CN114728166A - 使用mr linac的心脏消融 - Google Patents

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Abstract

提供了一种系统和方法，所述系统和方法用于执行包括以下项的操作：基于使用对比度增强的磁共振(MR)成像信息生成的患者的第一图像来生成用于治疗包括心肌疤痕的消融体积的放射疗法治疗计划；基于患者的第一图像，在使用无对比度的MR成像信息生成的患者的第二图像中识别包括心肌疤痕的消融体积；基于在患者的第二图像中识别的消融体积来调整放射疗法治疗计划；基于经调整的放射疗法治疗计划，在由放射疗法治疗设备进行的放射疗法治疗分段的递送期间获取患者的影像图像；以及将患者的影像图像与患者的第二图像进行比较，以控制由放射疗法治疗设备进行的放射疗法束的递送。

Description

使用MR LINAC的心脏消融
优先权要求
本申请要求2019年10月29日提交的美国临时申请第62/927,327号的优先权的权益，其通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开内容的实施方式一般涉及辐射疗法或放射疗法。更具体地，本公开内容涉及用于使用放射疗法执行心脏消融的系统和方法。
背景技术
从消融体积(AV)的识别到治疗本身，发展心脏消融技术以非侵入式地治疗室性心动过速(VT)的趋势日益增长。立体定向体部放射疗法(SBRT)是一种针对此目的被考虑的技术。该技术利用对肿瘤的精确靶向辐射，同时使对邻近正常组织的辐射最小化。这种靶向允许以单个或有限数量的剂量分割来治疗小尺寸或中等尺寸的肿瘤。SBRT具有独特的放射生物学特性，其可以引起显著的肿瘤反应，从而产生相关联的术语“消融”放射疗法。
外部束放射疗法用于治疗哺乳动物(例如，人类和动物)组织中的癌症和其他疾病。外部束放射疗法采用对粒子(光子、电子和/或离子)进行加速以照射患者体内的肿瘤的放射疗法设备。一种这样的放射疗法设备是伽玛刀，伽玛刀使用以高强度和高精度会聚在靶(例如，肿瘤)处的大量低强度伽玛射线照射患者。放射疗法的另一种形式是近距离放射疗法，在近距离放射疗法中，辐射源被放置在需要治疗的区域内或附近。准确地控制辐射束的方向和形状，以确保肿瘤接收规定的辐射剂量，并且来自束的辐射应当使对周围健康组织——通常称为危及器官(OAR)——的损伤最小化。治疗规划可以用于控制辐射束参数，并且放射疗法设备通过向患者递送空间变化的剂量分布来实现治疗。
为了执行SBRT，需要识别AV并且需要创建治疗计划。可以使用以下方式来执行AV的识别：使用单光子发射计算机断层扫描成像(SPECT)、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描成像(CT)和/或超声心动图对解剖疤痕进行定位，以及使用超声心动图成像(ECGI)对活动进行识别。ECGI依赖于：经由患者的植入式心律转复除颤器(ICD)诱发VT，使用心电图(ECG)进行成像，以及使用ECG导联在CT数据上的定位在内部映射外部信息。
尽管ECGI可以精确地定位VT的关键电气要素(electrical element)，但其仅在作为在治疗规划步骤期间用于构建AV的部分信息的情况下有用。ECGI在治疗室中不可用，因此不能协助日常图像引导或呼吸运动的管理。因此，通常会添加附加的治疗裕度，以解决可能会增加副作用的呼吸运动。
发明内容
本公开内容包括用以生成用于治疗消融体积的放射疗法治疗计划的进程。
在一些实施方式中，基于使用对比度增强的磁共振(MR)成像信息生成的患者的第一图像来生成用于治疗包括心肌疤痕的消融体积的放射疗法治疗计划。基于患者的第一图像，在使用无对比度的MR成像信息生成的患者的第二图像中识别包括心肌疤痕的消融体积。基于在患者的第二图像中识别的消融体积来调整放射疗法治疗计划。基于经调整的放射疗法治疗计划，在由放射疗法治疗设备进行的放射疗法治疗分段的递送期间获取患者的影像图像。将影像图像与患者的第二图像进行比较，以控制由放射疗法治疗设备进行的放射疗法束的递送。
在一些实现方式中，第一图像包括三维(3D)规划图像，该三维(3D)规划图像通过以下方式生成：使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取患者的对比度增强的MR成像信息；在3D规划图像中识别心肌疤痕；以及基于3D规划图像对心肌疤痕进行轮廓描绘以生成消融体积，其中，心肌疤痕在对比度增强的MR图像中可见，而在在没有对比度的情况下获取的MR图像中不是可见的。
在一些实现方式中，使用可变形配准技术将3D预治疗图像配准至3D规划图像。
在一些实现方式中，将影像图像配准至3D预治疗图像。
在一些实现方式中，基于将影像图像与第二图像进行比较，检测到消融体积在阈值之外；以及响应于检测到消融体积在阈值之外，暂停放射疗法束的递送。
在一些实现方式中，根据通过对影像图像和第二图像进行配准获得的配准值来计算几何标准或剂量测定标准；以及基于所计算的几何标准或剂量测定标准来调整放射疗法治疗设备的多叶准直器(MLC)叶片。
在一些实现方式中，在屏住呼吸的情况下获取对比度增强的磁共振(MR)成像信息和无对比度的MR成像信息。
在一些实现方式中，向消融体积添加裕度以生成放射疗法治疗计划，其中，裕度不包括呼吸运动的影响。
在一些实现方式中，患者在屏住呼吸或自由呼吸的情况下由放射疗法治疗设备进行治疗。
在一些实现方式中，将影像图像与第二图像进行比较包括：使用图像配准或图像分割将影像图像与第二图像进行比较。
在一些实现方式中，使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取患者的对比度增强的MR成像信息，以及使用磁共振成像(MR)设备获取患者的无对比度的MR成像信息，该磁共振成像(MR)设备是放射疗法治疗设备的与CMR设备分离的部分。在这样的情况下，在CMR设备与MR设备之间匹配坐标系；以及基于经匹配的坐标系在患者的第二图像中识别包括心肌疤痕的消融体积。
在一些实现方式中，使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取患者的对比度增强的MR成像信息，以及使用磁共振成像(MR)设备获取患者的无对比度的MR成像信息，该磁共振成像(MR)设备是放射疗法治疗设备的与CMR设备分离的部分。在这样的情况下，确定由CMR设备提供的图像中的像素与由MR设备提供的图像中的像素之间的对应关系；以及基于所确定的对应关系来在患者的第二图像中识别包括心肌疤痕的消融体积。
在一些实现方式中，将包括心肌疤痕的消融体积从第一图像映射至第二图像。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，贯穿若干视图，相似的附图标记描述基本上相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记表示基本上相似的部件的不同实例。附图通过示例的方式而非通过限制的方式大体上示出了本文献中讨论的各种实施方式。
图1示出了根据一些示例的适于执行治疗计划生成处理的说明性放射疗法系统。
图2示出了根据本公开内容的一些示例的说明性放射疗法设备。
图3示出了根据本公开内容的一些示例的用于执行非侵入式心脏消融的过程的示例流程图。
具体实施方式
与本公开内容一致的系统和方法涉及在MR-Linac放射疗法治疗设备上执行非侵入式心脏消融。具体地，所公开的实施方式包括用于使用改进的放射疗法技术来执行非侵入式心脏消融(例如，用于创建放射疗法治疗计划(“治疗计划”))的系统和方法。所公开的技术可以用于在患者的治疗期间实时或接近实时地控制由放射疗法设备进行的放射疗法的递送。根据所公开的实施方式，可以在相对于传统技术减少裕度的情况下非侵入式地治疗VT。
