(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の画像を相対的に空間レジストレーションする変形ベクトル場（ＤＶＦ）を計算するステップ、
前記第１の画像において構造を描いている輪郭を、前記ＤＶＦを用いて前記第２の画像における前記構造の初期輪郭を生成するように適応させるステップ、
前記第２の画像における前記構造の最終輪郭を受信するステップ、並びに
修正したＤＶＦを生成するために、前記第２の画像における前記構造の初期輪郭及び最終輪郭に基づいて前記ＤＶＦを修正するステップ
を有する方法において、前記計算するステップ、前記適応させるステップ及び前記修正するステップは電子処理装置により行われ、
前記修正するステップが、
前記第２の画像における前記構造の初期輪郭及び最終輪郭に関する調整変形ベクトル場（調整ＤＶＦ）を計算するステップ、並びに
前記修正したＤＶＦを生成するために、前記ＤＶＦと前記調整ＤＶＦとを組み合わせるステップ
を有する、方法。
【請求項２】
前記組み合わせるステップは、
前記修正したＤＶＦを生成するために、前記調整ＤＶＦを前記ＤＶＦに加えるステップ、及び
前記修正したＤＶＦを生成するために、前記ＤＶＦから前記調整ＤＶＦを引くステップ
の一方を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記受信するステップは、
前記第２の画像と、前記第２の画像における前記構造の初期輪郭を有する重畳輪郭とを表示するステップ、及び
前記重畳輪郭の１つ以上のユーザー調整を受信するステップであり、前記重畳輪郭の表示は各々受信されるユーザー調整に応答して更新される、前記受信するステップ
を有し、前記第２の画像における前記構造の最終輪郭は、前記受信した１つ以上のユーザー調整を含む前記初期輪郭を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法において、
前記第１の画像は、放射線治療計画を作るための計画画像であり、前記第２の画像は、前記放射線治療計画を更新するための治療画像である、及び
前記方法は、
前記計画画像の取得と、前記治療画像の取得との間に起こる変化を説明するために、前記放射線治療計画の１つ以上のパラメタを更新するステップであり、前記更新は、少なくとも前記修正したＤＶＦに基づいている、前記更新するステップ
をさらに有する方法。
【請求項５】
前記放射線治療計画の１つ以上のパラメタを更新する前記ステップは、減衰マップ、線量歪み及び線量蓄積の少なくとも１つを更新するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の更新したパラメタを用いて放射線治療セッションを行うステップをさらに有する、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
第１及び第２の画像を相対的に空間レジストレーションする変形ベクトル場（ＤＶＦ）を計算するステップ、
前記第１の画像において構造を描いている輪郭を、前記ＤＶＦを用いて、前記第２の画像における前記構造の輪郭を生成するように適応させるステップ、
前記第２の画像の輪郭を調整するステップ、並びに
修正したＤＶＦを生成するために、前記第２の画像における前記輪郭の調整に基づいて前記ＤＶＦを修正するステップ
を有し、前記修正するステップが、
前記第２の画像における前記輪郭の調整を表現する調整変形ベクトル場（調整ＤＶＦ）を計算するステップ、並びに
前記修正したＤＶＦを生成するために、前記ＤＶＦと前記調整ＤＶＦとを組み合わせるステップ
を有する、方法を行うための、電子処理装置により実行可能な命令を記憶している非一時的な記憶媒体。
【請求項８】
前記調整するステップは、
前記第２の画像と、前記表示される第２の画像に重畳される前記第２の画像の輪郭とを表示するステップ、並びに
前記表示される重畳輪郭のユーザー調整を受信及び表示するステップ、
を有する、請求項７に記載の非一時的な記憶媒体。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の非一時的な記憶媒体において、
前記第１の画像は、放射線治療計画を作るための計画画像であり、前記第２の画像は、前記放射線治療計画を更新するための治療画像である、及び
