式被确定来变换参考图像，使得它对应于新图像(或反之亦然)。该变换(或其逆)然后可以被应用于参考图像中的目标结构和OAR的分割的轮廓，以便确定目标结构和OAR的改变的位置和轮廓。以这样的方式，这些改变的位置和轮廓能够被快速地且有效地确定。

在已经确定被包括在新图像中的目标结构和OAR的改变的位置和轮廓之后，可以评估对应于初始或之前使用的处置计划的最佳剂量分布仍然允许满足处置目标。如果不是这种情况，再规划过程可以被执行，并且在该过程中，新的最佳剂量处置通过在目标结构和OAR的改变的位置和轮廓的基础上适应初始处置计划来计划。

在该过程中，剂量分布必须关于如基于患者解剖结构的新图像确定的相关解剖结构的改变的位置和轮廓来进行评估。具体地，对应的评估必须针对对应于初始或之前使用的处置路径的剂量分布来执行。另外，这种评估可以必须针对如在计划适应单元中确定的修改的处置计划的适应的剂量分布来执行，以便鉴于处置目标来验证该剂量分布。

然而，所确定的轮廓和其位置通常包括相对于目标结构和OAR在处置期间的实际的轮廓和位置的一定误差。这种误差可以特别地由DIR的不准确性和由患者解剖结构相对于在所分析的图像中示出的解剖结构的变形引起。此类误差限制了关于目标结构和OAR的改变的位置和轮廓的剂量分布的评估的准确性。具体地，这种评估可以包括被目标结构和OAR吸收的剂量的估计，并且前面提到的错误限制了该估计的准确性。

因此，规划系统包括评估单元5，评估单元5鉴于解剖结构的轮廓和其位置来评估相关的剂量分布，以便帮助评价轮廓的变化/误差对被递送到解剖结构的估计的剂量或对与针对解剖结构的剂量目标的复合的影响。

这种评估现在将关于可以为放射治疗处置的目标结构或OAR的一个解剖结构来进行解释：

在评估中，评估单元5评估相关的剂量分布——其可以是对应于初始处置路径的剂量分布或对应于适应的处置计划的剂量分布——以便确定其一个或多个点处(和此类点附近)的解剖结构的轮廓的不准确性是否能够对关于处置目标的被递送到解剖结构的剂量的评估具有更大的影响。对于轮廓上的每个相关位置，评估单元5可以评估距轮廓上的相关位置具有不同距离的点处的剂量分布，以确定剂量分布满足预定条件的点。

剂量分布可以特别地沿着若干路径进行评估，其中，每个路径起源于该轮廓的一定位置处，并且被配置为使得到该位置的距离在沿着从该位置开始的路径移动时增加。在下文中以范例的方式提及的一个实施例中，路径可以是相对于路径的原点的相关位置处的轮廓以一定角度布置的笔直射线。角度可以特别地是90°或几乎90°，使得射线被布置为基本上垂直于解剖结构的轮廓。

路径或射线可以相对于解剖结构沿向内方向或向外方向延伸。也可以可能的是，沿向内方向延伸的一条路径和沿向外方向延伸的一条路径起源于解剖结构的轮廓的同一点处。

在评估沿着路径的剂量分布中，评估单元5可以沿路径的方向(即沿向外或向内方向远离轮廓)确定在那里评估的剂量分布满足预定条件的路径上的第一点。条件以及路径的方向可以在解剖结构的类型(例如解剖结构是放射治疗处置的目标结构还是OAR)的基础上和/或在与解剖结构的(一个或多个)剂量目标的基础上进行选择。

在图2中，针对OAR 22示意性且示范性地图示了被配置为笔直射线的若干路径21a-21d。另外，以虚线方式示出了剂量分布的若干等剂量曲线，其中，一个等剂量曲线被提供有附图标记23，并且其中，剂量水平可以随着相距中心点24的距离增加而减小。另外，图2示出了所确定的在那里剂量分布满足预定条件的射线21a、21b和21c上的第一点。