通常，基于成像信息(诸如患者的MR图像)生成放射疗法治疗计划。具体地，MR图像的集合被捕获并用于创建感兴趣区域的3D规划图像。在感兴趣区域内识别靶，然后创建放射疗法治疗计划以将放射疗法束定向成朝向该靶。因此，能够使靶在3D规划图像内可视化是创建适当的放射疗法治疗计划的关键。通常，心肌疤痕可能在收集的MR图像中不是可见的。这在生成以心肌疤痕为靶的放射疗法治疗计划方面引入了挑战，这使得典型的方法不适于应用于治疗心肌疤痕或可能在MR图像中不是可见的其他靶并且对于应用于治疗心肌疤痕或可能在MR图像中不是可见的其他靶是不切实际的。
根据一些实施方式，通过使用其中心肌疤痕可见的对比度增强的MR图像来捕获图像并找到心肌疤痕在无对比度情况下捕获的MR图像中的位置的对应关系来生成放射疗法治疗计划以治疗心肌疤痕。具体地，在在对比度增强的MR图像中识别心肌疤痕并对心肌疤痕进行轮廓描绘之后，生成放射疗法治疗计划。在稍后的时间点处(例如，恰好在向患者递送放射疗法治疗之前)，在没有对比度的情况下获得患者的MR图像，并且将根据对比度增强的MR图像确定的心肌疤痕的位置、定位、像素或其他识别成分映射到在没有对比度的情况下获得的MR图像中不是可见的或可见性受限的心肌疤痕的位置。然后，使用在没有对比度的情况下捕获的MR图像来调整和更新基于对比度增强的MR图像生成的放射疗法治疗计划。如本文中所提及的，对比度增强的MR图像是在将造影剂注射到患者体内时或紧在将造影剂注射到患者体内之后捕获的MR图像。
在一些实施方式中，在患者处于治疗定位的情况下获取心肌疤痕的MR图像。可以在MR-Linac(放射疗法治疗设备)本身上或者在不同的MR扫描仪上的单独规划阶段中利用用于增强疤痕的可视化的对比度增强的心脏磁共振(CMR)成像来获取心肌疤痕的MR图像。在一些情况下，使用屏住呼吸来获取CMR图像。例如，可以指示用户屏住其呼吸特定时间长度，并且仅在这些屏住呼吸的时段期间获取CMR图像信息。根据该获取的CMR成像信息生成三维(3D)规划图像。自动或手动地处理图像(例如，3D规划图像)以识别心肌疤痕。在3D规划图像上对该心肌疤痕进行轮廓描绘以生成AV。也可以结合其他信息(诸如ECGI、SPECT或CT图像)来定义AV。可以向AV添加裕度以解决其他不确定性，但不需要包括呼吸运动的影响。以这种方式，根据所公开的技术的裕度可以小于在典型技术中(例如，在典型的SBRT技术中)应用的裕度。然后生成用以例如在单个放射疗法治疗分段中治疗AV的治疗计划。
诸如使用无对比度的MR成像来获取不一定需要对比度的第二3D“预治疗”图像。可以使用MR-Linac或其他MR扫描仪来获取MR成像。可以使用由与用于捕获3D规划图像的CMR成像的设备相同或不同的设备捕获的MR图像来生成预治疗图像。该第二3D图像也可以在屏住呼吸的情况下被获取，其中，在获取图像时指示患者屏住其呼吸特定时间长度。诸如使用可变形配准算法将使用无对比度的MR图像生成的该第二3D预治疗图像配准至使用具有对比度的CMR图像生成的3D规划图像。使用所计算的配准使先前生成的AV适于第二3D预治疗图像。可以基于第二3D预治疗图像来调整或完全重新计算治疗计划。
在一些实施方式中，患者在屏住呼吸或自由呼吸下被治疗。在治疗期间，获取二维(2D)影像图像并将其与3D预治疗图像进行比较。例如，使用配准和/或分割技术将2D影像图像与3D预治疗图像进行比较。基于这些配准计算来调整放射疗法治疗。例如，可以通过在AV移动到给定阈值之外的情况下暂停束以及/或者通过基于根据配准值计算的几何标准或剂量测定标准调整多叶准直器(MLC)叶片来调整放射疗法治疗。
以这种方式，所公开的技术可以用于以减少的副作用以及没有引起呼吸运动的典型裕度增加的情况下针对VT治疗患者。在一些情况下，代替屏住呼吸或除了屏住呼吸之外，可以使用四维(4D)MR图像来提供规划图像和/或预治疗图像。
图1示出了示例性放射疗法系统100，该放射疗法系统100适于使用本文中讨论的方法中的一种或更多种来执行放射疗法计划处理操作。执行这些放射疗法计划处理操作，以使得放射疗法系统100能够基于捕获的医学成像数据和疗法剂量计算或放射疗法机器配置参数的特定方面向患者提供辐射疗法。
放射疗法系统100包括托管治疗处理逻辑120的放射疗法处理计算系统110。放射疗法处理计算系统110可以连接至网络(未示出)，并且这样的网络可以连接至因特网。例如，网络可以将放射疗法处理计算系统110与一个或更多个医疗信息源(例如，放射信息系统(RIS)、医疗记录系统(例如，电子医疗记录(EMR)/电子健康记录(EHR)系统)、肿瘤学信息系统(OIS))、一个或更多个图像数据源150、图像获取设备170(例如，成像模式)、治疗设备180(例如，辐射疗法设备，本文中也称为放射疗法设备或放射疗法治疗设备)以及治疗数据源160连接。例如，放射疗法处理计算系统110可以被配置成监测当前患者几何形状以实时计算给定分段内对受试者的剂量递送(例如，根据一个或更多个2D影像图像)，并且基于AV的3D图像与一个或更多个2D影像图像的比较以针对后续在相同分段中递送的剂量来修改由放射疗法设备执行的放射疗法治疗计划的参数。
放射疗法处理计算系统110可以包括处理电路系统112、存储器114、存储设备116、以及诸如用户接口142、通信接口(未示出)等的其他硬件可操作和软件可操作的功件。存储设备116可以存储诸如操作系统、辐射疗法治疗计划、软件程序(例如，图像处理软件、图像或解剖可视化软件、诸如由深度学习模型、ML模型和神经网络等提供的人工智能(AI)或ML实现和算法)的暂态或非暂态计算机可执行指令以及要由处理电路系统112执行的任何其他计算机可执行指令。
在示例中，处理电路系统112可以包括处理设备，例如，诸如微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、加速处理单元(APU)等的一个或更多个通用处理设备。更特别地，处理电路系统112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、实现其他指令集的处理器或实现指令集的组合的处理器。处理电路系统112也可以由诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、片上系统(SoC)等的一个或更多个专用处理设备来实现。
如本领域技术人员将认识到的，在一些示例中，处理电路系统112可以是专用处理器而不是通用处理器。处理电路系统112可以包括一个或更多个已知的处理设备，诸如来自由IntelTM制造的PentiumTM、CoreTM、XeonTM或
Figure BDA0003667004430000071
系列的微处理器、来自由AMDTM制造的TurionTM、AthlonTM、SempronTM、OpteronTM、FXTM、PhenomTM系列的微处理器、或者由太阳微系统公司(Sun Microsystems)制造的各种处理器中的任何处理器。处理电路系统112也可以包括图形处理单元，例如来自由NvidiaTM制造的
Figure BDA0003667004430000072