前記方法は、
前記計画画像の取得と、前記治療画像の取得との間に起こる変化を説明するために、前記放射線治療計画の１つ以上のパラメタを更新するステップであり、前記更新は、少なくとも前記修正したＤＶＦに基づいている、前記更新するステップ
をさらに有する非一時的な記憶媒体。
【請求項１０】
第１の画像及び第２の画像を空間マッピングする変形ベクトル場（ＤＶＦ）を計算するために構成される電子処理装置、並びに
前記第２の画像と、前記ＤＶＦを用いて前記第１の画像の輪郭を前記第２の画像にマッピングすることにより生成される初期輪郭を有する重畳輪郭とを表示するために構成されるユーザーインタフェースであり、前記重畳輪郭のユーザー調整を受信及び表示するように構成され、前記ユーザー調整により調整される前記重畳輪郭が最終輪郭を定義するユーザーインタフェース
を有し、
前記電子処理装置は、修正したＤＶＦを生成するために前記初期輪郭及び前記最終輪郭に基づいて前記ＤＶＦを修正するように構成され、前記ＤＶＦの修正が、
前記初期輪郭及び前記最終輪郭を空間マッピングする調整ＤＶＦを計算すること、及び
前記修正したＤＶＦを生成するように、前記ＤＶＦと前記調整ＤＶＦとを組み合わせること、
を含む処理によって実施される、器具。
【請求項１１】
前記第１の画像は、放射線治療計画を作るための計画画像であり、前記第２の画像は、前記放射線治療計画を更新するための治療画像であり、並びに
前記電子処理装置はさらに、前記放射線治療計画の１つ以上のパラメタを少なくとも前記修正したＤＶＦに基づいて更新するために構成される、請求項１０に記載の器具。
【請求項１２】
前記放射線治療計画の１つ以上のパラメタの更新はさらに、前記治療画像に基づいている、請求項１１に記載の器具。
【請求項１３】
前記１つ以上の更新したパラメタを用いて、放射線治療セッションを行うために構成される放射線治療照射システムをさらに有する、請求項１１又は１２に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下のことは、医療撮像技術に関する。以下のことは特に分割放射線治療の実施と共に取得される連続画像の画像レジストレーションに関し、特にこれらを参照して説明される。以下のことはより一般的に、一般に既に取得され及びセグメント化された画像と画像のレジストレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
分割放射線治療において、放射線量は、一連の放射線治療セッションにわたり分散されている。この放射線量の分割は、例えばセッション間に患者が回復することを可能にすること、及び医療従事者がセッション毎に放射線治療の効果を評価し、例えば（おそらくは放射線治療の効果による）悪性腫瘍の経時的な大きさの減少に合わせるように調整を行うことを可能にするようなある利点を提供する。
【０００３】
強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）において、放射線ビームは、悪性腫瘍に放射線量を照射するように制御される一方、周囲の健康な組織、特に放射線障害の影響を受けやすい、特にいわゆる"重要"器官の放射線被ばくを制限している。ＩＭＲＴは、様々な放射線ビーム変調ツール、例えば多葉コリメータ（ＭＬＣ）器具、（３６０°までの）広域な角度範囲にわたる照射を提供する断層撮影軌道放射源等を用いることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分割放射線治療の難しさは、腫瘍及び周囲器官又は組織の位置、大きさ、向き並びに他の態様が例えば体重の増減、体内の器官の自然な運動等のような数多くの要因により経時変化することである。これら変化が合わせられない場合、ＩＭＲＴパラメタは、悪性腫瘍に上手く照準が合わせられず、それどころか一部が重要構造と重複し、これら重要構造に放射線を照射する放射線照射をもたらす。
【０００５】
