ВИЗУАЛИЗАЦИОННОЕ НАВЕДЕНИЕ ДЛЯ РАДИАЦИОННОЙ ТЕРАПИИ
VISUAL GUIDANCE FOR RADIATION THERAPY

ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
Данная заявка на патент имеет приоритет (1) по  предварительной заявке на патент США под серийным номером 62/069,145, озаглавленной ʺMRI-LINAC REAL-TIME IMAGE GUIDANCE TECHNIQUESʺ, Moreau, зарегистрированной 27 октября 2014 г.; а также (2) по предварительной заявке на патент США под серийным номером 62/089,482, озаглавленной ʺMAGNETIC RESONANCE IMAGING TARGET LOCALIZATIONʺ, Lachaine и др., зарегистрированной 9 декабря 2014 г.; каждая из которых в полном объеме включена в настоящее описание путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное раскрытие, в общем, относится к радиационной терапии или радиотерапии. Более конкретно раскрытие относится к системам и способам для адаптации плана радиотерапевтического лечения с целью введения поправки на изменения положения целевой опухоли в процессе проведения радиационной терапии.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Радиационная терапия или ʺрадиотерапияʺ может использоваться для лечения раковых опухолей или других заболеваний ткани млекопитающих (например, человека и животного). Одной из таких радиотерапевтических технологий является технология Гамма-нож, с помощью которой пациент облучается большим количеством гамма-лучей низкой интенсивности, сходящихся с высокой интенсивностью и высокой точностью в мишени (например, опухоли). В другом варианте осуществления радиотерапия проводится с использованием линейного ускорителя, с помощью которого опухоль облучается частицами высокой энергии (например, электронами, протонами, ионами, фотонами высокой энергии т.п.). Расположение и доза излучения радиационного пучка должны тщательно контролироваться, чтобы обеспечить получение опухолью предписанной дозы облучения, при этом расположение пучка должно быть таким, чтобы свести к минимуму повреждение окружающей здоровой ткани, которую часто называют органом или органами риска (OAR). Доза облучения названа ʺпредписаннойʺ, поскольку врач назначает заданное количество облучения для опухоли и окружающих органов по аналогии с выписыванием лекарственного препарата.
Обычно ионизирующее излучение в виде коллимированного пучка направляется от внешнего источника излучения в направлении пациента.
Может использоваться задаваемый или выбираемый уровень энергии пучка, например, в диапазоне уровней энергии для проведения диагностики или в диапазоне уровней энергии для проведения лечения. Модуляция радиационного пучка может обеспечиваться с помощью одного или нескольких аттенюаторов или коллиматоров (например, многолепесткового коллиматора). Интенсивность и форма радиационного пучка может регулироваться с помощью коллимации, чтобы избежать повреждения здоровой ткани (например, органов риска), прилегающей к целевой ткани, путем согласования проецируемого пучка с профилем целевой ткани.
Процедура планирования лечения может включать в себя использование трехмерного изображения пациента для идентификации целевой области (например, опухоли), а также для идентификации критических органов вблизи опухоли. Разработка плана лечения может представлять собой длительный процесс, при котором лицо, осуществляющее планирование, пытается удовлетворить различные требования или ограничения лечения (например, параметры гистограммы доза-объем (DVH)), принимая во внимание их индивидуальную значимость (например, весовые коэффициенты), чтобы разработать план лечения, приемлемый с клинической точки зрения. Решение этой задачи может представлять собой процесс, требующий много времени и выполняемый путем проб и ошибок, который усложняется присутствием различных органов риска (OAR), поскольку с увеличением числа OAR (например, до тринадцати в случае лечения рака головы и шеи) возрастает также сложность этого процесса. Органы риска, расположенные на удалении от опухоли, можно легко избавить от облучения, в то время как OAR, расположенные вблизи целевой опухоли или наложенные на нее, возможно, будет трудно уберечь.
Традиционно для каждого пациента начальный план лечения может составляться в режиме ʺоффлайнʺ. План лечения может разрабатываться задолго до проведения радиационной терапии, например, с использованием одной или нескольких технологий медицинской визуализации. Визуализирующая информация может включать в себя, например, изображения, полученные с помощью рентгеновских лучей, компьютерной томографии (CT), ядерного магнитного резонанса (MR), позитронно-эмиссионной томографии (PET), однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT) или ультразвука. Медицинский работник, например врач, может использовать трехмерную визуализирующую информацию в отношении анатомии пациента, чтобы идентифицировать одну или несколько целевых опухолей, а также органы риска вблизи опухоли. Медицинский работник может установить очертания целевой опухоли, т.е. получить величину предписанной дозы облучения, используя расчеты вручную, а также медицинский работник может аналогичным образом установить очертания близлежащей ткани, например органов, подвергаемых риску повреждения при проведении радиационной терапии. В качестве альтернативы или дополнительно может применяться автоматизированный рабочий инструмент (например, программное обеспечение ABAS, предоставляемое компанией Elekta AB, Швеция), чтобы способствовать идентификации или очерчиванию целевой опухоли и органов риска. Далее может вырабатываться план радиотерапевтического лечения (ʺплан леченияʺ) с использованием технологии оптимизации на основе клинических или дозиметрических требований и ограничений (например, максимальных, минимальных и средних доз облучения опухоли и критических органов).
Процедура планирования лечения может включать в себя использование трехмерного изображения пациента для идентификации целевой области (например, опухоли), а также для идентификации критических органов вблизи опухоли. Разработка плана лечения может представлять собой длительный процесс, при котором лицо, осуществляющее планирование, пытается удовлетворить различным требованиям или ограничениям лечения (например, параметрам гистограммы доза-объем (DVH)), принимая во внимание их индивидуальную значимость (например, весовые коэффициенты), чтобы разработать план лечения, приемлемый с клинической точки зрения. Решение этой задачи может представлять собой процесс, требующий много времени и выполняемый путем проб и ошибок, который усложняется присутствием различных органов риска (OAR), поскольку с увеличением числа OAR (например, до тринадцати в случае лечения рака головы и шеи) возрастает также сложность этого процесса. Органы риска, расположенные на удалении от опухоли, можно легко избавить от облучения, в то время как OAR, расположенные вблизи целевой опухоли или наложенные на нее, возможно, будет трудно уберечь.
План лечения может быть позже осуществлен путем позиционирования пациента и проведения предписанной радиационной терапии. План радиотерапевтического лечения может включать в себя ʺфракционированиеʺ дозы, посредством чего в течение заданного периода времени проводится последовательность сеансов радиационной терапии (например, 45 фракций), при этом каждое проведение терапии включает в себя предусмотренную фракцию общей предписанной дозы. Однако в ходе проведения терапии положение пациента и положение целевой опухоли относительно терапевтической установки (например, линейного ускорителя - ʺlinacʺ) являются очень важными, чтобы обеспечить облучение целевой опухоли, а не здоровой ткани.
ОБЗОР
Авторы настоящего изобретения, среди прочего, выявили, что план радиотерапевтического лечения может регулироваться единовременно в адаптивном режиме с целью введения поправки на изменение положения целевой опухоли в ходе проведения радиационной терапии в отношении опухоли. Например, заданная мишень, такая как опухоль, может изменить свое положение настолько, что если используется исключительно ʺоффлайнʺ-подход к планированию лечения, местоположение опухоли, на которое указывают медицинские изображения, полученные до проведения терапии, может существенно отличаться от местоположения опухоли-мишени в процессе проведения радиационной терапии. Например, опухоль может сократиться, может переместиться или может не совпадать с ожидаемым или заданным местоположением, указанным в плане лечения. Движение мишени может быть вызвано одной или несколькими причинами, например сердцебиением, дыханием, рефлекторным актом, таким как кашель, или другими перемещениями. Таким образом, место, предназначенное для проведения радиационной терапии на основе изображений, полученных до проведения лечения, может существенно не совпадать с заданной мишенью, когда радиационная терапия, в конечном счете, будет проводиться. В дальнейшем в этом документ ʺцелевой локусʺ представляет собой местоположение мишени, например, определяемый до проведения терапии, а ʺлокус терапевтического воздействияʺ - местоположение, в котором проводится радиационная терапия в ходе лечения (в идеале совпадающее с фактическим местоположением мишени во время проведения радиационной терапии).