系列的GPU、来自由IntelTM制造的GMA、IrisTM系列的GPU、或来自由AMDTM制造的RadeonTM系列的GPU。处理电路系统112还可以包括加速处理单元，例如由IntelTM制造的Xeon PhiTM系列。所公开的实施方式不限于以其他方式被配置成满足标识、分析、维护、生成和/或提供大量数据或操纵这样的数据以执行本文中公开的方法的计算需求的任何类型的处理器。另外，术语“处理器”可以包括多于一个物理(基于电路系统)或基于软件的处理器，例如多核设计或各自具有多核设计的多个处理器。处理电路系统112可以执行被存储在存储器114中并且从存储设备116被访问的暂态或非暂态计算机程序指令的序列，以执行将在下面更详细地说明的各种操作、过程、方法。应当理解，系统100中的任何部件可以单独地被实现并作为独立设备进行操作，并且可以耦接至系统100中的任何其他部件以执行本公开内容中描述的技术。
存储器114可以包括只读存储器(ROM)、相变随机存取存储器(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪速存储器、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)例如同步DRAM(SDRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、静态存储器(例如，闪速存储器、闪存盘、静态随机存取存储器)以及其他类型的随机存取存储器、高速缓冲存储器、寄存器、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其他光学存储装置、盒式磁带、其他磁存储设备、或者可以被用来存储能够由处理电路系统112或任何其他类型的计算机设备访问的包括图像、训练数据、ML技术参数、设备适配功能、数据或者暂态或非暂态计算机可执行指令(例如，以任何格式存储)的信息的任何其他非暂态介质。例如，计算机程序指令可以由处理电路系统112访问，可以从ROM或任何其他合适的存储器位置被读取，并且可以被加载到RAM中以由处理电路系统112执行。
存储设备116可以构成包括暂态或非暂态机器可读介质的驱动单元，在该暂态或非暂态机器可读介质上存储有由本文中描述的方法或功能中的任何一个或更多个实施或利用的一个或更多个暂态或非暂态指令集和数据结构(例如，软件)(在各种示例中，包括治疗处理逻辑120和用户接口142)。在放射疗法处理计算系统110执行指令期间，指令还可以全部或至少部分地驻留在存储器114和/或处理电路系统112内，其中存储器114和处理电路系统112也构成暂态或非暂态机器可读介质。
存储器114和存储设备116可以构成非暂态计算机可读介质。例如，存储器114和存储设备116可以将用于一个或更多个软件应用的暂态或非暂态指令存储或加载在计算机可读介质上。利用存储器114和存储设备116存储或加载的软件应用可以包括例如用于通用计算机系统以及用于软件控制的设备的操作系统。放射疗法处理计算系统110还可以操作包括用于实现治疗处理逻辑120和用户接口142的软件代码的各种软件程序。此外，存储器114和存储设备116可以存储或加载能够由处理电路系统112执行的整个软件应用、软件应用的一部分或者与软件应用相关联的代码或数据。在另一示例中，存储器114和存储设备116可以存储、加载和操纵一个或更多个辐射疗法治疗计划、成像数据、分割数据、治疗可视化、直方图或测量结果、AI模型数据(例如，权重和参数)、训练数据、标记和映射数据等。可以预期，软件程序不仅可以被存储在存储设备116和存储器114上，而且还可以被存储在诸如硬盘驱动器、计算机磁盘、CD-ROM、DVD、蓝光DVD、USB闪存驱动器、SD卡、记忆棒的可移除计算机介质上或任何其他合适的介质上；也可以通过网络传送或接收这样的软件程序。
尽管未描绘，但是放射疗法处理计算系统110可以包括通信接口、网络接口卡和通信电路系统。示例通信接口可以包括例如网络适配器、线缆连接器、串行连接器、USB连接器、并行连接器、高速数据传输适配器(例如，诸如光纤、USB 3.0、雷电接口(thunderbolt)等)、无线网络适配器(例如，诸如IEEE 802.11/Wi-Fi适配器)、电信适配器(例如，与3G、4G/LTE和5G网络等进行通信)等。这样的通信接口可以包括一个或更多个数字和/或模拟通信设备，所述一个或更多个数字和/或模拟通信设备允许机器经由网络与其他机器和设备例如位于远处的部件进行通信。网络可以提供局域网(LAN)、无线网络、云计算环境(例如，软件即服务、平台即服务、基础设施即服务等)、客户端-服务器、广域网(WAN)等的功能。例如，网络可以是可以包括其他系统(包括与医学成像或放射疗法操作相关联的附加图像处理计算系统或基于图像的部件)的LAN或WAN。
在示例中，放射疗法处理计算系统110可以从图像数据源150(例如，MR图像)获得图像数据152，以用于托管在存储设备116和存储器114上。在又一示例中，软件程序可以替代患者图像的功能诸如符号距离函数或强调图像信息的某些方面的图像的处理版本。
在示例中，放射疗法处理计算系统110可以从图像数据源150获得图像数据152或者向图像数据源150传送图像数据152。在另外的示例中，治疗数据源160接收或更新作为由治疗处理逻辑120(例如，基于AV的3D图像与一个或更多个2D影像图像的比较或配准)生成的放射疗法设备参数调整的结果的规划数据162。
处理电路系统112可以通信地耦接至存储器114和存储设备116，并且处理电路系统112可以被配置成执行存储在其上的来自存储器114或存储设备116的计算机可执行指令。处理电路系统112可以执行指令，以使得来自图像数据152的医学图像在存储器114中被接收或获得并使用治疗处理逻辑120进行处理。
此外，处理电路系统112可以利用软件程序生成中间数据，诸如将由例如神经网络模型或机器学习模型使用的更新的参数。此外，这样的软件程序可以利用治疗处理逻辑120来产生被提供至治疗数据源160以使用本文中进一步讨论的技术来修改在给定分段内递送至靶的剂量和/或在输出设备146上呈现的剂量的更新的放射疗法参数。处理电路系统112随后可以经由通信接口和网络将更新的放射疗法参数发送至治疗设备180，在治疗设备180中，更新的参数将用于使用辐射经由治疗设备180对患者进行治疗。软件程序和工作流130的其他输出和使用可以随着放射疗法处理计算系统110的使用而发生。放射疗法参数可以包括MLC位置和设置、台架角度、辐射剂量的量(例如，监测单元(MU)的量)、放射疗法束方向、辐射束大小、弧放置、束开关的持续时间、机器参数、分割、台架速度、MRI脉冲序列、它们的任意组合等。
在本文的示例中，处理电路系统112可以执行软件程序，所述软件程序调用治疗处理逻辑120来实现给定分段内的设备适配模型(指定设备适配策略和/或参数调整量)的ML、深度学习、神经网络、生成式机器学习模型、生成式对抗网络和人工智能的其他方面的功能。例如，处理电路系统112可以执行根据接收到的多个患者的治疗信息来训练、分析、预测、评估和生成设备适配模型的软件程序。
在示例中，图像数据152可以包括一个或更多个MRI图像(例如，2D MRI、3D MRI、2D流式MRI、4D MRI、4D体积MRI、4D影像MRI、CMR图像、对比度增强的MR图像等)、功能MRI图像(例如，fMRI、DCE-MRI、扩散MRI)、计算机断层扫描(CT)图像(例如，2D CT、2D锥形束CT、3DCT、3D CBCT、4D CT、4DCBCT)、ECGI图像、超声心动图图像、超声图像(例如，2D超声、3D超声、4D超声)、正电子发射断层扫描(PET)图像、X射线图像、荧光镜图像、放射疗法射野图像(radiotherapy portal image)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)图像、计算机生成的合成图像(例如，伪CT图像)等。此外，图像数据152还可以包括医学图像处理数据或者与医学图像处理数据相关联，医学图像处理数据例如是训练图像、以及基表实况图像(groundtruth image)、轮廓图像和剂量图像。在其他示例中，可以以非图像格式(例如，坐标、映射等)来表示解剖区域的等效表示。