経時変化に合わせるために、通例は高解像度である初期の計画画像を取得することが知られ、例えば放射線治療セッション間に取得されるいわゆる後続する"治療"画像の取得が続く。これら治療画像は、低解像度でも、計画画像とは異なるモダリティでもよい。例えば、計画画像は、高解像度のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像であるのに対し、後続する治療画像は、（場合により放射線治療システムと一体化したＣＴスキャナを用いて取得される）低解像度のＣＴ画像及び/又は例えば陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）若しくは単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像のようなエミッション画像でもよい。ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ画像のようなエミッション画像は有利には機能的情報を与える傾向があり、壊死組織又は高密度の微小血管系を持つ組織等を特定することができる。
【０００６】
一般的な分割ＩＭＲＴ処理において、照射の標的である悪性腫瘍と、そこへの照射は制限されるべきである如何なる周囲の重要構造とを描くために、初期の計画画像は自動的又は半自動的にセグメント化される。これらの外観は、輪郭で描かれる。計画画像は、放射線減衰マップを作成するのにも使用される。ＣＴの計画画像の場合、これは、放射線治療ビームのエネルギー差を説明するために、特にＣＴ撮像に用いられるＸ線の減衰マップであるＣＴ画像を調整することを必要とする。
【０００７】
その後、経時変化を説明するために、治療画像が取得される。治療画像及び計画画像は、空間レジストレーションされる。ＩＭＲＴに対しては、単純な剛体の並進又は回転よりも複雑な変化を正確に説明するために、非剛体(non-rigid)空間レジストレーションが一般に用いられる。腫瘍及び重要構造は治療画像において輪郭が描かれ、その結果生じる輪郭は、如何なる変化も特定するために計画画像の輪郭と比較される。
【０００８】
輪郭を描く処理は、手作業を多く要し、ともすれば人的ミスが生まれやすい。計画画像の輪郭を非剛体レジストレーションの変形ベクトル場（ＤＶＦ）に基づいて治療画像に適応させることにより、輪郭を描くことの一部が自動化される。しかしながら、結果生じる輪郭は時として十分な精度ではなく、手動による修正を必要とする。その上、前記輪郭は通常、放射線治療計画の全ての局面には伝えられない。例えば前記輪郭は通常、放射線減衰マップを修正する又は線量の蓄積を計算する等には用いられない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下のことは、上述した制限又はその他を克服する改善される器具及び方法を検討している。
【００１０】
ある態様によれば、ある方法は、第１及び第２の画像を相対的に空間レジストレーションする変形ベクトル場（ＤＶＦ）を計算するステップ、前記第１の画像において構造を描いている輪郭を、前記ＤＶＦを用いて前記第２の画像における前記構造の初期輪郭を生成するように適応させるステップ、前記第２の画像おける構造の最終輪郭を受信するステップ、並びに修正したＤＶＦを生成するために、前記第２の画像における構造の初期及び最終輪郭に基づいてＤＶＦを修正するステップを有し、ここで計算する、適応させる及び修正するステップは、電子処理装置により行われる。幾つかの実施例において、前記修正するステップは、前記初期及び最終輪郭に関する調整ＤＶＦを計算するステップ、及び修正したＤＶＦを生成するために、ＤＶＦと調整ＤＶＦとを組み合わせるステップを有する。
【００１１】
他の態様によれば、非一時的な記憶媒体は、第２の画像の輪郭を調整するステップ、並びに第２の画像と第１の画像との間をマッピングする更新したＤＶＦを生成するために、この第２の画像と第１の画像との間をマッピングするＤＶＦを前記輪郭の調整に基づいて更新するステップを有する方法を行うために電子処理装置により実行可能な命令を記憶している。
【００１２】