При одном подходе визуализация может выполняться одновременно с проведением радиационной терапии, например, осуществляя сбор изображений непосредственно перед началом проведения радиационной терапии в ходе сеанса лечения, либо используя последовательность соответствующего проведения терапии, за которым сразу же следует сбор одного или нескольких изображений опухоли в ходе сеанса проведения радиационной терапии. Такая визуализация может предоставлять информацию, полезную для идентификации положения мишени или для идентификации перемещения мишени. Такую одновременную визуализацию можно назвать, в общем, визуализацией ʺв режиме реального времениʺ, однако вообще существует время ожидания или запаздывание между получением изображения и проведением радиационной терапии, обычно составляющее порядка 100-500 миллисекунд (мс).
Возникает проблема, если задержка сбора или скорость сбора изображений трехмерной визуализирующей информации в объемном виде является неприемлемой (например, сбор изображений происходит слишком медленно, чтобы позволить направлять или контролировать проведение терапии, например с задержкой, превышающей примерно 500 мс для «респираторных мишеней»). Объект изобретения, представленный в настоящем описании, может решить такую проблему, например, способствуя более быстрому сбору визуализирующих срезов (в том числе одного или нескольких одномерных профилей, двумерных срезов или трехмерных объемов, содержащих подобъем или подобласть ранее визуализированной объемной области), включая сравнение информации, касающейся участка целевого локуса, полученной быстро из одного или нескольких визуализирующих срезов, с информацией, приобретенной из ранее полученного объемного опорного изображения.
В одном примере адаптивная система для проведения терапии под контролем изображений может получать визуализирующую информацию, включающую в себя объемное изображение, содержащее мишень в организме пациента, подвергаемого радиационной терапии, а также может получать визуализирующую информацию, связанную с одним или несколькими визуализирующими срезами, содержащими различные участки мишени, при этом визуализирующие срезы получены в разные моменты времени после получения объемного изображения.
Согласно различным примерам система может пространственно совмещать информацию, касающуюся участка мишени, по меньшей мере, из одного из визуализирующих срезов, полученных ранее, а также пространственно совмещать участок мишени, по меньшей мере, из одного из визуализирующих срезов, полученных позже. Система может затем определять различие между местоположением мишени, указанным пространственно совмещенной информацией, и более ранним местоположением мишени, указанным на ранее полученном объемном изображении. Система может далее генерировать скорректированный протокол лечения для управления доставкой терапевтического пучка на основе установленного различия в положении мишени.
В другом примере участок или полный объем объемного опорного изображения может пространственно совмещаться с одним или несколькими визуализирующими срезами, чтобы определить оптимальный сдвиг между объемным опорным изображением и одним или несколькими визуализирующими срезами. Например, объемное опорное изображение может включать в себя трехмерную визуализирующую информацию (например, серую шкалу или величины контраста, соответствующие вокселам), при этом трехмерная визуализирующая информация может поступательно перемещаться или совершать поворот для достижения оптимального совмещения с одним или несколькими визуализирующими срезами (например, двумерной визуализирующей информацией). Точность приближения между сдвинутой или совершившей поворот трехмерной визуализирующей информацией в объемном виде и одним или несколькими визуализирующими срезами может включать в себя использование одной или нескольких метрик, не требуя сегментирования мишени.
Скорректированный протокол лечения может генерироваться в адаптивном режиме, чтобы совместить локус терапевтического воздействия, созданный терапевтическим пучком, со скорректированным целевым локусом или стробировать пучок, так чтобы терапия проводилась, когда локус терапевтического воздействия проходит через целевой локус. Корректировка протокола лечения в качестве иллюстративных примеров может включать в себя одно или несколько из следующих действий: (a) регулировка исполнительных механизмов, соединенных с подвижной платформой, такой как кушетка или стол, поддерживающей пациента, подвергаемого терапии, (b) регулировка одной или нескольких апертур, выполненных с возможностью коллимации или придания формы терапевтическому пучку, (c) регулировка одного или нескольких исполнительных механизмов, выполненных с возможностью позиционирования устройства выдачи терапевтического воздействия для установления заданного направления терапевтического пучка, или (d) синхронизация проведения терапии, например с использованием полученной визуализации или информации от других датчиков.
Данный обзор ставит целью создание общего представления об объекте изобретения по настоящей заявке на патент. Он не предназначен для предоставления исчерпывающего или всеобъемлющего объяснения изобретения. Ниже приводится подробное описание для предоставления дополнительной информации в отношении настоящей заявки на патент.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГ. 1A иллюстрирует, в общем, пример системы для радиационной терапии, которая может включать в себя устройство выдачи терапевтического воздействия, выполненное с возможностью создания терапевтического пучка.
ФИГ. 1B иллюстрирует, в общем, другой пример системы для радиационной терапии.
ФИГ. 1C иллюстрирует, в общем, пример системы, которая может включать в себя объединенные систему для радиационной терапии и визуализирующую систему, например, может включать в себя в себя визуализирующую систему компьютерной томографии (CT).
ФИГ. 1D иллюстрирует, в общем, вид, частично в разрезе, одного примера системы, которая может включать в себя объединенные систему для радиационной терапии и визуализирующую систему, например, может включать в себя в себя визуализирующую систему ядерного магнитного резонанса (MR).
ФИГ. 2 иллюстрирует, в общем, пример конфигурации коллиматора, которая может использоваться для придания формы, направления и модуляции интенсивности радиационного терапевтического пучка.
ФИГ. 3 иллюстрирует, в общем, пример системы для радиационной терапии, которая может включать в себя устройство для радиационной терапии и устройство для сбора изображений.
ФИГ. 4 иллюстрирует, в общем, пример системы, которая может использоваться для сбора изображений, сегментации изображений, целевого прогнозирования, управления терапией или настройки терапии.
ФИГ. 5 иллюстрирует, в общем, пример системы, которая может включать в себя контроллер для проведения радиационной терапии, имеющий визуализирующее вводное устройство, генератор для проведения радиационной терапии, а также устройство выдачи терапевтического воздействия.
ФИГ. 6 иллюстрирует, в общем, вид целевого локуса, такого как опухолевая область, который можно получить с использованием технологии объемной визуализации.
ФИГ. 7A и ФИГ. 7B иллюстрируют виды плоскости получения изображений (на ФИГ. 7A) и соответствующего полученного визуализирующего среза (на ФИГ. 7B), относящегося к первой ориентации плоскости визуализации.
ФИГ. 7C и ФИГ. 7D иллюстрируют виды плоскости получения изображений (на ФИГ. 7C) и соответствующего полученного визуализирующего среза (на ФИГ. 7D), относящегося ко второй ориентации плоскости визуализации, которая может быть ортогональной к первой ориентации плоскости визуализации, упомянутой выше в отношении ФИГ. 7A и ФИГ. 7B.
ФИГ. 7E и ФИГ. 7F иллюстрируют виды плоскости получения изображений (на ФИГ. 7E) и соответствующего полученного визуализирующего среза (на ФИГ. 7F), относящегося к третьей ориентации плоскости визуализации, которая может быть ортогональной к первой и/или второй ориентациям плоскости визуализации, упомянутым выше в отношении ФИГ. 7A, ФИГ. 7B, ФИГ. 7C и ФИГ. 7D.