在示例中，可以从图像获取设备170接收图像数据152，并且将该图像数据152存储在图像数据源150(例如，图片存档及通信系统(PACS)、供应者中立档案库(VNA)、医疗记录或信息系统、数据仓库等)中的一个或更多个中。因此，图像获取设备170可以包括MRI成像设备、CT成像设备、PET成像设备、超声成像设备、荧光镜设备、SPECT成像设备、超声心动图成像设备、ECGI成像设备、集成的线性加速器和MRI成像设备、CBCT成像设备或者用于获得患者的医学图像的其他医学成像设备。图像数据152可以按图像获取设备170和放射疗法处理计算系统110可以用来执行与所公开实施方式一致的操作的任何数据类型或任何格式类型(例如，以医学数字成像和通信(DICOM)格式)被接收和存储。此外，在一些示例中，可以训练本文中讨论的模型以处理原始图像数据格式或其派生。
在示例中，图像获取设备170可以与治疗设备180集成为单个装置(例如，与线性加速器组合的MRI设备，也被称为“MRI-Linac”)。这样的MRI-Linac可以被用来例如确定患者体内靶的位置，以根据辐射疗法治疗计划将线性辐射疗法或圆形辐射疗法准确地定向至预定靶(例如，AV)。例如，辐射疗法治疗计划可以提供关于要施加至每个患者的特定辐射剂量的信息。辐射疗法治疗计划还可以包括其他放射疗法信息和放射疗法设备参数，例如束角度、剂量-直方图-体积信息、在疗法期间要使用的辐射束的数目、每束的剂量等。在一些实施方式中，MR-Linac设备获取2D影像图像，并将2D影像图像与先前生成的3D预治疗图像进行比较以调整放射疗法治疗。
在一些实施方式中，图像获取设备170被配置成获取患者处于治疗定位情况下的心肌疤痕的CMR图像。可以在MR-Linac(放射疗法治疗设备)(例如，治疗处理逻辑120)本身上或者在不同的MR扫描仪或成像获取设备170上的单独规划阶段中利用用于增强疤痕的可视化的对比度增强的CMR成像来获取该CMR图像。在一些情况下，图像获取设备170使用屏住呼吸来获取图像，其中指示用户屏住其呼吸特定时间长度，同时仅在这些屏住呼吸时段期间获取图像信息。在一些实现方式中，图像获取设备170根据该获取的CMR成像信息生成三维(3D)规划图像。图像获取设备170自动或手动地处理3D规划图像以识别心肌疤痕。在一些情况下，图像获取设备170使用机器学习技术来识别3D规划图像中存在心肌疤痕的部分。在3D规划图像上对该心肌疤痕进行轮廓描绘以生成AV。在一些情况下，图像获取设备170集成或结合其他信息(诸如ECGI、SPECT或CT图像)来定义AV。
治疗处理逻辑120接收3D规划图像，并向AV添加裕度以解决不确定性。在一些情况下，由治疗处理逻辑120添加的裕度不包括呼吸运动的影响。以这种方式，根据所公开的技术的裕度可以小于在典型技术中(例如，在典型的SBRT技术中)应用的裕度。治疗处理逻辑120自动地(例如，使用机器学习技术)或手动地生成用以例如在单个放射疗法治疗分段中治疗AV的治疗计划。
在一些实施方式中，在由治疗处理逻辑120生成用以治疗AV的治疗计划之后且恰好在治疗阶段之前，图像获取设备170诸如使用在没有对比度的情况下获取的MR成像信息来生成不需要对比度的第二3D预治疗图像。用于捕获用以生成3D规划图像的CMR图像的图像获取设备170可以与用于捕获用以生成3D预治疗图像的无对比度的MR成像信息的图像获取设备170相同或不同。该第二3D预治疗图像也可以在屏住呼吸下获取，其中，在获取图像时指示患者屏住其呼吸特定时间长度。
图像获取设备170诸如使用可变形配准算法或机器学习技术将该第二3D预治疗配准至3D规划图像。在一些情况下，图像获取设备170计算或确定由相同或不同的图像获取设备170在具有对比度的情况下捕获的CMR图像与在没有对比度的情况下捕获的MR图像之间的对应关系。例如，使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取患者的对比度增强的MR成像信息，以及使用作为放射疗法治疗设备的与CMR设备分离的部分的磁共振成像(MR)设备来获取患者的无对比度的MR成像信息。图像获取设备170(或耦接至图像获取设备170的处理设备)对CMR设备与MR设备之间的坐标系进行匹配。通过匹配坐标系，图像获取设备170能够将由CMR设备获取的图像中的像素与由MR设备获取的那些图像进行映射。以这种方式，在CMR图像中可能明显且可见而在MR图像中不是可见的心肌疤痕仍然可以在MR图像中被识别。也就是，使用匹配的坐标系将CMR图像中与疤痕相对应的像素(例如，3D规划图像中的像素)与MR图像中的像素(例如，3D预治疗图像中的像素)进行匹配。以这种方式，仅在CMR图像中可见的心肌疤痕可以由捕获无对比度的MR图像的放射疗法治疗设备进行治疗。具体地，使用所计算的配准使先前生成的AV适于第二3D预治疗图像。可以基于第二3D预治疗图像来调整或完全重新计算治疗计划。
在治疗AV的治疗阶段期间，治疗处理逻辑120与图像获取设备170通信以获取2D影像图像。例如，图像获取设备170可以生成2D影像图像，所述2D影像图像包括2D图像序列，该2D图像序列在短剪辑中描绘了整个心动周期的心脏运动。在一些情况下，使用ECG触发的分段成像来获得2D影像图像。分段获取是将心动周期划分成多个区段(帧)以产生可以显示为视频剪辑(影像)的一系列图像的过程。心动周期以ECG的R波开始，以随后的R波结束，并根据心率划分成10至20个区段。2D影像图像中的每个图像包括在几次心跳内收集的信息，这允许根据序列在10秒至20秒的屏住呼吸的情况下获取视频剪辑。最终的2D影像图像包括单独帧序列。2D影像图像可以使用无对比度的MR成像来获得，并且可能不明显地表示心肌疤痕。
治疗处理逻辑120使用配准和/或分割技术将2D影像图像的一个或更多个部分或帧与3D预治疗图像进行比较。例如，治疗处理逻辑120确定识别2D影像图像中的如下部分：该部分对应于预治疗图像中被指示为与心肌疤痕相对应的像素。治疗处理逻辑120确定2D影像图像的被识别部分是否与预治疗图像中被指示为与心肌疤痕相对应的像素交叠超过指定阈值或是否在所述像素之外超过指定阈值。如果是，则治疗处理逻辑120基于这些配准计算来调整放射疗法治疗。例如，可以通过在AV移动到给定阈值之外的情况下暂停束以及/或者通过基于根据配准值计算的几何标准或剂量测定标准调整多叶准直器(MLC)叶片来调整放射疗法治疗。
阈值可以是自动确定的值，或者可以由用户手动设置。可以基于用于捕获CMR图像和/或MR图像的成像设备的类型来设置阈值。例如，如果用以捕获用于规划图像的CMR图像的成像设备与用以捕获用于预治疗图像的MR图像(无对比度)的成像设备不同，则第一阈值可以被计算并用于响应于AV移动到阈值之外来控制放射疗法治疗。作为另一示例，如果用以捕获用于规划图像的CMR图像的成像设备与用以捕获用于预治疗图像的MR图像(无对比度)的成像设备相同，则第二阈值可以被计算并用于响应于AV移动到阈值之外来控制放射疗法治疗。第二阈值可以大于或小于第一阈值。
放射疗法处理计算系统110可以通过网络与外部数据库进行通信，以发送/接收与图像处理和放射疗法操作有关的多个各种类型的数据。例如，外部数据库可以包括机器数据(包括设备约束)，该机器数据提供与治疗设备180、图像获取设备170或者与放射疗法或医疗过程有关的其他机器相关联的信息。机器数据信息可以包括辐射束大小、弧放置、束开关持续时间、机器参数、分割、MLC配置、台架速度、MRI脉冲序列等。外部数据库可以是存储设备并且可以配备有适当的数据库管理软件程序。此外，这样的数据库或数据源可以包括以中央方式或分布式方式定位的多个设备或系统。