在一些实施方式中，评估单元5可以确定每个路径上的第一点，其中，剂量分布具有预定特性值。特性值可以是被包括在剂量分布中的剂量值。具体地，特性值可以对应于剂量分布的剂量值，该剂量分布的剂量值对应于针对解剖结构的具体剂量目标或从该剂量目标偏离预定量。

路径和其方向可以特别地由评估单元5在针对解剖结构的剂量目标和解剖结构的轮廓处的剂量梯度来确定(其中，剂量值通常在OAR的情况下沿向内方向减小，而在放射治疗处置的目标结构的情况下沿向内方向增加)。此外，评估单元5可以在相关解剖结构的轮廓上的路径的原点的剂量值的基础上定义路径。

如果剂量目标定义上限，如对于OAR可以是这种情况，评估单元5可以特别地确定解剖结构的轮廓上的设想的路径的原点是否符合剂量目标，并且剂量是否沿解剖结构的向内方向减小。如果这样的话，评估单元5可以评估沿着延伸到解剖结构的向外区域内的路径的剂量分布以确定在那里被包括在剂量分布中的剂量值对应于剂量目标或超过剂量目标预定量的每个路径的第一点。

例如，如果最大允许剂量值或最大平均剂量值针对解剖结构来规定，评估单元5可以定义延伸到解剖结构的向外区域内的路径，并且可以确定在那里包括在剂量分布中的剂量值对应于最大允许剂量值或最大平均剂量值的每个路径上的第一点。作为备选方案，评估单元5可以确定在那里包括在剂量分布中的剂量值超过最大允许剂量值或最大平均剂量值预定量的每个路径上的点。该量可以借助于最大允许剂量值或最大平均剂量值的绝对裕量或百分比来指定。该备选方案可以特别地在特性值对应于平均剂量值的情况下被应用，因为自这种平均值的局部偏差不阻止剂量目标被实现。在一个实施例中，如果路径原点处的剂量值不符合由剂量目标指定的上限，评估单元5也可以定义路径，并且评估沿着这些路径的剂量分布。例如，如果最大剂量针对其指定的OAR的轮廓上的剂量值大于最大剂量，评估单元5可以定义指向OAR的内部的路径，并且确定在那里根据剂量分布的剂量值对应于最大值的路径上的第一点。

如果剂量目标定义下限，如对于放射治疗处置的目标结构可以是这种情况，评估单元5可以确定解剖结构的轮廓上的设想的路径的原点是否符合剂量目标，并且剂量是否沿解剖结构的向内方向增加。如果这样的话，评估单元5可以评估沿着延伸到解剖结构的向内区域内的路径的剂量分布以确定在那里被包括在剂量分布中的剂量值对应于剂量目标或在那里剂量值低于剂量目标预定量的每个路径的第一点。

如果最小剂量值或最小平均剂量值针对解剖结构来规定，评估单元5可以定义延伸到解剖结构的向内区域内的路径，并且可以确定在那里包括在剂量分布中的剂量值对应于最小剂量值或最小平均剂量值的每个路径上的第一点。作为备选方案，评估单元5可以确定每个路径上的第一点，在所述第一点处，包括在剂量分布中的剂量值低于最小剂量值或最小平均剂量值预定量，该预定量再次可以借助于最小剂量值或最小平均剂量值的绝对裕量或百分比来指定。再次，该备选方案可以特别地在平均剂量值的情况下被应用。

此外，如果其原点处的剂量值不符合由剂量目标指定的小限，评估单元5也可以定义路径，并且评估沿着这些路径的剂量分布。例如，如果最小剂量针对其指定的目标结构的轮廓的剂量值小于最小剂量，评估单元5可以定义指向目标结构的外部的路径，并且确定在那里根据剂量分布的剂量值对应于最小值的路径上的第一点。

为了增加在剂量分布的大剂量变化(即高剂量梯度)的情况下的轮廓的评估的鲁棒性，评估单元5可以确定每个路径上的第一点，该第一点具有包括对应于如上面解释的特性剂量值的剂量值的预定尺寸的领域。因此，不仅沿着路径的每个点处的剂量值与相关特性剂量目标值进行比较，而且针对路径上的每个位置，该位置周围的区域中的剂量值也以上面描述的方式与特性值进行比较。由此，确保对应于相关特性值(例如最小或最大剂量值)并且不是在一条路径上而是在一个或多个路径附近的位置处发生的剂量分布的剂量值被考虑。

