АЛЬТЕРНАТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ НЕОПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЛАСТЕЙ В ИЗОБРАЖЕНИЯХ MRCAT Российский патент 2020 года по МПК A61B5/55 G01R33/48 A61N5/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области применения магнитно-резонансной (МР) томографии для планирования радиотерапии. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе и способу для вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Компьютерную томографию (КТ) применяют в области планирования лучевой терапии, при этом собранная методом КТ информация непосредственно связана с электронной плотностью (ED) и поэтому может быть использована в качестве основы для вычисления дозы облучения в процессе моделирования лечения.

Чтобы уменьшить воздействие радиации, было предложено создавать карту (ED) распределения электронной плотности пациента, подлежащего исследованию методом магнитно-резонансной (МР) томографии. Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует сильные магнитные поля и радиоволны для получения изображений поперечных сечений органов и внутренних структур в теле. Поскольку детектируемый установкой МРТ сигнал изменяется в зависимости от содержания воды и локальных магнитных свойств конкретной зоны тела, то при исследовании изображения можно отличать друг от друга разные ткани или вещества.

Карту распределения электронной плотности можно построить по магнитно-резонансным сигналам, и такая карта распределения электронной плотности, полученная в результате магнитно-резонансной томографии, называется изображением MR-CAT («распределения коэффициентов ослабления, рассчитанных по МР-сигналам»). Такое изображение можно также именовать "синтезированным КТ изображением", поскольку оно представляет подобную информацию, как компьютерно-томографические изображения, тогда как не требуется никакого опасного облучения рентгеновским излучением. Для планирования радиотерапии по магнитному резонансу, распределение дозы вычисляют на основе информации, собранной из изображения MR-CAT.

Из-за физических процессов получения изображения интенсивности магнитно-резонансных сигналов не соответствуют однозначным образом электронной плотности. Следовательно, карты распределения электронной плотности нельзя получить из МР-изображения путем простой операции преобразования, обычно выполняемой при оценке этих карт распределения электронной плотности по КТ-изображениям. Первый подход к созданию изображения, подобного КТ-изображению, из МР-изображения описан в докладе «Evaluation of Dixon based Soft Tissue and Bone Classification in the pelvis for MR only based Radiation Therapy Planning», Michael Helle, Nicole Schadewaldt, et al., реферат получен на конференции ISMRM 2014. Этот первый подход основан на присвоении объемной плотности ряду предварительно заданных классов тканей. Другие подходы включают моделирование зависимости КТ-значения из многомерной МР-информации, как изложено в научной статье, озаглавленной «CT substitute derived from MRI sequences with ultrashort echo time», Adam Johansson, Mikael Karlsson and Tufve Nyholm, Medical Physics 38 (5) May 2011.

Однако, изображение MR-CAT, полученное с помощью этих подходов, может быть неточным эквивалентом карты распределения электронной плотности, например, из-за артефактов изображения в результате сбора МР данных или в результате обработки изображения. Это может впоследствии приводить к различию в вычисленном распределении дозы. Трудно оценить фактическое влияние артефакта MR-CAT на распределение дозы. Поэтому создание оценочных карт распределения электронной плотности из МР-изображений представляет собой проблему.