放射疗法处理计算系统110可以使用一个或更多个通信接口经由网络收集并获得数据并且与其他系统进行通信，所述一个或更多个通信接口通信地耦接至处理电路系统112和存储器114。例如，通信接口可以提供放射疗法处理计算系统110与放射疗法系统部件之间的通信连接(例如，允许与外部设备交换数据)。例如，在一些示例中，通信接口可以具有相对于输出设备146或输入设备148的适当的接口电路系统以连接至用户接口142，该用户接口142可以是用户可以通过其将信息输入到放射疗法系统中的硬件键盘、小键盘或触摸屏。
例如，输出设备146可以包括显示设备，该显示设备输出：用户接口142的表示；以及医学图像、治疗计划、以及这样的计划的训练、生成、验证或实现的状态的一个或更多个方面、可视化或表示。输出设备146可以包括一个或更多个显示屏，所述一个或更多个显示屏显示医学图像、接口信息、治疗规划参数(例如，轮廓、剂量、束角度、标记、图等)、治疗计划、靶、定位靶和/或跟踪靶、或者任何与用户有关的信息。连接至用户接口142的输入设备148可以是键盘、小键盘、触摸屏或者用户可以用来向放射疗法系统100输入信息的任何类型的设备。可替选地，输出设备146、输入设备148以及用户接口142的功件可以被集成到诸如智能电话或平板计算机(例如，Apple
Figure BDA0003667004430000141
Lenovo
Figure BDA0003667004430000142
Samsung
Figure BDA0003667004430000143
等)的单个设备中。
此外，放射疗法系统100的任何部件和所有部件均可以被实现为虚拟机(例如，经由VMWare、Hyper-V等虚拟化平台)或独立设备。例如，虚拟机可以是用作硬件的软件。因此，虚拟机可以包括共同用作硬件的至少一个或更多个虚拟处理器、一个或更多个虚拟存储器以及一个或更多个虚拟通信接口。例如，放射疗法处理计算系统110、图像数据源150或类似部件可以被实现为虚拟机或被实现在基于云的虚拟化环境内。
图像获取设备170可以被配置成针对关注区域(例如，靶器官、靶肿瘤、AV或二者)获取患者的解剖结构的一个或更多个图像。每个图像——通常是2D图像或切片——可以包括一个或更多个参数(例如，2D切片厚度、取向和位置等)。在示例中，图像获取设备170可以获取任何取向的2D切片。例如，2D切片的取向可以包括矢状取向(sagittal orientation)、冠状取向(oronal orientation)或轴向取向。处理电路系统112可以调整一个或更多个参数，例如2D切片的厚度和/或取向，以包括靶器官和/或靶肿瘤。在示例中，可以根据诸如3DCBCT或CT或MRI体积的信息来确定2D切片。当患者正在经历辐射疗法治疗时，例如当使用治疗设备180时，可以由图像获取设备170“近乎实时地”获取这样的2D切片(如本领域已知的，“近乎实时地”意味着在图像获取与治疗之间没有(或具有最小)滞后的情况下获取数据)。
在一些实施方式中，治疗处理逻辑120基于由图像获取设备170捕获的一个或更多个2D影像图像来实时或接近实时地控制对患者的AV进行的放射疗法的递送。具体地，治疗处理逻辑120基于由图像获取设备170捕获的患者的第一图像生成用于治疗消融体积的放射疗法治疗计划。在一些情况下，第一图像是在患者屏住呼吸时在具有对比度的情况下获取的3D MR图像。
在示例中，由治疗处理逻辑120来处理第一图像，以识别第一图像中的心肌疤痕。在一些实现方式中，治疗处理逻辑120使用机器学习技术和/或用户输入来识别心肌疤痕。治疗处理逻辑120对心肌疤痕进行轮廓描绘以生成消融体积(AV)。在一些实施方式中，治疗处理逻辑120使用机器学习(例如，自动化放射疗法治疗计划生成)和/或基于来自用户的输入生成放射疗法治疗计划。在一些实现方式中，治疗处理逻辑120向第一图像中的AV添加裕度以解决不确定性。该裕度可能不包括呼吸运动的影响。
在生成用于治疗AV的放射疗法治疗计划之后，获取第二图像。在一些情况下，第二图像是在患者屏住呼吸时在没有对比度的情况下获取的3D MR图像。治疗处理逻辑120将来自使用CMR成像信息生成的3D规划图像的AV映射到在没有对比度的情况下获取的3D MR图像。在一个示例中，治疗处理逻辑120将第二图像配准至第一图像，并基于第二图像到第一图像的配准来调整放射疗法治疗计划。在一些情况下，治疗处理逻辑120使用可变形配准技术将第二图像配准至第一图像。特别地，治疗处理逻辑120识别第二图像中的AV，并确定第二图像中的AV的定位和/或大小相对于第一图像之间的任何差异。基于这样的差异，治疗处理逻辑120更新和/或重新计算用于治疗AV的放射疗法治疗计划。
在一些实施方式中，当患者在单个放射疗法治疗分段中(例如，在屏住呼吸或自由呼吸的情况下)经受放射疗法时，治疗处理逻辑120获得一个或更多个2D影像图像，并基于2D影像图像更新或修改放射疗法治疗计划的参数。具体地，治疗处理逻辑120将给定的2D影像图像(例如，2D影像图像中AV的位置和/或大小)与第二图像中的AV进行比较。治疗处理逻辑120基于该比较确定AV的位置和/或大小的差异，并调整放射疗法治疗计划的一个或更多个参数。例如，治疗处理逻辑120可以基于经配准的2D影像图像和第二图像来确定消融体积在阈值之外。作为响应，治疗处理逻辑120暂停放射疗法束的递送。作为另一示例，治疗处理逻辑120根据通过将2D影像图像与第二图像进行配准而获得的配准值来计算几何标准或剂量测定标准。治疗处理逻辑120基于所计算的几何标准或剂量测定标准来调整放射疗法治疗设备的多叶准直器(MLC)叶片。
图2示出了示例性图像引导的辐射疗法设备202，其包括诸如X射线源或线性加速器的辐射源、床216、成像检测器214和辐射疗法输出部204。辐射疗法设备202可以被配置成发射辐射疗法束208以向患者提供疗法。辐射疗法输出部204可以包括一个或更多个衰减器或准直器，例如多叶准直器(MLC)。
例如，患者可以被定位在由治疗床216支承的区域212中，以根据辐射疗法治疗计划接收辐射疗法剂量。辐射疗法输出部204可以安装或附接至台架206或其他机械支承件。当床216插入到治疗区域中时，一个或更多个底盘马达(未示出)可以使台架206和辐射疗法输出部204绕床216旋转。在示例中，当床216插入到治疗区域中时，台架206可以绕床216连续地可旋转。在另一示例中，当床216插入到治疗区域中时，台架206可以旋转至预定位置。例如，台架206可以被配置成使疗法输出部204绕轴(“A”)旋转。床216和辐射疗法输出部204二者均能够独立地移动至患者周围的其他位置，例如，能够在横向方向(“T”)上移动、能够在侧向方向(“L”)上移动，或者绕一个或更多个其他轴的旋转，例如绕横向轴(被表示为“R”)旋转。通信地连接至一个或更多个致动器(未示出)的控制器可以控制床216移动或旋转，以根据辐射疗法治疗计划将患者适当地定位在辐射疗法束208中或辐射疗法束208外。床216和台架206二者均能够以多个自由度彼此独立地移动，这使得患者能够被定位成使得辐射疗法束208可以精确地靶向肿瘤。
坐标系(包括轴A、轴T和轴L)可以具有位于等中心210处的原点。等中心210可以被定义为如下位置，在该位置处，辐射疗法束208的中心轴与坐标轴的原点相交，例如以将规定的辐射剂量递送至患者身上的位置或患者体内的位置。可替选地，等中心210可以被定义为如下位置，在该位置处，对于如由台架206定位的辐射疗法输出部204绕轴A的各种旋转位置，辐射疗法束208的中心轴与患者相交。