在又一实施例中，评估单元5可以评估沿着路径的累积剂量，即被递送到路径上的点的剂量的和，并且可以确定在路径上的累积剂量超过预定阈值的点。该实施例可以特别地在小OAR的情况下被应用，为此最大总剂量被指定为处置目标。对于这种OAR，沿着路径的累积剂量超过阈值的点提供OAR的轮廓可以在不违反处置目标的情况下被移位到剂量分布的更高剂量区域内有多远的指示。阈值可以基于针对OAR指定的最大总剂量量与根据基于经变换的轮廓的评估的剂量分布被递送到OAR的总剂量之间的差而被确定。

为了评估解剖结构的经变换的轮廓，评估单元5可以评估沿着从轮廓延伸的多个路径的剂量分布。在一个实施例中，轮廓可以根据具体图案被分成表面元素，并且评估单元5可以针对每个表面元素评估沿着一条路径的剂量分布。在一个实施例中，表面元素可以在评估单元5中被构建，以便将路径布置在解剖结构的轮廓上。在又一实施例中，轮廓可以在分割流程中由多个表面元素形成，并且评估单元5可以针对这些表面元素中的每一个评估一条路径。

鉴于解剖结构的轮廓相对于剂量分布的评估的准确性的评价，轮廓与在如上面解释的在路径上确定的点之间的距离是特别感兴趣的。如果这些距离中的一个或多个是小的，解剖结构的轮廓的不准确性则会阻止关于轮廓的剂量分布的适当评估。因此，表面上的位置和/或表面元素可以被识别，其中，已经确定射线起源于具有到轮廓的小距离的那些点上。这可以被自动地和/或被系统的用户手动地完成。

为了允许这样的位置或表面元素的手动识别，评估单元5可以在显示单元2处可视化路径和/或路径上的所确定的点。具体地，路径和/或路径的所确定的点可以与解剖结构的相关(经变换的)轮廓一起被显示。此外，路径和/或所确定的点和解剖结构的轮廓可以在被叠加在已经基于其确定了轮廓的图像上面。另外，要被评估的剂量分布也可以被叠加在相应的图像上面。为了可视化路径和在路径上确定的点，沿着射线延伸到在其上确定的点的箭头可以特别地被显示。然而，其他可视化同样是可能的。

在该实施例的变体中，评估单元5可以生成敏感性区域，所述敏感性区域包括解剖结构的轮廓与包括在路径上确定的点的表面之间的区域，所述敏感性区域可以以合适的方式从这些点来构建。在该实施例中，路径可以被配置为如上面解释的被布置为基本上垂直于轮廓的笔直射线。敏感性区域然后可以与解剖结构的轮廓一起被显示，例如使用预定颜色给敏感性区域着色。如上面解释的，这种可视化也可以可选地与要被评估的剂量分布一起被叠加在患者身体的感兴趣区域的图像上面。

在根据前面提到的实施例的可视化中，评估单元5也可以在起源于满足相关剂量目标的轮廓上的位置处的路径和/或此类路径上的所确定的点与起源于不满足相关剂量目标的轮廓上的位置的路径之间的进行区别。这可以使用不同的颜色来进行。

基于前面提到的种类的可视化，规划系统的用户可以识别解剖结构或其区段的轮廓上的位置，其中，已经确定路径起源于具有到轮廓的小距离的那些点上。

另外或作为备选方案，这样的位置或区段可以借助于评估单元5被自动确定。为了该目的，评估单元5可以确定在路径上确定的点与轮廓之间的距离，并且可以比较这些距离与预定的阈值值。鉴于由DIR引起的不准确性，阈值可以在用于确定解剖结构的经变换的轮廓的DIR算法的不准确性的范围内。鉴于由于患者解剖结构的变形的不准确性，阈值可以在预期量的这种变形的基础上被确定。在一个实施例中，将距离与两个阈值进行比较也是可能的。