ФИГ. 8A иллюстрирует, в общем, набор плоскостей получения изображения, который можно получить, когда целевой локус совершает перемещение от одного момента сбора изображений к другому.
ФИГ. 8B иллюстрирует, в общем, набор областей сбора изображений, который может содержать криволинейную форму.
ФИГ. 8C иллюстрирует, в общем, набор плоскостей получения изображения, который может содержать различные ориентации, при этом не требуется, чтобы каждая из них была ортогональной по отношению к другим.
ФИГ. 9A иллюстрирует, в общем, набор из двух визуализирующих срезов, например, включающий в себя целевой локус, смещаемый между первым и вторым визуализирующими срезами.
ФИГ. 9B иллюстрирует, в общем, набор из двух пространственно совмещенных визуализирующих срезов, например, после того, как сегментированный участок целевого локуса отрегулирован на одном или нескольких визуализирующих срезах.
ФИГ. 10 иллюстрирует, в общем, технологию, которая может включать в себя пространственное совмещение сегментированных участков целевого локуса.
ФИГ. 11A иллюстрирует, в общем, комплексное сегментированное представление целевого локуса, например, после пространственного совмещения участков целевого локуса, полученных в разные моменты времени.
ФИГ. 11B иллюстрирует, в общем, технологию для определения различия между местоположением целевого локуса согласно полученной пространственно совмещенной визуализирующей информации по отношению к предшествующему местоположению целевого локуса, например, представленному ранее полученной пространственной визуализирующей информацией.
ФИГ. 11C иллюстрирует, в общем, технологию для корректировки протокола лечения, например, для сдвига локуса терапевтического воздействия в новое местоположение.
ФИГ. 12 иллюстрирует технологию, которая может включать в себя чередование обработки визуализирующей информации, относящейся к ранее полученным визуализирующим срезам, со сбором изображений, чтобы повысить эффективность других технологий, представленных в настоящем описании.
ФИГ. 13 иллюстрирует, в общем, технологию, например способ, который может включать в себя получение пространственной визуализирующей информации, например опорного изображения, а также получение визуализирующих срезов, включая определение различия в местоположении целевого локуса.
На чертежах, которые не обязательно выполнены с соблюдением масштаба, одинаковые ссылочные позиции могут обозначать одинаковые компоненты на разных видах. Одинаковые ссылочные позиции, имеющие разные буквенные индексы, могут представлять разные примеры одинаковых компонентов. Чертежи иллюстрируют, в общем, в качестве примера, но не в ограничительном смысле, различные варианты осуществления, рассматриваемые в настоящем документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
102
104
108
104
112
116
104
106
104
116
104
A
T
L
R
ФИГ. 1A иллюстрирует, в общем, пример системы  для радиационной терапии, которая может включать в себя устройство  выдачи терапевтического воздействия, выполненное с возможностью создания терапевтического пучка . Устройство  выдачи терапевтического воздействия может включать в себя один или несколько аттенюаторов или коллиматоров, таких как многолепестковый коллиматор (MLC), описанный в иллюстративном примере на ФИГ. 2. Как показано на ФИГ. 1A, пациент может располагаться в области , например, на платформе  (например, столе или кушетке) для получения дозы излучения согласно плану радиотерапевтического лечения. Устройство  выдачи терапевтического воздействия может располагаться на гантри  или другой механической опоре, способной поворачивать устройство  выдачи терапевтического воздействия вокруг оси (ʺʺ). Платформа  и/или устройство  выдачи терапевтического воздействия могут обладать способностью перемещения в другие местоположения, например в поперечном направлении (ʺʺ) или латеральном направлении (ʺʺ). Возможны другие степени свободы, такие как поворот вокруг одной или нескольких других осей, например, поворот вокруг поперечной оси (обозначенной ʺʺ).
A
T
L
A
110
108
110
108
104
106
Система координат (содержащая оси ,  и ), показанная на ФИГ. 1A, может иметь начало, расположенное в изоцентре . Изоцентр может определяться как местоположение, в котором радиотерапевтический пучок  пересекает начало координатной оси, чтобы доставить предписанную дозу облучения в некоторое место на пациенте или в организме пациента. Например, изоцентр  может определяться как местоположение, в котором радиотерапевтический пучок  пересекает тело пациента при различных поворотных положениях устройства  выдачи терапевтического воздействия, задаваемых гантри  вокруг оси .
114
108
114
106
104
108,
106
114
108
114
В одном примере детектор  может располагаться в поле терапевтического пучка  и может включать в себя плоскопанельный детектор (например, детектор прямого детектирования или сцинтилляционный детектор). Детектор  может устанавливаться на гантри  противоположно устройству  выдачи терапевтического воздействия, чтобы поддерживать совмещение с терапевтическим пучком когда гантри  совершает поворот. Таким образом, детектор  может использоваться для мониторинга терапевтического пучка , либо детектор  может использоваться для визуализации, например портальной визуализации.
116
104
106,
104
108
106
116
104
110
В одном иллюстративном примере платформа , устройство  выдачи терапевтического воздействия или гантри либо несколько из них, могут позиционироваться автоматически, при этом устройство  выдачи терапевтического воздействия может создавать терапевтический пучок  согласно заданной дозе для конкретного случая проведения терапии. Последовательность выдачи терапевтических воздействий может задаваться согласно плану радиотерапевтического лечения, например, с использованием различных ориентаций или местоположений гантри , платформы  или устройства  выдачи терапевтического воздействия. Выдача терапевтических воздействий может происходить последовательно, однако они могут пересекаться в требуемом локусе терапевтического воздействия на пациенте или в организме пациента, например, в изоцентре . Предписанная кумулятивная доза радиационной терапии благодаря этому может доставляться в локус терапевтического воздействия, в то время как повреждение ткани вблизи локуса терапевтического воздействия может быть снижено или его можно избежать.
102
Как упоминалось в отношении других примеров, приведенных в настоящем описании, система  для радиационной терапииможет включать в себя систему для сбора изображений или может быть связана с ней, чтобы обеспечить проведение визуализации с использованием ядерного магнитного резонанса (MR) и/или рентгеновской визуализации, и может включать в себя визуализацию с использованием компьютерной томографии (CT) или ультразвуковую визуализацию. В одном примере MR визуализирующая информация или иная визуализирующая информация может использоваться для генерирования визуализирующей информации или визуализаций, эквивалентных CT визуализации, не требуя подлинной CT визуализации. Такая визуализация может быть названа ʺпсевдо-CTʺ визуализацией.
102
152
154
154
156
ФИГ. 1B иллюстрирует, в общем, другой пример системы  для радиационной терапии (например, установку Leksell Gamma Knife, изготовленную компанией Elekta AB, Стокгольм, Швеция) согласно некоторым вариантам осуществления по настоящему раскрытию. Как показано на ФИГ. 1B, в сеансе радиационной терапии на пациенте  может располагаться координатная рама  для стабилизации анатомического участка пациента (например, головы), подвергаемого хирургическому вмешательству или радиационной терапии. Координатная рама  и система позиционирования пациентамогут создавать пространственную систему координат, которая может использоваться при визуализации пациента или в процессе радиационного хирургического вмешательства.
102
164
162
162
166
158
158
158
158
Устройство для радиационной терапии может включать в себя защитный корпус  для заключения множества источников излучения. Источники  излучения могут генерировать множество радиационных пучков (например, элементарных пучков), проходящих через каналы для пучков. Множество радиационных пучков могут быть выполнены с возможностью фокусировки в изоцентре  с различных направлений. В то время как каждый отдельный радиационный пучок может иметь относительно низкую интенсивность, изоцентр  может получать относительно высокий уровень облучения, когда множество доз от различных радиационных пучков аккумулируются в изоцентре . В определенных вариантах осуществления изоцентр  может соответствовать мишени, подвергаемой хирургическому вмешательству или лечению, такой как опухоль.