С учетом вышеизложенного, целью изобретения является предоставление системы и способа для получения улучшенной карты распределения электронной плотности из магнитно-резонансной томографии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изобретением, цель достигается с помощью системы обработки с признаками по пункту 1, системы планирования с признаками по п. 5, способа с признаками по п. 6 и способа с признаками по п. 10. Предпочтительные варианты осуществления охарактеризованы в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В одном аспекте раскрытия предлагается система обработки для вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема. Система обработки выполнена с возможностью вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты распределения электронной плотности, являющейся упрощенной версией первой карты распределения электронной плотности, и вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности с использованием первой карты распределения электронной плотности и второй карты распределения электронной плотности. Следовательно, настоящее раскрытие предлагает заменить карту распределения электронной плотности, полученную с неизвестными ошибками, альтернативной картой распределения электронной плотности. Настоящее изобретение касается вычисления карты распределения электронной плотности (ED-карты), в частности, путем магнитно-резонансной томографии. Вычисление по настоящему изобретению имеет две стадии. Для начала вычисляется первая ED-карта. Вычисляется вторая ED-карта, которая является упрощенной версией первой ED-карты. В частности, вторая EM-карта является упрощенной в том, что она представляет ту же самую часть анатомических структур, что и первая ED-карта, но содержит меньше деталей. В общем, вторая ED-карта менее подвержена артефактам. Затем, в соответствии с изобретением, вторая ED-карта применяется совместно с первой ED-картой для вычисления альтернативной ED-карты. В предпочтительном варианте осуществления изобретения альтернативная ED-карта формируется при замене зон артефактов первой ED-карты (данными) второй (упрощенной) ED-картой. Идея настоящего изобретения состоит в том, что альтернативная ED-карта является более надежной, например, для планирования лучевой терапии, чем первая ED-карта. Представляется, что замена меньшим числом деталей областей артефактов благоприятна и не требует усилий на устранение или исключение артефакта в целом в первой ED-карте.

В другом аспекте раскрытия система обработки выполнена с возможностью замены в одной или более зонах артефактов первой карты распределения электронной плотности второй картой распределения электронной плотности с получением альтернативной карты распределения электронной плотности. Следовательно, изобретение предлагает применение упрощенной карты распределения электронной плотности, которая менее подвержена артефактам. Альтернативная карта распределения электронной плотности может приводить к ошибкам в распределении дозы, однако, как известно, эти ошибки находятся в пределах клинических допусков. Другими словами, упомянутые одна или более зон артефактов с неизвестным влиянием на распределение дозы могут быть заменены артефактом с допустимым влиянием на распределение дозы.

В дополнительном аспекте системы предлагается система пользовательского интерфейса, выполненная с возможностью отображения первой карты распределения электронной плотности и содержащая систему пользовательского ввода, позволяющую пользователю вводить пользовательские данные, идентифицирующие и разграничивающие упомянутые одну или более зон артефактов на первой карте распределения электронной плотности. Следовательно, пользователь может интерактивно анализировать первую карту распределения электронной плотности и решать, какие зоны следует считать зонами артефактов.

В одном аспекте вторая карта распределения электронной плотности соответствует контуру первой карты распределения электронной плотности и заполнена равномерным значением, в частности, равномерное значение является плотностью водного эквивалента. Контур, заполненный равномерным значением, является примером упрощенной первой карты распределения электронной плотности, которая легко вычисляется и приводит к допустимой ошибке.

Настоящее раскрытие предлагает также систему планирования для вычисления распределения дозы облучения. Система планирования содержит систему обработки, которая описана выше. Система планирования предназначена для вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, второй карты распределения электронной плотности и альтернативной карты распределения электронной плотности, при этом альтернативная карта распределения электронной плотности вычисляется с использованием упомянутых первой и второй карт распределения электронной плотности. Система планирования дополнительно содержит систему планирования лучевой терапии, выполненную с возможностью вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты распределения электронной плотности и повторного вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты распределения электронной плотности.

Настоящее изобретение предлагает также способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема, содержащий этап вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты распределения электронной плотности, при этом вторая карта распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты распределения электронной плотности, и вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности.

В одном аспекте раскрытия способ содержит этап замены в одной или более зонах артефактов первой карты распределения электронной плотности второй картой распределения электронной плотности с получением альтернативной карты распределения электронной плотности. Следовательно, способ предлагает замену неизвестных ошибок ошибками, которые известны как допустимые.

В дополнительном аспекте раскрытия способ содержит отображение первой карты распределения электронной плотности и получение пользовательских входных данных, идентифицирующих упомянутые одну или более зон артефактов. Это позволяет пользователю оценить, следует ли, в соответствии с его субъективным мнением, считать артефактами одну или более зон первой карты распределения электронной плотности и очерчивать эти одну или более зон артефактов.

В одном аспекте раскрытия способ содержит присвоение второй карте распределения электронной плотности равномерного значения плотности, в частности, значения плотности водного эквивалента. Равномерное значение плотности, такое как значение плотности водного эквивалента, может, как известно, приводить к допустимым ошибкам. Дополнительно равномерно значение проще обрабатывать для вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности.