他の態様によれば、ある器具は、第１の画像及び第２の画像を空間マッピングする変形ベクトル場（ＤＶＦ）を計算するために構成される電子処理装置、並びに前記第２の画像と前記ＤＶＦを用いて第２の画像に第１の画像の輪郭をマッピングすることにより生成される初期輪郭を有する重畳輪郭とを表示するために構成されるユーザーインタフェースを有する。このユーザーインタフェースはさらに、前記重畳輪郭のユーザー調整を受信及び表示するために構成され、ここで前記ユーザー調整により調整される重畳輪郭は最終輪郭を定義する。電子処理装置はさらに、修正したＤＶＦを生成するために、ＤＶＦを初期輪郭と最終輪郭とに基づいて修正するために構成される。幾つかの実施例において、前記第１の画像は、強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）を計画するための計画画像であり、前記第２の画像は、前記ＩＭＲＴを更新するための治療画像であり、及び前記電子処理装置はさらに、ＩＭＲＴの１つ以上のパラメタを少なくとも前記修正したＤＶＦに基づいて更新するために構成される。幾つかの上記実施例において、前記器具はさらに、前記更新した１つ以上のパラメタを用いて、ＩＭＲＴのあるセッションを行うために構成されるＩＭＲＴ照射システムを含む。
【００１３】
ある利点は、手動の輪郭修正からの自動的なフィードバックを非剛体空間画像レジストレーションに戻すことにあるため、画像レジストレーションの精度に依存する処理は、前記手動の輪郭修正から恩恵を受けている。
【００１４】
他の利点は、輪郭修正を治療及び計画画像の非剛体空間レジストレーションにフィードバックすることにより、さらに正確な分割放射線治療を提供することにある。
【００１５】
多数の追加の利点及び恩恵は、以下の詳細な説明を読むと当業者に明白となるだろう。
【００１６】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配列の形式、並びに様々な処理操作及び処理操作の配列の形式を取ってもよい。図面は、好ましい実施例を説明することを単に目的とし、本発明を制限するとは考えない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ここに開示されるような分割強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）システムを概略的に示す。
【図２】変形ベクトル場（ＤＶＦ）修正モジュールをさらに詳細に概略的に示す。
【図３】ユーザーが輪郭調整を入力するユーザーインタフェースディスプレイを概略的に示す。
【図４】ユーザーが輪郭調整を入力するユーザーインタフェースディスプレイを概略的に示す。
【図５】図２の輪郭／ＤＶＦ修正モジュールにより適切に行われる処理を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照すると、例示的な強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）が説明されている。この強度変調放射線治療は、分割放射線治療として、すなわち一連の放射線療法セッションを通して行われる。この放射線治療を行う前に、被験者（例えばがん患者、獣医放射線治療を受けている動物等）の計画画像を取得する。この計画画像が例えば磁気共鳴（ＭＲ）のような他の撮像モダリティにより、又は例えば陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）若しくは単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のような放射モダリティ等により取得されるかもしれないが、この計画画像は通例、透過形コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像である。その上、この計画画像の撮像は、体積（３Ｄ）画像、合わせて体積画像を定義する大量の平面（２Ｄ）画像等を取得することを必要とする、及びその上、この計画画像の撮像は、２つ以上の異なる撮像モダリティを用いてもよいことを理解すべきである。後者の場合の例として、幾つかの放射線治療のワークフローにおいて、前記計画画像の撮像は、（ｉ）解剖学的情報を取得するためのＣＴ及び（ｉｉ）機能的情報を取得するための例えばＰＥＴ又はＳＰＥＣＴのような放射モダリティを使用して行われる。幾つかの医療器具において、計画画像は、これら計画画像が権限を与えられた医療関係者、例えばがん専門医、放射線科医師、患者のかかりつけの医者等によりそこから入手される画像保存管理システム（ＰＡＣＳ）１０に記憶される。
【００１９】