台架206还可以具有附接的成像检测器214。成像检测器214优选地与辐射源(输出部204)相对地定位，并且在示例中，成像检测器214可以位于辐射疗法束208的场内。成像检测器214可以安装在台架206上，优选地与辐射疗法输出部204相对，例如以保持与辐射疗法束208对准。随着台架206旋转，成像检测器214绕旋转轴旋转。在示例中，成像检测器214可以是平板检测器(例如，直接检测器或闪烁体检测器)。以这种方式，成像检测器214可以被用来监测疗法束208，或者成像检测器214可以用于对患者的解剖结构进行成像(例如射野成像)。辐射疗法设备202的控制电路系统可以集成在放射疗法系统100内或者远离放射疗法系统100。
在说明性示例中，可以自动定位床216、疗法输出部204或台架206中的一个或更多个，并且疗法输出部204可以根据特定疗法递送实例的指定剂量来创建辐射疗法束208。可以根据辐射疗法治疗计划例如使用台架206、床216或疗法输出部204的一个或更多个不同的取向或位置，来指定疗法递送的序列。疗法递送可以顺序地发生，但是可以在患者身上或在患者体内的期望疗法位点处例如在等中心210处交叉。由此，可以将辐射疗法的规定的累积剂量递送至疗法位点，同时可以减少或避免对疗法位点附近的组织的损害。
因此，图2具体示出了辐射疗法设备202的示例，该辐射疗法设备202能够操作成：向患者提供符合在给定分段内调整的放射疗法治疗计划以及设备的参数的放射疗法治疗，或者根据在给定分段内调整的放射疗法治疗计划以及设备的参数来向患者提供放射疗法治疗，该辐射疗法设备202具有其中辐射疗法输出部可以围绕中心轴(例如轴“A”)旋转的配置。可以使用其他辐射疗法输出部配置。例如，辐射疗法输出部可以安装至具有多个自由度的机械臂或机械手。在又一示例中，疗法输出部可以是固定的，例如位于与患者横向分离的区域中，并且支承患者的平台可以用于将辐射疗法等中心与患者体内的指定的靶位点对准。在另一示例中，辐射疗法设备可以是线性加速器和图像获取设备的组合。在一些示例中，如本领域普通技术人员将认识到的，图像获取设备可以是MRI、X射线、CT、CBCT、螺旋CT、PET、SPECT、光学断层扫描、荧光成像、超声成像或放射疗法门脉成像设备等。
图3是计算针对患者的放射疗法剂量分布并且可以在例如图1所示的系统中实现的说明性过程300的流程图。本文中描述的技术符合不同的操作系统或硬件，并且可以应用于任何各种环境中以利用所描述的特征。过程300可以以由一个或更多个处理器执行的计算机可读指令实施，使得过程300的操作可以部分或全部由治疗处理逻辑120的功能部件执行；因此，下面参照其通过示例的方式描述过程300。然而，在其他实施方式中，过程300的操作中的至少一些操作可以部署在各种其他硬件配置上。因此，过程300并不旨在限于治疗处理逻辑120，并且可以全部或部分地由任何其他组件来实现。过程300的操作中的一些操作或所有操作可以并行、无序或完全省略。
在块310处，治疗处理逻辑120基于使用对比度增强的磁共振(MR)成像信息生成的患者的第一图像来生成用于治疗包括心肌疤痕的消融体积的放射疗法治疗计划。
在块320处，治疗处理逻辑120基于患者的第一图像在使用无对比度的MR成像信息生成的患者的第二图像中识别包括心肌疤痕的消融体积。
在块330处，治疗处理逻辑120基于在患者的第二图像中识别的消融体积调整放射疗法治疗计划。
在块340处，治疗处理逻辑120基于经调整的放射疗法治疗计划在由放射疗法治疗设备进行的放射疗法治疗分段的递送期间获取患者的影像图像。
在块350处，治疗处理逻辑120将患者的影像图像与患者的第二图像进行比较，以控制由放射疗法治疗设备进行的放射疗法束的递送。
本文所述的技术在辐射疗法或放射疗法领域具有许多优势。例如，如本文中所述的计算治疗计划剂量分布可以显著地减少计算时间和所需的存储器。
补充注释
如先前所讨论的，各个电子计算系统或设备可以实现如本文中所讨论的方法或功能操作中的一个或更多个。在一个或更多个实施方式中，放射疗法处理计算系统可以被配置、适配成或用于控制或操作图像引导的辐射疗法设备、执行或实现以上过程中的操作、或执行所讨论的其他方法中的任何一种或更多种。在各种实施方式中，这样的电子计算系统或设备作为独立设备进行操作或者可以连接(例如，联网)至其他机器。例如，这样的计算系统或设备可以在服务器-客户端网络环境中以服务器或客户端机器的能力进行操作，或者在对等式(或分布式)网络环境中作为对等机器进行操作。计算系统或设备的特征可以由个人计算机(PC)、平板PC、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、web设备或者能够执行指定要由该机器执行的动作的指令(顺序地或以其他方式)的任何机器来实施。
如上面也已指示的，以上讨论的功能可以通过机器可读介质上的指令、逻辑或其他信息存储来实现。虽然可能已经在各种示例中按照单个介质描述了机器可读介质，但是术语“机器可读介质”可以包括存储一个或更多个暂态或非暂态指令或数据结构的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓冲存储器和服务器)。术语“机器可读介质”也应当被认为包括任何有形介质，该有形介质能够存储、编码或携载用于由机器执行并且使机器执行本公开内容的方法中的任何一种或更多种的暂态或非暂态指令，或者该有形介质能够存储、编码或携载由这样的指令利用或与这样的指令相关联的数据结构。
以上详细描述包括对附图的参照，附图形成详细描述的一部分。附图通过说明的方式而不是通过限制的方式示出了其中可以实践本公开内容的具体实施方式。这些实施方式在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了示出的或描述的元素之外的元素。然而，本公开内容还预期仅提供示出的或描述的那些元素的示例。此外，本公开内容还预期使用关于特定示例(或者特定示例的一个或更多个方面)或关于在本文中示出或描述的其他示例(或者其他示例的一个或更多个方面)示出的或描述的那些元素(或者那些元素的一个或更多个方面)的任何组合或排列的示例。
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在本文献中，在介绍本公开内容或其实施方式中的各方面的元素时，如在专利文献中常见的那样，使用术语“一(a)”、“一个(an)”、“该(the)”和“所述(said)”以包括元素中的一个或多于一个或更多个元素，独立于“至少一个”或者“一个或更多个”的任何其他实例或用法。在本文献中，除非另有说明，否则术语“或”被用来指代非排他性或，使得“A或B”包括“A而非B”、“B而非A”以及“A和B”。
在所附权利要求中，术语“包含(including)”和“其中(in which)”被用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的普通英语等同物。此外，在所附权利要求中，术语“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有(having)”旨在是开放式的以意指除了所列元素之外可能存在另外的元素，使得在权利要求中的这样的术语(例如，包括、包含、具有)之后的仍被认为落入该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”以及“第三”等仅用作标记，并且不旨在对其对象施加数值要求。