Настоящее раскрытие предлагает также способ вычисления распределения дозы облучения, содержащий этапы вычисления первой карты распределения электронной плотности, вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности с использованием вышеописанного способа и/или вышеописанной системы и вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты распределения электронной плотности. Поэтому способ позволяет пользователю оценить потенциальное влияние упомянутых одной или более зон артефактов на распределение дозы.

Настоящее раскрытие дополнительно предлагает компьютерный программный продукт, содержащий управляющую логику для предписания компьютеру выполнять команды, которые позволяют процессору выполнять этапы предложенных способов. Настоящее раскрытие предлагает также компьютерный программный продукт, содержащий компьютерное средство, выполненное с возможностью вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты распределения электронной плотности, при этом вторая карта распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты распределения электронной плотности, и вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности с использованием первой карты распределения электронной плотности и второй карты распределения электронной плотности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидны из и объяснены со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, описанные здесь далее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой блок-схему системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 2A и 2B показывают карты распределения плотности в изображении, полученные с помощью системы по фигуре 1;

Фиг. 3А показывает первую карту распределения плотности в изображении и соответствующее распределение дозы, и фиг. 3B показывает альтернативную карту распределения плотности в изображении и соответствующее распределение дозы, полученные с помощью системы по фигуре 1 и способа по фигуре 4; и

Фиг. 4 показывает способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности в соответствии с аспектом раскрытия;

Фиг. 5 показывает способ планирования облучения в соответствии с одним аспектом раскрытия.

Фиг. 1 показывает систему 1 для приближенного расчета карты распределения электронной плотности исследуемого объема V. Система 1 дополнительно выполнена с возможностью вычисления распределения дозы на основе приближенно рассчитанной карты распределения электронной плотности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Для этой цели система 1 содержит систему 10 визуализации для сбора множества данных 20 изображения для получения специального распределения физического свойства внутри исследуемого объема. Система 10 визуализации в описываемом варианте осуществления является известной в области техники системой магнитно-резонансной (МР) томографии. В этом случае физическим свойством являются интенсивности магнитного резонанса. Однако, система визуализации может быть системой визуализации другого типа, чьи данные визуализации можно использовать для оценки карты распределения электронной плотности.

Система 1 дополнительно содержит систему 30 обработки, выполненную с возможностью обработки множества данных 20 изображения. Система 30 обработки выполнена с возможностью построения первой карты 80 распределения электронной плотности на основе собранного множества данных 20 изображения. Первая карта 80 распределения электронной плотности показывает внутреннюю структуру костей и мягких тканей. Первую карту 80 распределения электронной плотности можно вычислить с использованием известных в области техники вычислительных методов.

Пример первой карты 80 распределения электронной плотности показан на фигуре 2А. Специалисту будет понятно, что первую карту 80 распределения электронной плотности можно вычислять имеющей как можно более высокой степени детализации с помощью системы 10 визуализации и известных в области техники вычислительных методов визуализации. Как пояснено во вводной части, первая карта 80 распределения электронной плотности соответствует изображению MR-CAT («коэффициенты ослабления, рассчитанные по МР-сигналам»), которое может иметь одну или более зон, которые идентифицируются как зоны 90 артефактов. В примере на фигуре 2А, первая карта 80 распределения электронной плотности имеет одну зону 90 артефакта, содержащую артефакт со значениями 91 артефакта, и его окрестность со значениями 92 окрестности, показанными в виде яркого пятна на фигуре 2А. Эта зона 90 артефакта может получаться в результате сбора магнитно-резонансных данных или в результате ошибок присваивания в процессе обработки множества данных визуализации и вычисления первой карты 80 распределения электронной плотности.