これら計画画像は通例、放射線治療レジメンを計画するために、がん専門医又は他の資格を持つ医療関係者により分析される。一般的な計画の処理において、がん専門医又は他の資格を持つ医療関係者が１つ以上の計画画像に手動で輪郭を描いている。これら輪郭は、悪性腫瘍（又はより一般的には放射線治療の対象である悪性組織）を描き、通例は、放射線被ばくによる重大な被害を受けやすい、器官、組織等である１つ以上の"重要"構造も描く。通例、ＩＭＲＴの目的は、目標の腫瘍又は組織に少なくとも指定した放射線線量を供給する一方、この重要構造の放射線被ばくを指定した最大の許容レベルより下に保つことである。これら輪郭は、前記計画画像と共にＰＡＣＳ１０に記憶される。
【００２０】
放射線治療計画は、例えば腫瘍及び重要構造を描いている輪郭、腫瘍（通常は最少の線量しきい値）及び重要構造（通常は最大の許容被ばく）に対する放射線量しきい値、並びに被験者の放射線減衰マップのような情報に基づいている。後者は通例、前記計画画像から生成される。例えば計画画像がＣＴ画像である場合、このとき減衰マップは、ＣＴ画像の撮像に用いられるＸ線放射線と放射線治療に用いられる放射線との間の光子エネルギーの差を説明するように、このＣＴ画像の減衰値を調整することにより作られる。これらの様々な入力は、放射線治療セッション中に放射線治療照射システムを操作するためのパラメタの組を決めるのに使用される。これらパラメタは、多葉コリメータ（ＭＬＣ）装置の設定、断層撮影放射線源の回転速度及び/又は軌道、並びに全ビーム出力等を含んでもよい。腫瘍及び重要器官に対する前記線量しきい値を満たす放射線治療照射システムの様々なパラメタの設定又は他の値は、自動（又は"逆方向"）計画手順を用いて分割ＩＭＲＴの各放射線治療セッションに対し決められる。
【００２１】
前記計画の処理は、かなり長い時間を要することがある。計画画像は通例、高解像度で取得され、輪郭を描くことは、腫瘍及び重要構造を３次元で描くために、大量のスライスの各スライスにおいて行われる。数百若しくは数千のＭＬＣ要素及び/又は被験者の周りのビューの断層撮影（３６０°）の組を含む複雑な放射線治療照射システムにとって、コンピュータ又は他の電子処理装置により行われたとしても、逆方向計画(inverse planning)は複雑であり、かなりの計算時間を要する。結果として、計画画像は通例、最初の放射線治療セッションを行う前の幾らかの時間（例えば数時間、数日又はそれ以上）に取得される。この期間中に、例えば被験者の空洞域の膨張、収縮、形成若しくは分解による器官の運動、患者の体重の変化、悪性腫瘍の成長若しくは縮小等のような変化が起こる。
【００２２】
それに応じて、図１を引き続き参照すると、放射線治療セッションを行う前の短い時間に、治療画像取得システム１２が被験者の治療画像１４を取得するために用いられる。ＭＲ又は他の撮像モダリティも考えられるが、治療画像取得システム１２は通例はＣＴ撮像スキャナである。放射線治療計画を行ったために生じた変化を入手するために、治療画像１４は通例、ＰＡＣＳ１０から取り出される対応する計画画像１６と空間レジストレーションされる。
【００２３】
実施例において、前記空間レジストレーションは、例えばデーモン可変レジストレーション(Demons deformable registration)技術のような可変画像レジストレーションアルゴリズム、又は例えばレベルセット若しくはＢ−スプラインのような他の可変画像レジストレーション技術等を用いて、可変画像レジストレーションモジュール２０により行われる。この可変画像レジストレーションの出力は、計画画像１６及び治療画像１４を相対的に空間レジストレーションされている変形ベクトル場（ＤＶＦ）２２である。このＤＶＦ２２は、例えば変位場のような他の類似の名称によって当該技術分野においても知られ、ここで用いられている変形ベクトル場又はＤＶＦという言葉は、これらの様々な名称も含むことを意図している。ＤＶＦ２２は、第２の画像と整列させるために、一方の画像のピクセル又はボクセルに対し（距離及び方向を含む）変位変換を指定することにより、計画画像と治療画像とを相対的に空間レジストレーションされる。ＤＶＦ２２は、計画画像を治療画像と整列させるための変位変換を示すか、又は治療画像を計画画像と整列させるための変位変換を示す。ピクセル若しくはボクセルの変位変換が画像の至る所で変化して、非剛体変形を与えることができるので、非剛体変形（又は非剛体空間画像レジストレーション若しくは類似の表現）が得られる。ＤＶＦ２２は、一方の画像（例えば計画画像）から残りの画像（例えば治療画像）にマッピングする。しかしながら、当然のことながら、前記ピクセル又はボクセルのベクトル変換を適切に反転することにより、ＤＶＦ２２を用いて、逆方向のマッピング（例えば計画画像と整列させるために治療画像を変換すること）が行われることもできる。従って、一般的に言えば、ＤＶＦ２２は、第１の画像（例えば計画画像１６）及び第２の画像（例えば治療画像１４）を空間マッピングする。
