[发明专利]用于建立照射规划的设备、方法以及计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于建立照射规划的设备、一种用于建立照射规划的方法以及一种计算机程序产品。

背景技术

对于诸如前列腺、结肠、乳房、甲状腺或神经中枢系统的恶性瘤(Malignome)的许多肿瘤类型的一种可能的治疗选项是射线治疗。在此，肿瘤组织被电离的高能量的射线(主要是高能量的伽马射线或者X射线，不过也可以是电子、中子、质子)照射。在所有提到的射线类型中，照射的效果在物理上多数基于导致肿瘤组织的毁灭的、在散射过程中的能量传输。在此，利用了肿瘤组织多数情况下比周围的正常组织对射线更敏感的实事。根据肿瘤组织类型，治疗效果要求通常为10至100格雷(Gray)的高剂量。

为了将副作用保持为极小，经常将照射分成多个每日的单个剂量(Fraktionierung，分段)并且在多个周上给予(Protrahierung，延缓)。此外，将照射这样在空间上和能量上进行调整，使得辐射主要仅仅击中恶性退化的区域。

为此，通常借助于利用三维成像方法建立的患者的图像来制定照射计划。为此，通常采用计算机断层造影的成像仪器(CT成像仪器)。根据CT成像仪器一方面可以确定照射的目标体积，而另一方面可以定位周围的、待保护的组织(例如神经组织)。

此外，(按照所谓的“Hounsfield单位”测量的)CT图像的图像体素的强度值按照良好的近似反映了在患者身体内的对应的位置上的电子密度，因为图像体素的强度值是基于在所属位置上对X射线辐射的吸收的。因为在照射中辐射的交互作用的强度与在身体内的电子强度相关，可以从CT图像中相对简单地计算出对辐射在穿过身体时的吸收。由于该特性迄今为止CT成像仪器被优选地用在照射规划的建立中。

不过，最近开发出了越来越精确的照射方法，从而可以将辐射能量的大部分的输出限制在数毫米大小的焦点上，并且(在所谓的强度调制射线治疗的范围中)甚至还可以在焦点的内部中进行调制。同时，对于照射的这种可能的精确性来说，越来越少地考虑到CT图像的软组织对比度。因此，存在对于将具有改善的软组织对比度的其它成像的方法应用到照射规划中的要求。

一种考虑了对于改善的软组织对比度的要求的可能的成像方法，是磁共振成像(MR成像)。在这种成像中，对比度取决于自旋密度的分布、自旋相互之间和/或与其周围的交互作用。由此，可以实现明显地高于利用计算机断层造影可以实现的对比度的软组织对比度。不过，在建立照射规划中磁共振成像仪器具有巨大的缺点：单个的图像体素的强度值与在所属位置上的电子密度不相关，从而仅仅从磁共振图像中不能足够精确地确定辐射在通过身体的路径上的衰减。

一种解决该问题的可能性是，对于照射规划既记录患者的CT图像、又记录MR图像。将这两幅图像相互对准，由此可以将这两幅图像的图像信息相互建立联系。从MR图像中可以根据良好的软组织对比度精确地定位待照射的目标体积，而从CT图像则精确地确定在通过身体至目标体积的路径上辐射的衰减。不过，在此的缺点是，必须并行地利用两种不同的成像方法进行工作。除了对于患者的提高的射线负担之外，并行地采用两种成像方法意味着在照射计划的建立中的显著提高的时间和费用的开销。首先，如果执行分段的照射，则经常必需匹配照射规划。在这种情况下，重复地记录患者的CT图像和MR图像，由此所描述的方法的缺点被尤其显著地凸现出来。

此外，存在其中为MR图像中的解剖结构分配衰减系数的方法。其基于这样的假设：对于患者之间的特定的结构(例如骨骼)来说，衰减系数的偏差可以被忽略。此外，在MR图像中定位不同的组织类型(例如通过交互的和/或部分自动化的分割方法)并且分别为这些组织类型分配适合的衰减系数，相对来说是开销大的。为了限制与此相关的花费，在实践上经常限制为三种组织类型：空气、骨骼和软组织。但是，这种限制并不总是允许在照射规划中的所希望的精确度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种设备、一种方法以及一种计算机程序产品，利用它们可以执行一种节省成本且保护患者的并且具有针对目标体积的定位和辐射剂量的确定而言高度的精确性的方法。

用于建立对人类或动物患者进行的照射规划的、按照本发明的设备包括：

-至少一个独立于该患者的参考数据组，从中可以确定高能量的辐射在穿过参考体时的衰减，

-用于利用所述参考数据组对患者磁共振图像进行调整的装置，以及