Система 30 обработки дополнительно выполнена с возможностью построения второй карты 82 распределения электронной плотности. Вторая 82 карта распределения электронной плотности является упрощенной картой распределения электронной плотности по сравнению с первой картой 80 распределения электронной плотности, с меньшей степенью детализации, но с меньшими рисками артефактов. В описываемом варианте осуществления вторая карта 82 распределения электронной плотности может представлять контур 92 первой карты 80 распределения электронной плотности. Вторую карту 82 распределения электронной плотности можно заполнить равномерным значением 93 плотности. Пример второй карты 82 распределения электронной плотности показан на фигуре 2B. В этом примере вторая карта 82 распределения электронной плотности представляет сегментированное тело, очерченное и заполненное значениями плотности водного эквивалента. Это неограничивающий пример, и можно использовать другие эквивалентные значения плотности.

Система 30 обработки дополнительно выполнена с возможностью вывода третьей карты 84 распределения электронной плотности с использованием первой карты 80 распределения электронной плотности и второй карты 82 распределения электронной плотности. Точнее, система 30 обработки выполнена с возможностью замены в упомянутых одной или более зонах 90 артефактов, идентифицированных на первой карте 80 распределения электронной плотности, первой карты 80 распределения электронной плотности второй картой распределения электронной плотности с получением коррелированной третьей карты 84 распределения электронной плотности. Другими словами, артефакт со значениями 91 артефакта и его окрестность со значениями 92 окрестности на первой карте 80 распределения электронной плотности заменяются значениями 93 плотности второй карты распределения электронной плотности из второй карты 82 распределения электронной плотности в идентифицированных зонах артефактов. Значения 93 плотности второй карты распределения электронной плотности являются замещающими значениями 93.

В системе 1 обеспечена система 40 пользовательского интерфейса, предназначенная для интерактивного отображения пользователю. Система 40 пользовательского интерфейса может быть встроена в систему 30 обработки или может быть вспомогательным компьютерным устройством.

Система пользовательского интерфейса 40 выполнена с возможностью отображения по меньшей мере одной из первой карты 80 распределения электронной плотности 80, второй карты 82 распределения электронной плотности 82 и третьей карты 84 распределения электронной плотности.

Система 40 пользовательского интерфейса выполнена с системой 42 ввода, выполненной с возможностью допуска ввода пользователем идентификационных данных 44, идентифицирующих упомянутые одну или более зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности. Например, пользователь может очерчивать на дисплее, в качестве идентификационных данных 44, контур артефакта упомянутых одной или более зон 90 артефактов с помощью устройства-стилуса. Другая система 42 ввода может включать в себя, например, размещение «посевом» и наращивание областей, инструмент расцветки, средство live-wire для обводки области, размещение шарика в области.

Пользователь может полагаться на свой профессиональный опыт, чтобы идентифицировать и ограничить те области на первой карте 80 распределения электронной плотности, которые считаются артефактами, или на пороговые значения, предусмотренные для облегчения его работы или для ввода в систему обработки изображений, чтобы идентифицировать и ограничить зоны артефактов.

Система 30 обработки может быть выполнена с возможностью идентификации и ограничения областей, которые считаются зонами артефактов. Например, упомянутые одну или более зон 90 артефактов можно обнаруживать по порогу размеров сегментов кортикальных слоев костей в теле. Система 30 обработки может учитывать отношение между типами обнаруженных тканей в изображении и использовать упомянутое отношение в качестве показателя достоверности для указания артефактов. Примером такого отношения может быть доля кортикального слоя кости в кости. Для ограничения упомянутых одной или более зон артефактов можно применить способ, использующий минимальное и максимальное пороговые значения.

Система 30 обработки выполнена с возможностью использования идентифицированных одной или более зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности и замены первой карты 80 распределения электронной плотности второй картой 82 распределения электронной плотности в идентифицированной одной или более зонах 90 артефактов, с получением в результате третьей карты 84 распределения электронной плотности.

Следовательно, третья карта 84 распределения электронной плотности не содержит артефактов или имеет по меньшей мере такое отклонение относительно фактических значений плотности исследуемого объема в идентифицированных зонах 90 артефактов, которое меньше отклонения относительно фактических значений плотности, обусловленных значениями 91 артефактов. Другими словами, система 30 обработки выполнена с возможностью замены идентифицированных зон 90 артефактов с неизвестными ошибками с помощью областей, показывающих известную и допустимую ошибку. Третья карта 84 распределения электронной плотности является альтернативной картой распределения электронной плотности, которую можно использовать, например, для планирования лучевой терапии.