102
118
118
120
122
102
102
104
106
116
114
102
118
ФИГ. 1C иллюстрирует, в общем, пример системы, которая может включать в себя объединенные систему  для радиационной терапии и визуализирующую систему, которая может содержать визуализирующую систему с применением компьютерной томографии (CT). CT-визуализирующая система может включать в себя источник  визуализирующего рентгеновского излучения, например, обеспечивающего энергию рентгеновского излучения в некотором энергетическом диапазоне, измеряемом в килоэлектрон-вольтах (кэВ). Источник  визуализирующего рентгеновского излучения создает один или несколько веерообразных или конических пучков , направленныхк детектору визуализации, например плоскопанельному детектору. Система  для радиационной терапии может быть схожей с системой , описанной в отношении ФИГ. 1A, и, например, включать в себя устройство  выдачи терапевтического воздействия, гантри , платформу , а также другой плоскопанельный детектор . Как и в примерах на ФИГ. 1A, ФИГ. 1B и ФИГ. 1D, система  для радиационной терапии может быть соединена с ускорителем высоких энергий или может включать в себя ускоритель высоких энергий, выполненный с возможностью создания терапевтического радиационного пучка. Рентгеновский источник  может создавать диагностический пучок рентгеновского излучения сравнительно низкой энергии для проведения визуализации.
104
118
106
106
104
В иллюстративном примере на ФИГ. 1C устройство  выдачи терапевтического воздействия и рентгеновский источник  могут устанавливаться на одном и том же поворотном гантри , будучи разнесенными в поворотном направлении друг от друга на 90 градусов. В другом примере два или более рентгеновских источников могут устанавливаться по окружности гантри , так что каждый имеет свою собственную детекторную конструкцию, чтобы проводить диагностическую визуализацию одновременно под множеством углов. Точно так же может быть предусмотрено множество устройств  выдачи терапевтических воздействий.
102
130
130
104
108,
110
104
124
108
108
102
106
104
A
A
A,
L
T
A
ФИГ. 1D иллюстрирует, в общем, вид, частично в разрезе, одного примера системы, которая может включать в себя объединенные систему  для радиационной терапии и визуализирующую систему, которая может содержать визуализирующую систему с применением ядерного магнитного резонанса (MR). MR-визуализирующая система  может быть выполнена с возможностью образования ʺканалаʺ вокруг оси (ʺʺ), при этом система для радиационной терапии может включать в себя устройство  выдачи терапевтического воздействия, чтобы создавать радиотерапевтический пучок  направленный в изоцентр  в этом канале вдоль оси . Устройство  выдачи терапевтического воздействия может включать в себя коллиматор , чтобы управлять радиотерапевтическим пучком , придавать ему форму, а также его модулировать с целью направления пучка  в локус терапевтического воздействия, совмещенный с заданным целевым локусом в теле пациента. Пациент может поддерживаться платформой, например платформой, устанавливаемой вдоль одного или нескольких из следующих направлений: аксиального направления латерального направления  и поперечного направления . Одна или несколько частей системы  для радиационной терапии могут устанавливаться на гантри , чтобы поворачивать устройство  выдачи терапевтического воздействия вокруг оси .
A
ФИГ. 1A, ФИГ. 1B, ФИГ. 1C и ФИГ. 1D иллюстрируют, в общем, примеры, содержащие конфигурацию, при которой устройство выдачи терапевтического воздействия может совершать поворот вокруг центральной оси (например, оси ʺʺ). Могут использоваться другие конфигурации устройств выдачи терапевтических воздействий. Например, устройство выдачи терапевтического воздействия может устанавливаться на роботизированной руке или манипуляторе, например, имеющем множество степеней свободы. В еще одном примере устройство выдачи терапевтического воздействия может быть неподвижным, например, располагаться в области, латерально отделенной от пациента, при этом платформа, служащая опорой для пациента, может использоваться для совмещения изоцентра проведения радиационной терапии с заданным целевым локусом в теле пациента.
132
132A
132J
140
132A
132J
132A
132J
132
140
132
132
ФИГ. 2 иллюстрирует, в общем, пример многолепесткового коллиматора (MLC) , который может использоваться для придания формы, направления и модуляции интенсивности радиационного терапевтического пучка. На ФИГ. 2 лепестки  -  могут позиционироваться автоматически для образования апертуры, аппроксимирующей сечение или проекцию опухоли . Лепестки  -  могут быть выполнены из материала, приспособленного для ослабления или блокирования радиационного пучка в областях, отличных от апертуры, согласно плану радиотерапевтического лечения. Например, лепестки  -  могут включать в себя металлические пластины, например содержащие вольфрам, при этом длинная ось пластин ориентирована перпендикулярно направлению пучка, а концы ориентированы параллельно направлению пучка (как показано в плоскости чертежа на ФИГ. 2). ʺСостояниеʺ MLC  может адаптивно регулироваться в ходе проведения курса радиационной терапии, чтобы создать терапевтический пучок, который лучше аппроксимирует форму или местоположение опухоли  либо другого целевого локуса по сравнению с использованием статической конфигурации коллиматора или по сравнению с конфигурацией MLC , определяемой исключительно с использованием технологии ʺоффлайнʺ планирования лечение. Технологию проведения радиационной терапии, содержащую использование MLC  для создания заданного распределения дозы облучения опухоли или конкретных областей опухоли, можно назвать радиационной терапией с модуляцией интенсивности (IMRT).
300
330
300
312
314
322
324
330
350
300
342
344
300
ФИГ. 3 иллюстрирует, в общем, пример системы  для радиационной терапии, которая может включать в себя устройство для радиационной терапии и устройство для сбора изображений. Система  для радиационной терапии может включать в себя обучающий модуль , прогнозирующий модуль , обучающую базу данных, базу данных тестирования, устройство  для радиационной терапии, а также устройство для сбора изображений. Система  для радиационной терапии может быть также связана с системой планирование лечения (TPS) и онкологической информационной системой (OIS) , которые могут предоставлять информацию о пациенте. Кроме того, система  для радиационной терапии может включать в себя дисплейное устройство, а также пользовательский интерфейс.
400
400
400
400
400
ФИГ. 4 иллюстрирует, в общем, пример системы , которая может использоваться для выполнения одной или нескольких из следующих операций: сбор изображений, сегментация изображений, целевое прогнозирование, управление терапией или настройка терапии. Согласно некоторым вариантам осуществления система  может представлять собой одно или несколько вычислительных устройств с высокими рабочими характеристиками, способных идентифицировать, анализировать, сохранять, генерировать или предоставлять большие объемы данных, согласующихся с раскрытыми вариантами осуществления. Система может быть обособленной либо она может представлять собой часть подсистемы, которая, в свою очередь, может представлять собой часть более крупной системы. Например, система  может представлять распределенные серверы с высокими характеристиками, расположенные удаленно и осуществляющие обмен информацией по сети, такой как интернет, или сети связи со специализированными каналами, такой как локальная сеть (LAN) или региональная сеть (WAN). В некоторых вариантах осуществления система  может включать в себя встроенную систему, визуализирующий сканер (например, сканер для ядерного магнитного резонанса (MR) либо другой сканер, такой как сканер для компьютерной томографии (CT)) и/или дисплейное устройство с сенсорным экраном, обменивающиеся информацией с одним или несколькими удаленно расположенными вычислительными устройствами с высокими рабочими характеристиками.