【００２４】
ＤＶＦ２２は、放射線治療計画パラメタを更新するのに使用されることができる。例えばＤＶＦ２２は、腫瘍及び/又は様々な重要器官の運動、収縮又は膨張のような変化を説明するために、放射線量を歪ませる及び/又は減衰マップを歪ませるのに使用されることができる。
【００２５】
加えて、ＤＶＦ２２は、計画画像１６に関連する計画画像の輪郭２６を調整するのに用いられることができる。（例えば、計画画像１６は、前記輪郭２６並びに他のメタデータ、例えば取得時間及び撮像パラメタ等と一緒に構成要素１６、２６を取り囲んでいる点線の箱により図１において概略的に示されるファイル２８に記憶されてもよい）幾つかの適切な実施例において、輪郭２６は、この輪郭２６を手動で描くことにより、がん専門医により生成される。任意に、計画画像１６の輪郭を描くことは、自動輪郭描画アルゴリズム（例えば半自動輪郭描画）により支援されてもよい。
【００２６】
輪郭を描くことは、訓練を受けた人間観察者により又は自動分割アルゴリズムにより異なる軟組織の器官の境界を検出することが難しいので、一般的に難しい。この難しさは、ＣＴスキャンにおける低品質の軟組織のコントラストにより高められる。初期の放射線治療計画中に、がん専門医又は他の医療関係者は、計画画像において腫瘍及び重要構造の輪郭を描くという退屈な作業を行う。患者の変化を追跡するために新しい治療画像が取得される度に、このような退屈な作業を繰り返すことを避けることが好ましい。
【００２７】
治療画像１４の輪郭を描くことを簡単にする１つの方法は、計画画像の輪郭２６を患者固有のプライア(prior)として使用して、この計画画像の輪郭２６を計画画像１６から治療画像１４にマッピングするように、ＤＶＦ２２を使用することである。この方法は、関心領域（ＲＯＩ）の歪み又は伝搬として当該技術分野において知られている。これら歪んだ輪郭は、退屈な手動による輪郭を描くことなく、治療画像１４において目標の腫瘍及び重要構造を自動的に描くことを提供する。
【００２８】
しかしながら、この方法は、（例えば正確にマッピングすることが難しい極度な変形により、画像アーチファクトにより又は一方の画像にのみ現れる特徴若しくは計画画像と治療画像との間における造影剤分布の差等により引き起こされる）ＤＶＦ２２における如何なるマッピングエラーであるという点で、相当な危険を生じさせる。マッピング処理をした輪郭の近くにおけるＤＶＦ２２の如何なるエラーも前記歪んだ輪郭に伝えられる。これらの輪郭は、例えば悪性腫瘍を標的とする一方、重要構造を実質的に避けている放射線分布を定義するような、患者−重要操作に使用されるので、如何なる輪郭のエラーもＩＭＲＴを受けている患者にとって悪影響を及ぼすことがある。
【００２９】
輪郭のマッピングにおけるエラーに対処する１つの方法は、ユーザー（例えばがん専門医又は放射線専門医）が治療画像１４に重畳された輪郭を見て、エラーが生じていると、マウス又は他の入力装置を用いてその輪郭を手動で編集することを可能にすることである。しかしながら、この手法は、単に輪郭を修正するだけで、エラーのある輪郭のソースであったＤＶＦ２２を修正しない。これは、放射線治療の幾つかの態様、例えば減衰マップ及び線量蓄積マップ等が輪郭ではなくＤＶＦ２２に直接依存しているので、問題となり得る。
【００３０】
ここに開示した実施例において、修正したＤＶＦ３２を作成するために、ユーザーが外形を修正し、如何なる上記修正もＤＶＦ２２に伝わることを可能にする輪郭／ＤＶＦ修正モジュール３０により、改善されるユーザー修正が与えられる。（最初のＤＶＦ３２ではなく）調整又は修正したＤＶＦ３２は次いで、例えば線量歪みサブモジュール３６により行われる線量歪み、線量蓄積追跡モジュール３８により行われる線量蓄積マッピング等のような動作に使用するための放射線治療セッション準備モジュール３４に入力される。結果生じるＩＭＲＴセッション計画は、ＩＭＲＴ照射システム４０により適切に実行され、このシステムは、実施例として、断層撮影照射を行うために構成される線形電子加速器（ＬＩＮＡＣ）又はマルチビーム放射線治療装置等を有する。