Система 45 планирования лучевой терапии выполнена с возможностью вычисления распределения дозы облучения для визуализируемого объема с использованием одной из первой карты 80 распределения электронной плотности или третьей карты 84 распределения электронной плотности. В частности, система 45 планирования лучевой терапии выполнена с возможностью вычисления первого распределения 6 дозы облучения для визуализируемого объема с использованием первой карты 80 распределения электронной плотности и второго распределения 7 дозы облучения для визуализируемого объема с использованием третьей карты 84 распределения электронной плотности.

Первое распределение 6 дозы облучения может отображаться и налагаться на первую карту 80 распределения электронной плотности, как показано на фигуре 3A. Второе распределение 7 дозы облучения может отображаться и налагаться на третью карту 84 распределения электронной плотности (фигура 3B).

Изображения, показывающие первое распределение 35 дозы, вычисленное по первой карте 80 распределения электронной плотности, или второе распределение 37 дозы, вычисленное по третьей карте 84 распределения электронной плотности, могут отображаться интерактивным дисплеем 40 или вспомогательным дисплеем 44.

Изображения, представляющие первое распределение 35 дозы, вычисленное по первой карте 80 распределения электронной плотности, или второе распределение 37 дозы, вычисленное по третьей карте 84 распределения электронной плотности, могут отображаться одновременно или в отдельных зонах отображения интерактивного дисплея 40 или вспомогательным дисплеем 44.

Следовательно, специалисту будет понятно, что настоящее изобретение предлагает замену изображения MR-CAT в некоторых зонах, например, зонах, маркированных пользователем как неправдоподобные, участками из другой ED-карты, которая в общем может проявлять более значительные отклонения от истинной ED-карты, но, как известно, дает допустимые результаты для вычисления лечебной дозы. Другими словами, области с неизвестной ошибкой заменяются областями, показывающими известную и допустимую ошибку в распределении дозы.

Другое преимущество настоящей системы состоит в том, что пользователь может оценивать потенциальное влияние артефакта на распределение дозы при изменении идентифицированных одной или более зон артефактов.

Систему 30 обработки и систему 45 планирования лучевой терапии можно реализовать с использованием компьютерного устройства любого типа, имеющего один или более компьютерных процессоров.

Фигура 4 показывает способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности или изображения MR-CAT в соответствии с аспектом раскрытия. Способ описан со ссылкой на систему по фиг. 1.

На первом этапе S1 система 30 обработки использует множество данных отображения для вычисления первой карты 80 распределения электронной плотности. Множество данных отображения могут быть собранными данными, полученными из системы магнитно-резонансной томографии. Первая карта 80 распределения электронной плотности соответствует исходному изображению MR-CAT, показывающему максимально возможную степень детализации. Первая карта 80 распределения электронной плотности может иметь одну или более зон, которые считаются неправдоподобными и поэтому считаются зонами 90 артефактов.

Зоны артефактов могут быть идентифицированы и помечены пользователем, визуализирующим на системе 40 пользовательского интерфейса первую карту 80 распределения электронной плотности. Например, пользователь может вводить посредством стилуса контур, ограничивающий упомянутые одну или более зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности. Этап идентификации и ограничения может также выполняться автоматически подходящими системой обработки изображений и программным обеспечением. Система 30 обработки может, например, для указания артефактов использовать отношение между типами обнаруженных тканей в изображении в качестве показателя достоверности. Примером такого отношения может быть доля кортикальной зоны кости в кости.

Система 30 обработки может использовать любой известный в области техники вычислительный способ для вычисления изображения MR-CAT на основе данных отображения, собранных с помощью магнитно-резонансных измерений.

На втором этапе S2 система обработки вычисляет вторую карту 82 распределения электронной плотности, имеющую меньше деталей, чем первая карта 80 распределения электронной плотности. Другими словами, вторая карта 82 распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты 80 распределения электронной плотности. На фигуре 2B показан пример, в котором вторая карта 82 распределения электронной плотности соответствует упрощенной первой карте 80 распределения электронной плотности, на которой сегментирован и заполнен равномерными значениями только контур тела. Например, можно использовать значения плотности водного эквивалента.