400
414
410
415
414
414
В одном варианте осуществления система  может включать в себя один или несколько процессоров , одно или несколько запоминающих устройств , а также один или несколько коммуникационных интерфейсов . Процессор  может представлять собой процессорную цепь, включающую в себя одно или несколько универсальных устройств обработки информации, таких как микропроцессор, центральный процессорный блок (CPU), графический процессор (GPU) и т.п. В частности, процессор  может представлять собой микропроцессор со сложным набором команд (CISC), микропроцессор с сокращенным набором команд (RISC), микропроцессор со сверхдлинным командным словом (VLIW), процессор, реализующий другой набор команд, или процессоры, реализующие комбинацию наборов команд.
414
414
414
414
Процессор  может также представлять собой одно или несколько специализированных устройств обработки информации, таких как специализированная интегральная микросхема (ASIC), программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA), процессор цифровой обработки сигналов (DSP), однокристальная система (SoC) и т.п. Как понятно специалистам в данной области техники, в некоторых вариантах осуществления процессор  может представлять собой специализированный процессор, а не процессор общего назначения. Процессор  может включать в себя одно или несколько известных устройства обработки информации, например микропроцессор из семейства Pentium™ или Xeon™, производимый компанией Intel™, из семейства Turion™, производимый компанией AMD™, или любой другой из различных процессоров, производимых фирмами-поставщиками, такими как Oracle™ (например, процессор с архитектурой SPARC™). Процессор  может также включать в себя блоки графической обработки, производимые компанией Nvidia™. Раскрытые варианты осуществления не ограничиваются каким-либо типом процессоров, имеющих иную конфигурацию для удовлетворения вычислительным требованиям по идентификации, анализу, сохранению, генерированию и/или предоставлению большого количества данных визуализации или данных другого типа, согласующихся с раскрытыми вариантами осуществления.
410
414
410
411,
412
413
414
410
414
414
413
312
314
414
411
Запоминающее устройство  может включать в себя одно или несколько устройств хранения данных, выполненных с возможностью хранения выполняемых компьютером инструкций, используемых процессором  для осуществления функций, связанных с раскрытыми вариантами осуществления. Например, запоминающее устройство  может хранить выполняемые компьютером команды для программного обеспечение предназначенного для планирования лечения, программного обеспечения операционной системы, а также программного обеспечения  для обучения/прогнозирования. Процессор  может быть соединен с возможностью обмена информацией с запоминающим устройством/устройством хранения информации, при этом процессор  может быть выполнен с возможностью осуществления хранимых в нем инструкций для выполнения одной или нескольких операций, согласующихся с раскрытыми вариантами осуществления. Например, процессор  может реализовывать программное обеспечение для обучения/прогнозирования, чтобы осуществить выполнение функций обучающего модуля  и прогнозирующего модуля . Кроме того, процессорное устройство  может реализовывать программное обеспечение  для планирования лечения (например, такое как Monaco, предоставляемое компанией Elekta), которое может быть сопряжено с программным обеспечением 413 для обучения/прогнозирования.
410
400,
411
413
414
400
420
410
Раскрытые варианты осуществления не ограничены отдельными программами или компьютерами, приспособленными для выполнения специальных задач. Например, запоминающее устройство  может включать в себя единую программу, выполняющую функции системы  либо множество программ (например, программное обеспечение  для планирования лечения и/или программное обеспечение для обучения/прогнозирования). Кроме того, процессор  может выполнять одну или несколько программ, находящихся удаленно от системы , например программ, хранящихся в базе данных, при этом такие «удаленно размещенные» программы могут включать в себя программное обеспечение онкологической информационной системы или программное обеспечение для планирования лечения. Запоминающее устройство  может также хранить данные изображений или любой другой тип данных/информации в любом формате, который система может использовать для выполнения операций, согласующихся с раскрытыми вариантами осуществления.
415
400
415
400
400
420
430
414
420
430
415
415
415
414
420
430
Коммуникационный интерфейс  может представлять собой одно или несколько устройств, выполненных с возможностью приема и/или передачи данных системой . Коммуникационный интерфейс  может включать в себя одно или несколько цифровых и/или аналоговых коммуникационных устройств, позволяющих системе  обмениваться информацией с другими установками и устройствами, например, удаленно расположенными компонентами системы , базой  данных или базой данных медицинских учреждений. Например, процессор  может соединяться с возможностью обмена информацией с базой (базами)  данных или базой (базами) данных медицинских учреждений через коммуникационный интерфейс . Например, коммуникационный интерфейс  может представлять собой компьютерную сеть, такую как интернет, или сеть связи со специализированными каналами, такую как LAN или WAN. В качестве альтернативы коммуникационный интерфейс  может представлять собой спутниковый канал связи или любой цифровой либо аналоговый канал связи, позволяющий процессору  отправлять данные на любую из баз , данных или получать от них.
420
430
400
420
530
400
420
430
420
430
400
420
430
420
430
420
430
База (базы)  данных и база (базы)  данных медицинских учреждений могут включать в себя одно или несколько запоминающих устройств, которые хранят информацию и которые доступны и управляются через систему . Например, база (базы) данных, база (базы)  данных медицинских учреждений либо и те, и другие, могут включать в себя реляционные базы данных, такие как базы данных Oracle™, базы данных Sybase™, или другие, и могут включать в себя нереляционные базы данных, такие как файловая система Hadoop, HBase, Cassandra, или другие. Базы данных или другие файлы могут включать в себя, например, необработанные данные из MR-сканов или CT-сканов, связанных с объектом визуализации, например для обучения или предоставления опорного изображения, MR-векторы признаков, CT-значения, векторы признаков уменьшенной размерности, псевдо-CT-модель (модели) прогнозирования, псевдо-CT-значение (значения), псевдо-CT-изображение, DICO-данные и т.д. Системы и способы по раскрытым вариантам осуществления, однако, не ограничены отдельными базами данных. В одном аспекте система  может включать в себя базу (базы)  данных или базу (базы)  данных медицинских учреждений. В качестве альтернативы, база (базы)  данных и/или база (базы) данных медицинских учреждений могут располагаться удаленно от системы . База (базы)  данных и база (базы) данных медицинских учреждений могут включать в себя вычислительные компоненты (например, систему управления базой данных, сервер баз данных и т.д.), выполненные с возможностью приема и обработки запросов на данные, хранящиеся в запоминающих устройствах базы (баз)  данных или базы (баз)  данных медицинских учреждений, и предоставления данных из базы (баз)  данных или базы (баз)  данных медицинских учреждений.
400
400
400
400
400
420
430
Система  может обмениваться информацией с другими устройствами и компонентами системы  по сети (не показано). Сеть может представлять собой сеть любого типа (в том числе инфраструктурную), которая обеспечивает сообщение, обмен информацией или способствует обмену информацией и позволяет отправлять и получать информацию между другими устройствами и/или компонентами системы  по сети (не показано). В других вариантах осуществления один или несколько компонентов системы  могут обмениваться информацией напрямую через специализированные каналы связи, такие как канал (например, проводной канал, беспроводной канал или спутниковый канал, либо другой канал связи) между системой  и базой (базами) данных, а также базой (базами)  данных медицинских учреждений.
400
Конфигурация и границы функциональных структурных блоков системы  определены в настоящем документе для удобства описания. Могут быть определены альтернативные границы при условии, что заданные функции выполняются и их соотношения соблюдаются надлежащим образом. Альтернативные решения (в том числе эквиваленты, расширенные понятия, видоизменения, отклонения и т.д. по отношению к тому, что представлено в настоящем описании) будут понятны специалистам в данной области техники на основе идей, содержащихся в настоящем описании. Такие альтернативные решения подпадают под объем раскрытых вариантов осуществления.