【００３１】
電子処理構成要素２０、３０、３４は、１つ以上の電子処理装置、例えば例示的なコンピュータ４２により様々に具現化されることができる。輪郭／ＤＶＦ修正モジュールは好ましくは、例えば例示的な表示装置４４のようなユーザーインタフェース構成要素、並びに例えば例示的なキーボード４６及びマウス４８のような１つ以上のユーザー入力装置を含む。他の実施例において、非一時的な記憶媒体は、前記電子処理構成要素２０、３０、３４により行われる方法を実行するために、１つの電子処理構成要素（例えば例示的なコンピュータ４２）により実行可能な命令を記憶している。このような非一時的な記憶媒体は、実施例として、ハードディスク若しくは他の磁気記憶媒体、光ディスク若しくは他の光学記憶媒体、例えばフラッシュメモリのような静電記憶メモリ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する。
【００３２】
図２を参照すると、輪郭／ＤＶＦ修正モジュール３０の実施例が説明されている。このモジュール３０は、計画画像の輪郭２６、ＤＶＦ２２及び治療画像１４を入力として受信する。画像輪郭歪みモジュール５０は、治療画像１４に初期輪郭５２を自動的に生成するために、ＤＶＦ２２を用いて前記治療画像１４に計画画像の輪郭２６をマッピングする。グラフィカルユーザーインタフェース（ＧＵＩ）を含む輪郭編集モジュール５４は、前記治療画像１４と前記初期輪郭５２を有する重畳輪郭とを表示する。
【００３３】
図３を簡潔に参照すると、これらの態様は、図表例により説明されている。図３は、表示装置４４に表示される（図１及び２の治療画像１４に対応する）治療画像ＩＴを、この表示装置４４に表示される治療画像ＩＴに重畳される重畳輪郭として示される、図２の前記自動的に生成される初期輪郭５２に対応する初期輪郭Ｃｉ１、Ｃｉ２、Ｃｉ３と一緒に示す。輪郭編集モジュール５４は、ユーザーに輪郭Ｃｉ１、Ｃｉ２、Ｃｉ３を編集するための命令、例えば表示テキスト"輪郭を調整、（続行）"も与える。これら輪郭Ｃｉ１、Ｃｉ２、Ｃｉ３は、明らかな画像特徴に近いけど、正確に整列されていないことを述べておく。このアライメントの不整は、計画画像の輪郭を治療画像１４にマッピングするのに使用されるＤＶＦ２２の何らかのエラーによるものである。
【００３４】
図２及び図３を引き続き参照すると共に、図４を参照すると、ユーザーは、図４に示される最終輪郭ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３を作成するために様々なユーザー調整を行うことにより初期輪郭Ｃｉ１、Ｃｉ２、Ｃｉ３を調整するのに、マウス４８（トラックボール又は他のポインティング形式のユーザー入力装置）により制御される画面上のポインタＰを適切に使用する。例えば"選択、ドラッグ＆ドロップ"処理が用いられ、この処理において、ユーザーは、輪郭の一部を指し、その一部を選択するためにマウスのボタンをクリック及び保持し、その一部を新しい位置にドラッグし、前記輪郭の一部をその新しい場所に"ドロップ"するためにマウスのボタンを放す。任意に、前記処理は、複数のユーザー調整を行うために繰り返されることができ、幾つかの実施例において、表示装置４４に示される重畳輪郭は、前記更新した輪郭を反映するために各々の上記調節後に更新される。スクリーン上の命令のように、ユーザーが調整した輪郭で一旦満足すると、ユーザーは、"続行"ボタンをクリックする。
【００３５】
図２に戻り参照すると、図４に示される最終輪郭ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３は、図２に示されるユーザー調整した最終輪郭５６を構成する。これらの最終輪郭５６は、ＤＶＦ２２におけるエラーを修正するが、このＤＶＦ２２自身は、最終輪郭５６に組み込まれたユーザー調整を含んでいない。
【００３６】