本公开内容还涉及被适配、配置或操作用于执行本文中的操作的计算系统。该系统可以是针对所需目的而专门构造的，或者该系统可以包括通过存储在计算机中的计算机程序(例如，指令、代码等)选择性地启动或重新配置的通用计算机。除非另有说明，否则本文中示出和描述的本公开内容的实施方式中的操作的运行或执行的顺序不是必须的。即，除非另有说明，否则可以以任何顺序来执行操作，并且与本文公开的操作相比，本公开内容的实施方式可以包括另外的或更少的操作。例如，预期以下落入本公开内容的各个方面的范围内：在另一操作之前、与另一操作同时或在另一操作之后运行或执行特定操作。
鉴于以上内容，将看到，实现了本公开内容的一些目的并且获得了其他有益结果。已经详细描述了本公开内容的各方面，将明显的是，在不脱离如所附权利要求中限定的本公开内容的方面的范围的情况下，修改和变化是可能的。由于可以在不脱离本公开内容的各方面的范围的情况下对上述构造、产品和方法作出各种改变，因此意图以上描述中所包含的并且在附图中示出的所有内容应当被解释为说明性的而非限制性的意义。
本文中描述的示例可以在各种各样的实施方式中实现。例如，一个实施方式包括计算设备，该计算设备包括处理硬件(例如，处理器或其他处理电路系统)和存储器硬件(例如，存储设备或易失性存储器)，存储器硬件包括在其上实施的指令，使得所述指令在由处理硬件执行时使计算设备实现、执行或协调用于这些技术和系统配置的电子操作。本文中讨论的另一实施方式包括例如可以由机器可读介质或其他存储设备实施的计算机程序产品，该计算机程序产品提供用于实现、执行或协调用于这些技术和系统配置的电子操作的暂态或非暂态指令。本文中讨论的另一实施方式包括方法，该方法能够在计算设备的处理硬件上操作以实现、执行或协调用于这些技术和系统配置的电子操作。
在其他实施方式中，可以在包括关于诸如台式计算机或笔记本个人计算机的计算系统、诸如平板计算机、上网本和智能电话的移动设备、客户端终端和服务器托管的机器实例等的任何数目的形式因素的分布式或集中式计算系统中提供实现上述电子操作的各方面的逻辑、命令或者暂态或非暂态指令。本文中讨论的另一实施方式包括将本文中讨论的技术合并到其他形式中，包括其他形式的编程逻辑、硬件配置或者专用的部件或模块，包括具有执行这样的技术的功能的各个器件的装置。用于实现这样的技术的功能的各个算法可以包括上述电子操作中的一些或全部的序列或者在附图和以上具体实施方式中所描绘的其他方面。
以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述示例(或示例的一个或更多个方面)可以彼此组合地使用。另外，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以作出许多修改以使特定情况或材料适应本公开内容的教导。虽然本文中描述的材料的尺寸、类型和示例参数、功能以及实现方式旨在限定本公开内容的参数，但是它们绝不是限制性的，而是说明性的实施方式。在回顾以上描述之后，许多其他实施方式对本领域技术人员而言将是明显的。因此，应当参照所附权利要求连同这样的权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本公开内容的范围。
此外，在以上详细描述中，各种特征可以被分组在一起以使本公开内容简单化。这不应当被解释为意在未要求保护的公开特征对于任何权利要求而言是必要的。而是，发明主题可能在于少于特定公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求由此被并入详细描述中，其中每个权利要求自身独立地作为单独的实施方式。本公开内容的范围应该参照所附权利要求以及这样的权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

Claims (31)

1.一种方法，包括：
基于使用对比度增强的磁共振(MR)成像信息生成的患者的第一图像来生成用于治疗包括心肌疤痕的消融体积的放射疗法治疗计划；
基于所述患者的第一图像，在使用无对比度的MR成像信息生成的患者的第二图像中识别包括所述心肌疤痕的消融体积；
基于在所述患者的第二图像中识别的消融体积来调整所述放射疗法治疗计划；
基于经调整的放射疗法治疗计划，在由放射疗法治疗设备进行的放射疗法治疗分段的递送期间获取所述患者的影像图像；以及
将所述患者的影像图像与所述患者的第二图像进行比较，以控制由所述放射疗法治疗设备进行的放射疗法束的递送。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一图像包括三维(3D)规划图像，所述三维规划图像通过以下方式生成：
使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取所述患者的对比度增强的MR成像信息；
在所述3D规划图像中识别所述心肌疤痕；以及
基于所述3D规划图像对所述心肌疤痕进行轮廓描绘以生成所述消融体积，其中，所述心肌疤痕在对比度增强的MR图像中可见，而在在没有对比度的情况下获取的MR图像中不是可见的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二图像包括3D预治疗图像，所述方法还包括：
使用磁共振成像(MR)设备获取所述患者的无对比度的MR成像信息，其中，所述MR设备是所述放射疗法治疗设备的与所述CMR设备分离的部分；以及
将所述3D预治疗图像配准至所述3D规划图像，其中，基于经配准的预治疗图像来调整或重新计算所述放射疗法治疗计划。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用可变形配准技术将所述3D预治疗图像配准至所述3D规划图像。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括将所述影像图像配准至所述3D预治疗图像。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于将所述影像图像与所述第二图像进行比较，检测到所述消融体积在阈值之外；以及
响应于检测到所述消融体积在所述阈值之外，暂停所述放射疗法束的递送。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括：
根据通过对所述影像图像与所述第二图像进行配准获得的配准值来计算几何标准或剂量测定标准；以及
基于所计算的几何标准或剂量测定标准中的至少一个来调整所述放射疗法治疗设备的多叶准直器(MLC)叶片。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在屏住呼吸的情况下获取所述对比度增强的磁共振(MR)成像信息和所述无对比度的MR成像信息。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：向所述消融体积添加裕度以生成所述放射疗法治疗计划，其中，所述裕度不包括呼吸运动的影响。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述患者在屏住呼吸的情况下由所述放射疗法治疗设备进行治疗。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述影像图像与所述第二图像进行比较包括：使用图像配准或图像分割中的至少一种将所述影像图像与所述第二图像进行比较。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取所述患者的对比度增强的MR成像信息，其中，使用磁共振成像(MR)设备获取所述患者的无对比度的MR成像信息，所述磁共振成像(MR)设备是所述放射疗法治疗设备的与所述CMR设备分离的部分，所述方法还包括：