Этот этап S2 устойчивее к артефактам изображения, с другой стороны, отклонение от истинной карты распределения плотности будет в общем больше по сравнению с исходным изображением MR-CAT.

Этапы S1 и S2 могут выполняться параллельно или один за другим. Вторая карта 82 распределения электронной плотности может быть вычислена с использованием множества данных визуализации. В альтернативном аспекте изобретения вторая карта 82 распределения электронной плотности может быть получена из первой карты 80 распределения электронной плотности. Например, система 30 обработки может построить контур первой карты распределения электронной плотности и заполнить первую карту распределения электронной плотности другими значениями плотности для представления второй карты 82 распределения электронной плотности. Вторая карта 82 распределения электронной плотности создается при задании максимального порога на первой карте 80 распределения электронной плотности и при задании другого значения плотности вместо любых значений плотности выше этого максимального порога. Предпочтительное другое значение плотности является значением плотности воды.

На третьем этапе S3 система 30 обработки вычисляет альтернативную карту 84 распределения электронной плотности с использованием первой карты 80 распределения электронной плотности и второй карты 82 распределения электронной плотности. Система 30 обработки заменяет в упомянутых одной или более зон 90 артефактов первую карту 80 распределения электронной плотности второй картой 82 распределения электронной плотности с получением альтернативной карты распределения электронной плотности 84.

Фигура 5 представляет последовательность операций способа вычисления распределения дозы облучения в одном аспекте раскрытия. Способ описан со ссылкой на систему, описанную на фигуре 1.

На первом этапе S21 с использованием данных визуализации, полученных магнитно-резонансными или аналогичными методами, вычисляется первая карта 80 распределения электронной плотности. С использованием первой карты распределения электронной плотности вычисляется первое распределение 6 дозы облучения и отображается вместе с первой картой распределения электронной плотности.

На втором этапе S22 с использованием способа, описанного со ссылкой на фигуру 4, вычисляется альтернативная карта 84 распределения плотности. С использованием альтернативной карты 84 распределения плотности вычисляется второе распределение 7 дозы. Второе распределение 7 дозы отображается вместе с альтернативной картой 84 распределения электронной плотности.

Будет очевидно, что второе распределение 7 дозы создается с допустимой ошибкой, вместо первого распределения 6 дозы, которое создано с неизвестной ошибкой из-за зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности. Кроме того, принципы настоящего раскрытия дают возможность пользователю оценить потенциальное влияние артефакта на распределение дозы.

Это изобретение применимо к системам планирования лучевой терапии, которые используют карты распределения плотности, основанные на МР-сигналах, например, к системе Pinnacle или потенциальному решению для планирования лучевой терапии на основе МР-сигналов. Кроме того, оно может также быть применено к реконструкции в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) в системах ПЭТ/МР.

Разумеется, изобретение не ограничено описанными или показанными вариантами осуществления, но в общем распространяется на любой вариант осуществления, который находится в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, как видно в свете вышеприведенного описания и чертежей. Хотя конкретный признак изобретения мог быть описан выше со ссылкой только на один из показанных вариантов осуществления, такие признаки можно объединять с одним или более признаками других вариантов осуществления, которые могут быть необходимы и выгодны для любого заданного конкретного применения. Из вышеприведенного описания изобретения специалисты в данной области техники создадут усовершенствования, изменения и модификации. Предполагается, что такие усовершенствования, изменения и модификации в пределах опыта в данной области техники должны охватываться прилагаемой формулой изобретения. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не ограничивают объем изобретения. Термин «содержащий» следует понимать как не исключающий другие элементы или этапы, а признак единственного числа не исключает множества.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1: система