500
554
560
556
504
556
504
556
556
504
566
504
504
564
554
556
504
516
ФИГ. 5 иллюстрирует, в общем, пример системы , которая может включать в себя контроллерную систему  для проведения радиационной терапии, имеющую визуализирующее вводное устройство , генератор для проведения радиационной терапии, а также устройство  выдачи терапевтического воздействия. Генератор  для проведения терапии может включать в себя ускоритель, например линейный ускоритель, или другой источник излучения, при этом устройство  выдачи терапевтического воздействия может быть соединено с генератором  для проведения терапии с целью обработки пучка энергетических фотонов или частиц, выдаваемых генератором  для проведения терапии. Например, устройство  выдачи терапевтического воздействия может включать в себя выходной исполнительный механизм или может быть соединен с ним, чтобы поворачивать и/или поступательно перемещать устройство  выдачи терапевтического воздействия для создания радиотерапевтического пучка, локус терапевтического воздействия которого направлен к заданному целевому локусу. Устройство выдачи терапевтического воздействия может включать в себя коллиматор , например многолепестковый коллиматор, упомянутый выше в отношении ФИГ. 2. Как показано на ФИГ. 5, контроллерная система для проведения терапии может быть выполнена с возможностью управления одним или несколькими из следующих объектов: генератором  для проведения терапии, устройством  выдачи терапевтического воздействия или исполнительным механизмом позиционирования пациента (например, подвижной платформой, содержащей кушетку или стол), используя адаптивную технологию радиационной терапии, описанную в других примерах настоящего документа.
554
562
558
504
Контроллерная система  для проведения терапии может быть соединена с одним или несколькими датчиками, например с использованием входного сенсорного устройства . Например, датчик  пациента может предоставлять физиологическую информация в контроллерную систему для проведения терапии, например информацию, касающуюся дыхания (например, с использованием плетизмографического датчика), механических или электрических показателей работы сердца пациента, интенсивности периферического кровообращения, положения пациента или перемещения пациента. Такая информация может предоставлять суррогатный сигнал, коррелированный с перемещением одного или нескольких органов или других областей, служащих мишенью для устройства  выдачи терапевтического воздействия, при этом такая информация может использоваться для управления терапией (например, для синхронизации терапии).
560
550
554
552
554
550
400
Визуализирующее вводное устройство  может быть соединено с визуализирующей системой  (которая в качестве иллюстративных примеров может включать в себя визуализирующую систему с применением компьютерной томографии, визуализирующую систему с применением ядерного магнитного резонанса (MR) или ультразвуковую визуализирующую систему). В качестве альтернативы или дополнительно контроллерная система  для проведения терапии может получать визуализирующую информацию из хранилища данных визуализации, например централизованной базы данных визуализации или с сервера визуализации. Контроллерная система  для проведения терапии и/или визуализирующая система  могут включать в себя элементы, показанные и описанные в отношении системы , представленнойна ФИГ. 4.
616
616,
616
612
616
620
620
ФИГ. 6 иллюстрирует, в общем, вид целевого локуса , такого как опухолевая область, подвергаемая лечению с использованием радиационной терапии. Информация, касающаяся целевого локуса может быть получена с использованием технологии объемной визуализации. В изображении на ФИГ. 6 показаны прямоугольные грани всего лишь в целях иллюстрации, при этом действительный целевой локус  может включать в себя криволинейные или нерегулярные поверхности. Рассматриваемая область  может быть визуализирована, например с помощью MR визуализации, CT визуализации, псевдо-CT визуализации, портальной визуализации, ультразвуковой визуализации или других технологий. Целевой локус  может быть идентифицирован, например, с использованием технологий автоматической, мануальной или полуавтоматической сегментации изображений. Например, вокселам (например, вокселу ) может приписываться заданная метка, чтобы идентифицировать локус или группу вокселей, содержащих мишень для радиационной терапии. В качестве иллюстративного примера величина контраста для воксела может сравниваться со смежными вокселами, при этом край опухоли или другой области может быть идентифицирован, например, с использованием информации о контрасте. Другие области могут быть также идентифицированы, например близлежащие органы или местоположения других элементов.
616
608
616
608
616
616
Могут определяться различные признаки целевого локуса, например местоположения краев (например, с помощью технологи детектирования края или идентификации края). Например, положение целевого локуса  может быть идентифицировано путем определения пространственного центроида  целевого локуса . Использование центроида  в качестве выделенного признака носит иллюстративный характер, при этом для отслеживания перемещения целевого локуса  могут использоваться другие признаки, например идентифицированное в ручном режиме или определенное автоматически местоположение точки, поверхности или края целевого локуса . В еще одном примере может использоваться имплантируемая или наружная начальная реперная метка, чтобы создать признак в полученной визуализирующей информации.
616
608
616
Целевой локус , а также один или несколько соответствующих элементов, таких как центроид , могут быть идентифицированы в процессе визуализации для планирования лечения, например «интерфракционно» (например, между сеансами проведения радиационной терапии) либо непосредственно перед началом сеанса проведения радиационной терапии. Пространственная визуализирующая информация, содержащая целевой локус , может быть названа ʺопорным изображениемʺ. Как упоминалось выше, может возникать проблема, поскольку сбор изображений и время ожидания в обработке информации могут не позволять осуществлять сбор ʺв реальном времениʺ пространственной визуализирующей информации в ходе проведения радиационной терапии. Таким образом, интрафракционный сбор изображений (например, в процессе или между выдачами доз радиотерапевтического облучения в сеансе радиационной терапии) может включать в себя более быстрое получение визуализирующих срезов (в том числе одного или нескольких одномерных профилей, двумерных срезов или трехмерных объемов, содержащих подобъем или подобласть ранее визуализированной объемной области). Информация, касающаяся участка целевого локуса, полученная быстро из одного или нескольких визуализирующих срезов может сравниваться с информацией, полученной из ранее полученного объемного опорного изображения, чтобы скорректировать протокол лечения, например, отрегулировать проведение терапии в связи с перемещением целевого локуса. Средство визуализации, используемое для получения или генерирования объемного опорного изображения, не обязательно должно быть тем же, что и при использовании для интрафракционной визуализации.
616
616
В другом примере целевой локус  не требует сегментации или иной идентификации в объемном опорном изображении. Использование выражения ʺцелевой локусʺ служит лишь для иллюстрации мишени в пределах рассматриваемой области, например участка или полного объема опухоли, подвергаемой лечению, либо других анатомических структур, таких как органы вблизи опухоли. В дополнение к сегментации целевого локуса  или вместо нее могут быть реализованы различные технологии согласно настоящему описанию, в том числе пространственное совмещение участка объемного опорного изображения (например, заданной рассматриваемой области) или целиком объемного опорного изображения с другой визуализирующей информацией, например, с использованием воксельных значений, в том числе значений контраста или серой шкалы. Например, такое пространственное совмещение может включать в себя трехмерное (например, объемное) совмещение с одним или несколькими двумерными визуализирующими срезами (например, 3D-2D совмещение) или иные технологии.
712A
716
714A
716
706A
712A
714A
718
714A
ФИГ. 7A и ФИГ. 7B иллюстрируют виды плоскости  получения изображения (на ФИГ. 7A) целевого локуса  и соответствующего полученного визуализирующего среза  (на ФИГ. 7B), относящегося к первой ориентации плоскости визуализации, пересекающей целевой локус  вдоль линии . В качестве иллюстративного примера ФИГ. 7A может представлять сагиттальную ориентацию плоскости получения изображения и соответствующего среза . Визуализирующий ʺсрезʺ может содержать двумерную пиксельную визуализирующую информацию или трехмерную визуализирующую информацию, например, иметь малую конечную толщину, как иллюстративно показано на ФИГ. 7B. Участок целевого локуса на визуализирующем срезе  может быть идентифицирован, например, опять же с использованием технологии сегментации, например, с помощью дискретного динамического контура, по технологии «snake» или подхода «level set», либо технологии на основе совмещения.