これらの調整を変形ベクトル場に伝えるために、可変輪郭レジストレーションモジュール６０は、初期輪郭５２及び最終輪郭５６を受信し、ユーザー調整を説明する調整変形ベクトル場（調整ＤＶＦ）６２を計算する。この可変輪郭レジストレーションモジュール６０は、初期輪郭５２を最終輪郭５６に（又はその反対に）マッピングする調整ＤＶＦ６２を生成するために、例えばデーモン可変レジストレーション技術のような可変画像レジストレーションアルゴリズム、又は例えばレベルセット若しくはＢ−スプライン等のような他の可変画像レジストレーション技術を使用する。ＤＶＦ結合器モジュール６４は、（修正が行われていない）ＤＶＦ２２と調整ＤＶＦ６２とを組み合わせ、修正したＤＶＦ３２を生成する。重畳規則はこの組み合わせ動作に適用し、それに応じて、結合器モジュール６４は、調整ＤＶＦ６２をＤＶＦ２２に加えることにより適切に動作し、修正したＤＶＦ３２を生成する。この追加の動作は、ＤＶＦ２２及び調整ＤＶＦ６２の両方が同じ"符号"を持つ、すなわち同じ方向にマッピングする（例えば計画画像を治療画像に及び初期輪郭を最終輪郭にマッピングする）と仮定する。ＤＶＦ２２及び調整ＤＶＦ６２が反対の"符号"を持つ（例えばＤＶＦ２２は計画画像を治療画像にマッピングする一方、調整ＤＶＦ６２は最終輪郭を初期輪郭にマッピングする）場合、結合器モジュール６４は、ＤＶＦ２２から調整ＤＶＦ６２を引くことにより適切に動作し、修正したＤＶＦ３２を生成する。
【００３７】
図２を引き続き参照すると共に、図５を参照すると、輪郭／ＤＶＦ修正モジュール３０により適切に行われる処理が説明される。画像輪郭歪みモジュール５０により行われる動作１００において、計画画像１６の輪郭２６は、初期輪郭５２を自動的に生成するために、ＤＶＦ２２に従って歪められる。動作１０２において、ユーザーは、ユーザー調整した最終輪郭５６を生成するために、ＧＵＩを用いて初期輪郭５２を編集する。可変輪郭レジストレーションモジュール６０により行われる動作１０４において、調整ＤＶＦ６２は、初期輪郭５２と最終輪郭５６との間の差に基づいて生成される。ＤＶＦ結合器モジュール６４により行われる動作１０６において、ＤＶＦ２２は、調整ＤＶＦ６２を用いて更新され、修正したＤＶＦ３２を生成する。
【００３８】
例示的な実施例において、治療画像１４における構造を描く最終輪郭５６は、初期輪郭５２のユーザー調整により生成される。代替実施例において、前記最終輪郭は、治療画像１４における構造に対し、前記マッピングした初期輪郭５２の自動最適化を行うことにより生成され、この治療画像における構造を描く最終的な第２の画像の輪郭を生成する。その上、輪郭／ＤＶＦ調整がＩＭＲＴに照らしてここに述べられている一方、輪郭／ＤＶＦ調整は、第１の画像（例えば例示的な実施例において計画画像１６）が第１の画像の輪郭（例えば例示的な実施例において輪郭２６）を生成するために輪郭が描かれ、第２の画像（例えば例示的な実施例において治療画像１４）が取得され、並びに非剛体画像レジストレーションが適用され、第１の画像と前記第２の画像との間をマッピングするＤＶＦを生成する他の応用に適切に利用される。例えば、第１の画像は、前臨床試験を行う前に取得される臨床検査動物の基準画像であり、第２の画像は、前臨床試験中に様々な地点で取得される臨床検査動物の後続する画像でもよい。他の例として、第１の画像は、臨床検査を行う前に取得される人間の被験者の基準画像であり、第２の画像は、臨床検査中に様々な地点で取得される人間の被験者の後続する画像でもよい。他の考えられる応用は、例えばＩＭＲＴのような様々な放射線治療技術、及び例えば原体振子照射治療若しくは強度変調回転放射線治療（ＶＭＲＴ）のような特別技術、様々な術前外科処置計画手順、介入撮像若しくは画像誘導手術及び術後評価等を含み、これらの各々は、ここに開示されるような輪郭／ＤＶＦ調整から容易に恩恵を受けられる。
【００３９】
本発明は、好ましい実施例を参照して説明されている。上記詳細な説明を読み、理解すると他の者に修正案及び代替案が明白に思い付くことがある。本発明は、修正案及び代替案が付随の特許請求の範囲又はそれに対応するものの範囲内にある限り、これら修正案及び代替案を全て含んでいると考えられることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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