6: первое распределение дозы

7: второе распределение дозы

10: система визуализации

20: множество данных изображения

30: система обработки

40: система пользовательского интерфейса

42: пользовательский ввод

44: вспомогательный дисплей

80: первая карта распределения электронной плотности

82: вторая карта распределения электронной плотности

84: третья карта распределения электронной плотности

90: зона артефакта

91: значение плотности артефакта

92: значение плотности окрестности

93: заменяющее значение плотности

95: контур

Изобретение относится к области медицины. Система обработки для вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности исследуемого объема содержит систему (30) обработки, выполненную с возможностью вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом система (30) обработки выполнена с возможностью замены в одной или более зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, отличающаяся тем, что система обработки дополнительно содержит систему (40) пользовательского интерфейса, выполненную с возможностью отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и содержащую систему (42) пользовательского ввода, позволяющую пользователю вводить пользовательские данные, идентифицирующие и разграничивающие упомянутые одну или более зон (90) артефактов на первой карте распределения электронной плотности. Система планирования для вычисления распределения дозы облучения, содержит систему (30) обработки по п. 1 или 2, предназначенную для вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, второй карты (82) распределения электронной плотности и альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, при этом альтернативная карта (84) распределения электронной плотности вычисляется с использованием упомянутых первой и второй карт (80, 82) распределения электронной плотности, систему планирования (45) лучевой терапии, выполненную с возможностью вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и повторного вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности. Способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема содержит этапы вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности, замены в одной или более идентифицированных зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и получения данных пользовательского ввода, идентифицирующих упомянутые одну или более зон (90) артефактов. Способ вычисления распределения дозы облучения содержит этапы вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием способа по п. 4 или 5 и/или системы по любому из пп. 1-3, вычисления второго распределения дозы облучения с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности. Компьютерное устройство для систем обработки и планирования лучевой терапии, включающее в себя компьютерный программный продукт, содержащий управляющую логику для предписания компьютеру выполнять команды, которые позволяют процессору выполнять этапы способа по любому из пп. 4-6. Технический результат заявленного изобретения состоит в улучшении карты распределения электронной плотности, что позволяет уменьшить воздействие радиации. 5 н.п. и 2 з.п. ф-лы,5 ил.

1. Система обработки для вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности исследуемого объема, содержащая систему (30) обработки, выполненную с возможностью

- вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации,

- вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности,

- вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности,

при этом система (30) обработки выполнена с возможностью замены в одной или более зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности,

отличающаяся тем, что система обработки дополнительно содержит систему (40) пользовательского интерфейса, выполненную с возможностью отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и содержащую систему (42) пользовательского ввода, позволяющую пользователю вводить пользовательские данные, идентифицирующие и разграничивающие упомянутые одну или более зон (90) артефактов на первой карте распределения электронной плотности.

2. Система обработки по п. 1, в которой вторая карта (82) распределения электронной плотности соответствует контуру первой карты (80) распределения электронной плотности и заполнена равномерным значением, в частности, равномерное значение является эквивалентной плотностью воды.

3. Система планирования для вычисления распределения дозы облучения, содержащая

- систему (30) обработки по п. 1 или 2, предназначенную для вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, второй карты (82) распределения электронной плотности и альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, при этом альтернативная карта (84) распределения электронной плотности вычисляется с использованием упомянутых первой и второй карт (80, 82) распределения электронной плотности,

- систему планирования (45) лучевой терапии, выполненную с возможностью вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и повторного вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности.

4. Способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема, содержащий этапы

- вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации,

- вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности,

- вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности,

- замены в одной или более идентифицированных зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности,

отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап

- отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и получения данных пользовательского ввода, идентифицирующих упомянутые одну или более зон (90) артефактов.

5. Способ по п. 4, содержащий присвоение второй карте (82) распределения электронной плотности равномерного значения плотности, в частности значения эквивалентной плотности воды.

6. Способ вычисления распределения дозы облучения, содержащий этапы

- вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности,

- вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности,

- вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием способа по п. 4 или 5 и/или системы по любому из пп. 1-3,

- вычисления второго распределения дозы облучения с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности.

7. Компьютерное устройство для систем обработки и планирования лучевой терапии, включающее в себя компьютерный программный продукт, содержащий управляющую логику для предписания компьютеру выполнять команды, которые позволяют процессору выполнять этапы способа по любому из пп. 4-6.