712B
716
706B,
714B
718B
716
712C
716
706C
714C
718C
716
Может быть получен набор визуализирующих срезов, например, содержащих различные ориентации плоскости получения изображений, как показано на ФИГ. 7C, ФИГ. 7D, ФИГ. 7E и ФИГ. 7F. Например, ФИГ. 7C и ФИГ. 7D иллюстрируют виды плоскости  получения изображения (на ФИГ. 7C), пересекающей целевой локус  вдоль линии  и соответствующего полученного визуализирующего среза  (на ФИГ. 7D), содержащего другой участок  целевого локуса , относящийся ко второй ориентации плоскости визуализации, которая может быть ортогональной к первой ориентации плоскости визуализации, упомянутой выше в отношении ФИГ. 7A и ФИГ. 7B. В качестве иллюстрации ФИГ. 7C и ФИГ. 7D могут соответствовать фронтальной плоскости. ФИГ. 7E и ФИГ. 7F иллюстрируют виды плоскости  получения изображения (на ФИГ. 7E), пересекающей целевой локус  вдоль линии , и соответствующего полученного визуализирующего среза  (на ФИГ. 7F), содержащего еще один участок  целевого локуса , относящийся к третьей ориентации плоскости визуализации, которая может быть ортогональной к первой и/или второй ориентациям плоскости визуализации, упомянутым выше в отношении ФИГ. 7A, ФИГ. 7B, ФИГ. 7C и ФИГ. 7D. В качестве иллюстрации ФИГ. 7E и ФИГ. 7F могут соответствовать аксиальной плоскости визуализации. Визуализирующие срезы по ФИГ. 7A, ФИГ. 7B, ФИГ. 7C, ФИГ. 7D, ФИГ. 7E и ФИГ. 7F показаны в виде двумерных плоскостей, ортогональных друг другу. Однако, как упоминалось в отношении других примеров, приведенных в настоящем описании, не требуется, чтобы срезы были плоскими и ортогональными. Каждый полученный визуализирующий срез может быть обработан, в том числе обработка одного или нескольких срезов может выполняться параллельно с получением визуализирующего среза. Например, такая обработка может включать в себя выборочную информацию из объемного опорного изображения, например, соответствующую плоскости или области полученного визуализирующего среза.
714A
714B
714C
616
714A
714B
714C
812A
812B
812C
816
806A
816
806B
806C
i-2
i-1
i
i
i-1
i-2
i
i-1
i-2
При одном подходе признак, выделенный из одного или нескольких визуализирующих срезов ,  и  может сравниваться с визуализирующей информацией, извлеченной из объемного опорного изображения. Например, сегментированный участок целевого локуса  из объемного опорного изображения или область, заключающая в себя целевой локус и окружающие ткани, может пространственно совмещаться с соответствующим визуализирующим срезом , или , чтобы определить, не сместился ли целевой локус. Однако сравнение признака, выделенного из единственного двумерного визуализирующего среза, с соответствующим признаком, полученным из объемного опорного изображения, может оказаться сложной задачей. Например, ФИГ. 8A иллюстрирует, в общем, набор плоскостей ,  и получения изображения, который можно получить, когда целевой локус совершает перемещение от одного момента сбора изображений к другому. В момент времени t линия , по которой плоскость получения изображения пересекает целевой локус , находится примерно посередине, при этом в момент времени t линия  смещена, а в момент времени t линия  смещена дальше. Визуализирующие срезы, полученные в моменты времени t, t, t, …, в целом могут быть помечены как S, S, S, ….
813A
813B
813C
815A
815B
815C
Если перемещение целевого локуса происходит вне плоскости, местоположение центроида или другого элемента может не выявить существенного сдвига от изображения к изображению, даже если целевой локус существенно переместился, или целевой локус может оказаться деформированным, что усложняет интерпретацию перемещения. Однако такое внеплоскостное перемещение можно надлежащим образом отследить путем изменения ориентации последовательно полученных визуализирующих срезов (например, как показано на ФИГ. 8C и в других местах) или изменяя либо вводя поправку на неплоскую форму области сбора изображений, так чтобы визуализирующие срезы не были представлены как идеально плоские в трехмерном смысле (например, как показано на ФИГ. 8B). Например, ФИГ. 8B иллюстрирует, в общем, набор визуализирующих срезов ,  и , который может содержать криволинейную форму. Вообще, даже говоря о ʺплоскостяхʺ сбора изображений, технологии, представленные в настоящем описании, могут использоваться с другими геометриями срезов, например криволинейными срезами, показанными на ФИГ. 8B. В качестве иллюстративного примера MR визуализирующая информация может быть доступной в виде плоских срезов, при этом плоские срезы могут подвергаться трансформации, чтобы получить поверхности, являющиеся криволинейными в трехмерном смысле, чтобы помочь захватить или внести поправку на искажение в поле визуализации, например для компенсации неоднородности образованного магнитного поля. В качестве другого иллюстративного примера ФИГ. 8C иллюстрирует, в общем, набор плоскостей ,  и  получения изображения, который может содержать различные ориентации, не требующие соблюдения условия ортогональности для каждой из них.
Как упоминалось выше, если визуализирующие срезы получают последовательно во времени, целевой локус, вероятно, будет смещаться между последовательными сборами изображений. ФИГ. 9A иллюстрирует, в общем, набор из двух визуализирующих срезов, например, включающий в себя целевой локус, смещаемый между первым и вторым визуализирующими срезами. Пример с двумя последовательно полученными визуализирующими срезами является иллюстративным. Технологии, представленные в настоящем описании, также, в общем, применимы к последовательностям более чем из двух визуализирующих срезов (или даже единственному визуализирующему срезу, анализируемому в отношении части или полного объема опорной пространственной визуализирующей информации).
914A
918A
914B
918B
918B
918A
920
920
918A
918B
914C
918C
i
i-1
i
i-1
i-2
i-n
i
i-n
i
i-1
i-2
i-n
Визуализирующий срез  (например, S) может включать в себя один участок целевого локуса, а второй визуализирующий срез  (S, например, полученный ранее во времени) может включать в себя второй участок . Второй участок оказывается смещенным относительно первого участка  на величину смещения . Поскольку смещение  обычно является неизвестной величиной или вектором, могут использоваться различные технологии, чтобы пространственно совместить первый и второй участки  и . Как показано на ФИГ. 9B, пространственно совмещенный срез может включать в себя отрегулированное местоположение участка  целевого локуса. В обозначениях набор или ряд полученных визуализирующих срезов может быть помечен как S, S, S,..., S, где S соответствует «самому последнему» полученному срезу для обработки, а S соответствует «самому раннему» полученному срезу для обработки. Набор пространственно совмещенных визуализирующих срезов может быть помечен как S, Sʹ, Sʹ,… Sʹ.
i
i-1
i-2
i-n
1018A
1018B
1022,
1018A
1018B
1018B
ФИГ. 10 иллюстрирует, в общем, технологию, которая может включать в себя пространственное совмещение сегментированных участков целевого локуса из двух (или более) визуализирующих срезов S, S, S,..., S. При одном подходе может быть образована метрика, которая количественно оценивает, насколько точно совмещены два участка целевого локуса  и  (или, в более общем смысле, насколько точно совмещены два визуализирующих среза или визуализирующих объема), например сходство между пикселами вдоль линии пересечения соединяющей первый участок  и сдвинутый второй участок . В число примеров таких метрик входят одномерная нормализованная кросс-корреляция или взаимная информация. Может осуществляться автоматизированная технология оптимизации, чтобы найти поступательные перемещения второго участка , обеспечивающие оптимальное значение метрики. Могут использоваться маски для сведения расчетов только к наиболее релевантным пикселям, например пикселям вблизи искомой мишени. Данный первый подход в целом основан на использовании плоскостей, имеющих общую линию пересечения.