匹配所述CMR设备与所述MR设备之间的坐标系；以及
基于匹配的坐标系在所述患者的第二图像中识别包括所述心肌疤痕的消融体积。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取所述患者的对比度增强的MR成像信息，其中，使用磁共振成像(MR)设备获取所述患者的无对比度的MR成像信息，所述磁共振成像(MR)设备是所述放射疗法治疗设备的与所述CMR设备分离的部分，所述方法还包括：
确定由所述CMR设备提供的图像中的像素与由所述MR设备提供的图像中的像素之间的对应关系；以及
基于所确定的对应关系在所述患者的第二图像中识别包括所述心肌疤痕的消融体积。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括：将包括所述心肌疤痕的消融体积从所述第一图像映射至所述第二图像。
15.一种系统，包括：
一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置成执行包括以下项的操作：
基于使用对比度增强的磁共振(MR)成像信息生成的患者的第一图像来生成用于治疗包括心肌疤痕的消融体积的放射疗法治疗计划；
基于所述患者的第一图像，在使用无对比度的MR成像信息生成的患者的第二图像中识别包括所述心肌疤痕的消融体积；
基于在所述患者的第二图像中识别的消融体积来调整所述放射疗法治疗计划；
基于经调整的放射疗法治疗计划，在由放射疗法治疗设备进行的放射疗法治疗分段的递送期间获取所述患者的影像图像；以及
将所述患者的影像图像与所述患者的第二图像进行比较，以控制由所述放射疗法治疗设备进行的放射疗法束的递送。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一图像包括三维(3D)规划图像，所述三维规划图像通过以下方式生成：
使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取所述患者的对比度增强的MR成像信息；
在所述3D规划图像中识别所述心肌疤痕；以及
基于所述3D规划图像对所述心肌疤痕进行轮廓描绘以生成所述消融体积，其中，所述心肌疤痕在对比度增强的MR图像中可见，而在在没有对比度的情况下获取的MR图像中不是可见的。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第二图像包括3D预治疗图像，所述系统还包括以下操作：
使用磁共振成像(MR)设备获取所述患者的无对比度的MR成像信息，其中，所述MR设备是所述放射疗法治疗设备的与所述CMR设备分离的部分；以及
将所述3D预治疗图像配准至所述3D规划图像，其中，所述放射疗法治疗计划基于经配准的预治疗图像进行调整或重新计算中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，使用可变形配准技术将所述3D预治疗图像配准至所述3D规划图像。
19.根据权利要求18所述的系统，还包括用于将所述影像图像配准至所述3D预治疗图像的操作。
20.根据权利要求15所述的系统，还包括以下操作：
基于将所述影像图像与所述第二图像进行比较，检测到所述消融体积在阈值之外；以及
响应于检测到所述消融体积在所述阈值之外，暂停所述放射疗法束的递送。
21.根据权利要求19所述的系统，还包括以下操作：
根据通过对所述影像图像与所述第二图像进行配准获得的配准值来计算几何标准或剂量测定标准；以及
基于所计算的几何标准或剂量测定标准中的至少一个来调整所述放射疗法治疗设备的多叶准直器(MLC)叶片。
22.根据权利要求15所述的系统，其中，在屏住呼吸的情况下获取所述对比度增强的磁共振(MR)成像信息和所述无对比度的MR成像信息。
23.根据权利要求15所述的系统，还包括用于向所述消融体积添加裕度以生成所述放射疗法治疗计划的操作，其中，所述裕度不包括呼吸运动的影响。
24.根据权利要求15所述的系统，其中，所述患者在屏住呼吸的情况下由所述放射疗法治疗设备进行治疗。
25.根据权利要求15所述的系统，其中，将所述影像图像与所述第二图像进行比较包括：使用图像配准或图像分割中的至少一种将所述影像图像与所述第二图像进行比较。
26.根据权利要求15所述的系统，其中，使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取所述患者的对比度增强的MR成像信息，其中，使用磁共振成像(MR)设备获取所述患者的无对比度的MR成像信息，所述磁共振成像(MR)设备是所述放射疗法治疗设备的与所述CMR设备分离的部分，所述系统还包括以下操作：
匹配所述CMR设备与所述MR设备之间的坐标系；以及
基于经匹配的坐标系在所述患者的第二图像中识别包括所述心肌疤痕的消融体积。
27.根据权利要求15所述的系统，其中，使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取所述患者的对比度增强的MR成像信息，其中，使用磁共振成像(MR)设备获取所述患者的无对比度的MR成像信息，所述磁共振成像(MR)设备是所述放射疗法治疗设备的与所述CMR设备分离的部分，所述系统还包括以下操作：
确定由所述CMR设备提供的图像中的像素与由所述MR设备提供的图像中的像素之间的对应关系；以及
基于所确定的对应关系在所述患者的第二图像中识别包括所述心肌疤痕的消融体积。
28.根据权利要求15所述的系统，还包括用于将包括所述心肌疤痕的消融体积从所述第一图像映射到所述第二图像的操作。
29.一种包括非暂态计算机可读指令的非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读指令在由一个或更多个处理器执行时配置所述一个或更多个处理器以执行包括以下项的操作：
一个或更多个处理器被配置成执行包括以下项的操作：
基于使用对比度增强的磁共振(MR)成像信息生成的患者的第一图像来生成用于治疗包括心肌疤痕的消融体积的放射疗法治疗计划；
基于所述患者的第一图像，在使用无对比度的MR成像信息生成的患者的第二图像中识别包括所述心肌疤痕的消融体积；
基于在所述患者的第二图像中识别的消融体积来调整所述放射疗法治疗计划；
基于经调整的放射疗法治疗计划，在由放射疗法治疗设备进行的放射疗法治疗分段的递送期间获取所述患者的影像图像；以及
将所述患者的影像图像与所述患者的第二图像进行比较，以控制由所述放射疗法治疗设备进行的放射疗法束的递送。
30.根据权利要求29所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述第一图像包括三维(3D)规划图像，所述三维规划图像通过以下方式生成：
使用心血管磁共振成像(CMR)设备获取所述患者的对比度增强的MR成像信息；
在所述3D规划图像中识别所述心肌疤痕；以及
基于所述3D规划图像对所述心肌疤痕进行轮廓描绘以生成所述消融体积，其中，所述心肌疤痕在对比度增强的MR图像中可见，而在在没有对比度的情况下获取的MR图像中不是可见的。
31.根据权利要求30所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述第二图像包括3D预治疗图像，还包括以下操作：
使用磁共振成像(MR)设备获取所述患者的无对比度的MR成像信息，其中，所述MR设备是所述放射疗法治疗设备的与所述CMR设备分离的部分；以及
将所述3D预治疗图像配准至所述3D规划图像，其中，基于经配准的预治疗图像来调整或重新计算所述放射疗法治疗计划。
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