[发明专利]对射线照相图像的分析

说明书

技术领域

本发明涉及对射线照相图像的分析。

背景技术

放射治疗的设备和技术现已发展到用以减轻肿瘤移动(主要由于呼吸)的影响的某些形式的追踪或门控系统可能不久将切实可行的程度。这些技术在对胸部和肺部区域中的肿瘤的治疗方面提供了显著的优势。然而，在治疗期间，它们需要关于肿瘤的当前位置的实时的信息源。迄今为止，这是不可达到的，某种因素可能延迟了它们的引入。

现存的大部分呼吸关联系统使用具有快速响应时间的某些形式的替代物监测系统，与到内部肿瘤位置的关联相结合。换句话说，并不是试图完成监测肿瘤的实际位置这一艰难任务，而是或者识别患者体内的某特征，或者提供某标记，这些特征或标记的位置能够更容易地被追踪并与肿瘤的位置相关联。

目前的替代物监测系统包括其中通过摄像头监测患者体表上的外部标记的Varian RPM系统、VisionRT基于摄像头的表面追踪系统、利用标记背心和摄像头的Accuray系统以及我们的腹部压板内的压力传感器的使用(参见WO2008/040379)。

这些系统中的某些存在各种各样的问题。一个问题是这些替代物监测系统是如何代表内部肿瘤位置的。例如，一些系统在4D设计CT上建立外部标记和内部肿瘤位置之间的关联。一些研究表明，该关联是不稳定的，并且因此经过一段时间后就不再有效。4D CT的有用之处在于它实现软组织对象和关键结构的可视化，但它不能被轻易地重复以保证该关联继续有效。另外，4D CT通常每个切片仅使用几个呼吸循环，这导致结果中的低统计可信度。

Accuray系统利用倾斜kV平面成像系统来产生标记背心和内部肿瘤位置之间的关联。然后该系统周期性地检查该关联并根据需要进行重复。由于治疗时间的延长，关联的变化对该技术而言尤其成问题。kV平面成像系统的使用是好的，因为其能够容易地被重复，但它不易于实现软组织对象和关键结构的可视化。该系统也倾向于使用非常少的呼吸循环来确定关联，这导致结果中的低统计可信度。

发明内容

因此，本发明提供一种确定对象位置和替代物信号之间的关系的方法，该方法包括以下步骤：获取患者的多个投影图像；获取表示患者体内的对象结构的位置的替代物信号；从所述投影图像重构患者的多个体积图像，从投影图像重构的每个体积图像具有相似的呼吸相位；识别对象结构在每个体积图像中的位置；将用于对象移动的替代物信号与每个投影图像相关联；确定替代物信号和对象结构的位置之间的关系。

这样的方法允许诸如(但不限于)上面提到的那些的替代物信号被快速地标定为诸如肿瘤的对象的内部位置，以使替代物信号能够可靠且可信地在治疗期间被使用。

特定投影图像的呼吸相位能够通过分析图像中的一个或多个特征来获得，诸如我们在US7,356,112中描述的方法，或者其它方法。

可以将具有相似的呼吸相位的投影图像组成组以用于重构，从而为重构提供足够的数量。这将意味着，相同组中的图像的精确呼吸相位会存在一些偏差，但是使用足够数目的图像以及对结果应用的统计学方法意味着该方法对此有很强的适应性。

通常，将投影图像分配成具有相似的呼吸相位的组意味着会存在(与相应的多个投影图像相关联的)替代物信号的多个值，所述替代物信号的多个值都与相同的标称呼吸相位相关联。可以使用这些来确定用于与该相位相关联的对象位置的替代物信号的平均值。类似地，可以使用与特定的标称呼吸相位相关联的替代物信号的多个值来确定用于与该相位相关联的对象位置的替代物信号的值的偏差。这使得可信度水平与特定替代物信号和特定对象位置之间的关联相联系。

替代物信号通常会是具有低时延的信号，以允许其被用于对射线束进行门控或追踪对象位置。

附图说明

现在将参照附图以示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中；

图1示出创建4D CT数据集的过程；

图2示出替代物信号和肿瘤位置的关联的过程；以及

图3和4示出根据该关联对肿瘤位置和可信度数据的推导。

具体实施方式

本发明试图在替代物信号和实际肿瘤位置之间建立在足够长的时间段上稳定的关系，以实现治疗，从而使得在治疗之前和治疗期间能够可靠且很快地确定肿瘤位置并且替代物信号能够被用于驱动追踪或门控系统。

在治疗之前，对感兴趣区域进行CT扫描。如图1所示，这包括获取一系列投影图像10，即随着成像头围绕患者旋转从一系列不同的方向拍摄的该区域的多个2D x射线图像。典型地，该旋转是围绕患者的颅骨-声带轴。