如果至少一个距离小鱼相关阈值值，评估单元5可以自动拒绝解剖结构的轮廓并且开始解剖轮廓的新的勾画。

作为备选方案，评估单元5可以向系统的用户可视化与阈值的比较的结果。如果距离小于用于一个或多个路径的阈值，这些射线的根点或包括根点的表面元素可以被标记为关键的。对应的路径和/或其根点也可以在解剖结构的轮廓的可视化中被突出，这可以另外地包括如上面解释的射线和/或在射线上确定的点的可视化，或这可以不包括这种可视化。而且在后者情况下，解剖结构的轮廓的可视化可以被叠患者身体的感兴趣区域上面和在要被评估的剂量分布的上面。突出可以例如通过使用预定颜色给关键位置和/或表面元素着色来实现。

此外，评估单元5可以再次在满足相关剂量目标的路径的根点与不满足相关剂量目标的路径的根点之间进行区别。这可以使用不同的颜色来进行。在前面提到的实施例的变体中，评估单元5可以根据这些原点与在射线上确定的点之间的距离为轮廓上的路径的原点提供若干颜色。为了该目的，可能距离的范围可以被分成多个间隔，并且每个间隔可以与颜色相关联。然后可以为路径的原点提供与间隔相关联的颜色，该点与起源于该点处的路径上的点之间的距离被包括在所述间隔中。优选地，颜色或间隔的数量大于三个或四个。因此，规划系统的用户能够基于间隔的而比在上面提到的实施例中更详细地确定轮廓上的点与在相关路径上确定的点之间的距离，其中，可视化仅在关键与非关键点之间进行区别。

如果解剖结构的轮廓上的关键点或关键表面元素如上面解释的那样被手动或自动识别并且解剖结构的轮廓已经使用DIR被确定，轮廓可以与如图像中示出的解剖结构的实际勾画进行比较，并且如果必要的话，可以被修正以精确地对应于该勾画。这可以再次借助于手动、半自动、或自动勾画程序来进行。在修正的轮廓的基础上，剂量分布然后可以关于轮廓进行评估，例如以便评价是否能够满足针对解剖结构的预定剂量目标。在该评价中，由于患者解剖结构的变形的轮廓的不准确性可以再次如上面描述的那样被考虑。

在另一变体中，评估单元5也可以确定解剖结构的轮廓上的位置，在那里轮廓的误差对与剂量目标的符合具有最高影响。该位置可以对应于路径的元件，已经如上面描述的那样在所述路径上确定在所有所确定的点之中具有到轮廓的最近距离的点。除了或作为上面提到的信息的显示的备选方案，相关位置可以在轮廓的可视化中被突出显示。

基于该突出显示，系统的用户能够直接评价并查看轮廓上的最敏感位置，并且评估特别地关于该位置处的轮廓的部分的剂量分布。这允许关于轮廓的剂量分布的更有效评估。例如，用户可以在该位置处新勾画轮廓。如果用户然后基于所述新勾画确定处置目标可能会不满足，用户可以开始再规划而无需轮廓的进一步(更不敏感)区段的查看。

在上面提到的规划系统的实施例中，解剖结构的所确定的轮廓能够鉴于其关于剂量分布的评价的准确性来评估。此外，如果必要的话，假如其准确性不足以用于评价剂量分布，轮廓则会被进一步验证并修正。在这方面，在经变换的轮廓的基础上的剂量分布的可靠评价是可能的而不必新分割和勾画整个解剖结构。

图3示意性且示范性地图示了在规划系统的评估单元5中执行以便鉴于其关于剂量分布的评价的准确性来评估解剖结构的轮廓。在步骤301中，评估单元5接收解剖结构的轮廓和剂量分布。剂量分布对应于处置路径。如上所述，这可以是针对患者的初始处置路径或已经适应的处置计划。在步骤302中，评估单元5然后评估距解剖结构的轮廓的变化的距离中的剂量分布，以确定至少一个点，在所述至少一个点处，评估的剂量分布满足预定条件。上面已经描述了示范性条件。为了确定至少一个点，评估单元5可以评估沿着从解剖结构的轮廓延伸的一个或多个路径的剂量分布。在步骤303中，评估单元5可以确定至少一个点与轮廓之间的距离，以便在如上面描述的距离的基础上提供可视化。另外或作为备选方案，在步骤304中，例如当可视化如上面解释的敏感性区域时，评估单元可以可视化至少一个点。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。

