[发明专利]用于高级结构生成和编辑的机制

说明书

相关申请案

本申请要求于2010年6月23日提交且标题为″Mechanism for Advanced Structure Generation and Editing″的美国实用申请号12/821,985和也是于2010年6月23日提交且标题为″Mechanism for Dynamically Propagating Real-time Alterations of Medical Images″的美国实用申请号12/821,977的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及放射疗法，并且具体来说，涉及一种用于操纵由用于放射诊断和治疗应用中的放射疗法机器生成的图像的机制。

发明背景

众所周知使用医学成像装置来对各种内部疾病进行诊断和计划治疗。通常，成像装置如X射线装置、计算机断层摄影(CT)或磁共振成像(MR)装置被用于生成所关注区域的一个或多个初始扫描或图像。可以通过使一束放射线聚焦至靶标区并且在成像器中采集通过束来获取这些初始扫描。成像器所采集到的束被用于生成靶标区的显示(即一个或多个图像)，显示可以被用于诊断或监控患病区域(例如，肿瘤或病灶或周围区域)。

典型地，一旦获取到图像，就必须明确地识别处于靶标区域中的关键结构(例如部位或器官)，以便治疗可以被最佳定向。常规医学成像技术包括用于自动识别(“分割”)器官和大的结构的技术。这些技术通常包括通过所得到的放射密度描绘毗邻结构和根据这些结构的相对位置和所得到的具有已知值的密度对这些结构进行分类。然而，即使有对解剖结构的自动分割，识别这些部位通常还包括追踪这些或其它结构的轮廓线(“轮廓”)。例如，靶向特定器官或器官的一部分的放射可能需要对将接受治疗的器官的(多个)部分进行特定识别和/或分界。同样地，肿瘤也可以被明确地画出轮廓并且被识别以用于治疗。对于某些治疗计划来说，可能优选的是通过明确地画出区域的周长的轮廓来指明这些识别出的部分。

传统上，手动执行这种轮廓描绘并且在诊断规划CT上将这个过程执行至少一次，而所生成的结构随后被用于预测治疗计划。较新的技术和高级技术允许通过使用锥形束计算机化断层摄影系统(CBCT)来改善图像采集。在常规的计算机化断层摄影系统中，从患者的一维投影重建一个或多个2D切片，并且这些切片可以被结合以形成患者的三维(3D)图像。除了通过转动源和成像器来获取整个体积的图像并且从多个2D投影重建完全的3D图像之外，锥形束计算机化断层摄影系统是类似于常规计算机化断层摄影系统的。不幸的是，在2D切片的连续集上手动绘制单独的轮廓然后将它们结合以获得整个数据集的每个图像可能是极其耗时且费力的。时间和劳力随着图像切片的数量和在所关注的特定区域中的解剖结构(例如，器官、肿瘤等)的数量和各自的大小而增加更多。

此外，具体的解剖构造随着时间和/或由于在治疗计划进程中接受放射治疗而可能发生改变(改变有时是激烈地)。确切地说，取决于疾病和治疗计划的疗效，靶标区的大小可能扩大或减小。因而，围绕在初始CT扫描过程中生成的诊断图像设计的治疗计划可能是无效的、低效的或甚至是对治疗患者有危险的。为确保最佳靶向和定位，有时定期地通过在治疗过程中生成另外的图像来获取受治疗区域的更新的图像，以便确保治疗放射束的适当的定位并且确定治疗方案的有效性。最近研发的治疗机器允许通过通常在向患者施用治疗之前或之后立即在治疗机器的位点处采用高级成像采集技术如锥形束计算机断层摄影(CBCT)来检测解剖构造上的改变。

在更新图像的生成和治疗的时序可以根据特定患者和/或治疗计划而不同时，一些治疗计划包括通过每天获取监控图像来进行监控。不幸的是，对更新图像的依赖(特别是如果数据被用于计划调节)也会增加轮廓描绘的工作量，因为在额外图像的生成过程中并且通过应用常规自动分割技术，通常不会保存手动执行的任何额外的轮廓描绘。由于更新图像的敏感性质，为了治疗目的而对解剖结构并且在解剖结构内进行手动轮廓描绘可能是非常耗时的。因而，手动复制关于大量图像的轮廓可能是极其密集和低效的过程。

发明概要

提供这个概述来介绍下文在详细描述中进一步进行描述的许多简化形式的概念。这个概述并不意图识别所要求的主题的关键特征或基本特征，也不意图被用于限制所要求的主题的范围。