在权利要求中，“包括”一词不排除其他元素或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。

单个单元或设备可以完成权利要求中记载的若干项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式来分布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统分布。

权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (16)

1.一种用于辅助关于与针对患者的放射治疗处置的处置计划相对应的剂量分布来评估解剖结构(22)的轮廓的系统，所述系统包括评估单元(5)，所述评估单元被配置为：

接收所述解剖结构(22)的所述轮廓和所述剂量分布，

评估距所述解剖结构(22)的所述轮廓的变化的距离中的所述剂量分布，以确定至少一个点，在所述至少一个点处，评估的剂量分布满足预定条件，并且

确定所述至少一个点与所述轮廓之间的距离，和/或向所述系统的用户可视化所述至少一个点。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述评估单元(5)被配置为通过评估沿着从所述解剖结构(22)的所述轮廓在向内或向外方向上延伸的至少一条路径(21a-c)的所述剂量分布来确定所述至少一个点，所述至少一个点位于所述至少一条路径(21a-c)上。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述路径对应于被布置为基本上垂直于所述解剖结构(22)的所述轮廓的射线。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定条件基于所述解剖结构(22)的类型和/或基于在所述放射治疗处置中针对所述解剖结构(22)要实现的剂量目标而被选择。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述预定条件和/或所述路径(21a-c)的所述方向基于所述解剖结构(22)的类型和/或基于在所述放射治疗处置中针对所述解剖结构(22)要实现的剂量目标而被选择。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定条件在所述剂量分布具有预定特性值的情况下得以满足。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述预定特性值对应于预定最大剂量值或预定最小剂量值。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述最大剂量值对应于要在所述处置期间被递送到所述解剖结构(22)的最大剂量或最大平均剂量，或者对应于超过所述最大剂量或所述最大平均剂量预定量的剂量值。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述最小剂量值对应于在所述处置期间要被递送到所述解剖结构(22)的最小剂量或最小平均剂量，或者对应于比所述最小剂量或所述最小平均剂量低预定量的剂量值。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定条件在所述剂量分布在所述至少一个点周围的区域中具有预定特性值的情况下得以满足。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定条件与在所述放射治疗处置中针对所述解剖结构要实现的剂量目标有关，并且其中，所述评估单元(5)被配置为可视化指示所述轮廓的至少部分的误差对基于所述剂量分布和所述轮廓确定的与所述剂量目标的符合性的影响的信息，所述信息是从所述至少一个点和/或从所述至少一个点与所述轮廓之间的所确定的距离导出的。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述评估单元(5)被配置为确定多个点，在所述多个点处，所述评估的剂量分布满足所述预定条件，并且所述评估单元被配置为向所述系统的所述用户显示由所述解剖结构(22)的所述轮廓和所述多个点界定的敏感性区域。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述评估单元(5)还被配置为将所述至少一个点与所述解剖结构(22)的所述轮廓之间的所述距离与预定阈值进行比较。

14.根据权利要求2所述的系统，其中，所述评估单元(5)被配置为在所述至少一条路径上的所述至少一个点与所述解剖结构(22)的所述轮廓之间的所述距离小于预定阈值的情况显示将所述解剖结构(22)的所述轮廓上的所述路径的原点突出的可视化。

15.一种用于辅助关于与针对患者的放射治疗处置的处置计划相对应的剂量分布来评估解剖结构(22)的轮廓的方法，所述方法包括：

接收(301)所述解剖结构(22)的所述轮廓和所述剂量分布，

评估(302)距所述解剖结构(22)的所述轮廓的变化的距离中的所述剂量分布，以确定至少一个点，在所述至少一个点处，评估的剂量分布满足预定条件，以及

确定(303)所述至少一个点与所述轮廓之间的距离，和/或向用户可视化(304)所述至少一个点。

16.一种存储有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码，当所述程序代码在计算机设备上运行时，所述程序代码用于令所述计算机设备执行根据权利要求15所述的方法。

Images