Другой подход может включать в себя создание трехмерных (3D) воксельных изображений, например, имеющих первое изображение, соответствующее первой ориентации среза, содержащее заполненные вокселы, соответствующие участку целевого локуса в пределах среза, и пустые вокселы за пределами среза, а также второе изображение второй ориентации среза, содержащее свои собственные заполненные вокселы, соответствующие участку целевого локуса во втором изображении. В качестве иллюстративного примера MR визуализирующие срезы обычно имеют конечную толщину, например, соответствующую примерно 5 миллиметрам. Конечная толщина среза может приниматься в расчет путем наделения вокселей информацией о срезе в пределах действительной толщины среза, используя двумерную (2D) пиксельную информацию, извлеченную из MR визуализирующего среза. Может использоваться технология 3D совмещения, чтобы найти оптимальное поступательное перемещение между двумя 3D-изображениями, а также могут использоваться маски, чтобы исключить вокселы, не содержащие информации о срезе. Подход 3D совмещения также, в общем, основан на наличии общей линии пересечения. Иллюстративный пример визуализирующих срезов с трехмерным совмещением представлен на ФИГ. 11A.
В еще одном подходе технология прогнозирования может применяться к ранее полученному визуализирующему срезу, чтобы найти наиболее вероятное положение участка целевого локуса для полученной ранее ориентации визуализирующего среза, но с той же меткой времени, что и у текущего или позже полученного визуализирующего среза. Для такого прогнозирования могут использоваться различные технологии, такие как ядерная оценка плотности, нейронная сеть или технология сопоставления с шаблоном. Прогнозирование может быть особенно эффективным, если перемещение целевого локуса обладает высокой периодичностью по своей природе, например, связано с дыхательными движениями. Хотя применение прогнозирования - всего лишь аппроксимация, оно также может использоваться в сочетании со способами, основанными на изображениях, которые описаны выше и в других местах настоящего описания. Подход на основе прогнозирования не опирается на использование плоскостей получения изображения, имеющих общую линию пересечения, а значит, технологии прогнозирования могут использоваться при получении параллельных срезов.
В еще одном подходе при быстром получении перпендикулярных MR-визуализирующих срезов в текущем изображении могут появляться темные линии в месте, где возбуждалось предыдущее изображение и полностью еще не срелаксировало, возвращаясь к равновесию. Поскольку возбужденные магнитные диполи от предшествующего среза следуют движению анатомических частей, зрительно доступная ранее возбужденная область (например, линия возбуждения) может использоваться в качестве фиксатора для совмещения предыдущих срезов с позже полученной визуализирующей информацией. Это может приниматься в расчет косвенно с использованием других технологий, упомянутых выше, поскольку такие затемненные области в качестве пиксельных или воксельных элементов могут влиять на совмещение, или в явном виде, например путем идентификации или напрямую определения местоположения таких затемненных областей в полученных визуализирующих срезах. Например, может использоваться технология детектирования пика для нахождения точек вдоль центра затемненных областей, при этом может быть найдена линия (прямая или кривая), обеспечивающая наилучшее соответствие этим точкам. Различные примеры, описанные в данном документе, относятся к совмещению изображений, в том числе, например, совмещению сегментированного участка первого изображения с сегментированным участком или другими идентифицированными элементами второго изображения (или набора изображений). Вообще совмещение двух изображений может включать в себя подвижное и фиксированное изображения. Задача может заключаться в определении положения или трансформации подвижного изображения так, чтобы оно наилучшим образом соответствовало фиксированному изображению. Понятие ʺпереместитьʺ может подразумевать, например, сдвинуть подвижное изображение пространственно в одном или нескольких измерениях (совершив лишь поступательные перемещения), сдвинуть и повернуть подвижное изображение или даже деформировать подвижное изображение. Степени свободы, доступные для перемещения подвижного изображения, можно назвать ʺпараметрами оптимизацииʺ, которые, в качестве иллюстративного примера, могут включать в себя две степени свободы в случае одного лишь сдвига для двух 2D-изображений или 6 степеней свободы для сдвигов в сочетании с поворотами для 3D-изображений. Хотя мы можем обычно иметь в виду совмещение 3D-изображений, ʺпараметры оптимизацииʺ по-прежнему могут именоваться ʺвеличинами сдвигаʺ без нарушения общности.
Для заданного набора параметров оптимизации метрика может определять ʺдоброкачественностьʺ найденного совпадения между подвижным и фиксированным изображением. Различные примеры могут включать в себя определение нормализованной кросс-корреляции или взаимной информации (например, с использованием воксельных или пиксельных значений в качестве входных величин), при этом такие технологии могут указывать оптимальное значение метрики, когда изображения хорошо согласуются между собой. Сущность основополагающей технологии визуализации может способствовать установки того, какую метрику использовать. Например, технология взаимной информации может использоваться для изображений, полученных с использованием разных средств, например позитронно-эмиссионной томографии (PET) и CT-визуализации.
Технология оптимизации может использоваться для нахождения величин сдвига, оптимизирующих метрику между подвижным и фиксированным изображением, чтобы определить величины сдвига, дающие наилучшее согласование между этими двумя изображениями. В число различных возможных средств оптимизации могут входить градиентный спуск, имитация отжига (simulating annealing), градиентный спуск в сочетании с доверительной областью либо одна или несколько других технологий. В некоторых случаях возможны деформации между изображениями, однако не всегда необходимо оптимизировать векторные поля деформаций и принимать их в расчет, поскольку оптимизация информации о деформировании может привести к нежелательной задержке по времени и/или нарушить устойчивость технологии оптимизации. Расчет метрики может ограничиваться заданной рассматриваемой областью, такой как ʺмаскаʺ. Например, если принять, что в рассматриваемой области деформация пренебрежимо мала, поступательные перемещения или повороты без деформации могут использоваться для определения величин сдвига, являющихся локально оптимальными в заданной рассматриваемой области.
В общем, если доступны один или несколько 2D визуализирующих срезов, перемещение мишени для радиационной терапии может определяться между текущим 2D срезом (например, MR визуализирующим срезом) и начальным 3D объемом (например, опорным объемным изображением). В качестве иллюстративного примера 3D объем может также соответствовать конкретной фазе дыхания, чтобы снизить «размытость» дыхания, что может быть достигнуто либо с помощью стробированной или синхронизированной визуализации (например, синхронизированной визуализации), либо путем извлечения 3D объемного изображения из четырехмерной визуализирующей информации на конкретной фазе (например, извлечения 3D объемного снимка из 4D визуализирующего ряда, например 4D визуализирующей информации, полученной с помощью MR визуализации).
При одном подходе на визуализирующем срезе может быть идентифицирована сама мишень. Однако, хотя в других местах настоящего описания упоминается сегментация, технологии, представленные в настоящем описании, также применимы, если сегментация или иное выделение признаков не выполняется. В качестве иллюстративного примера может определяться наилучшее соответствие значений серой шкалы между одним или несколькими позже полученными визуализирующими срезами и ранее полученным опорным 3D изображением. Мишени не требуется в действительности присутствовать на изображении, однако может быть задана рассматриваемая область, которая может включать в себя участок мишени или мишень вместе с краевой зоной, или просто произвольную рассматриваемую область без мишени.
При одном подходе может выполняться 2D/3D совмещение, чтобы найти относительный сдвиг между текущим визуализирующим срезом и опорным объемом. 3D изображение может представлять ʹподвижное изображениеʹ, а 2D срез может представлять ʹфиксированное изображениеʹ в рамках технологии совмещения. В общем случае местоположение мишени может быть идентифицировано в 3D изображении, при этом приложение относительного сдвига к ранее полученному местоположению мишени может позволить оценить скорректированное местоположение мишени, например в трехмерной системе координат. Такая оценка может выполняться, не прибегая к необходимости определения деформации, и даже может выполняться без использования поворотных параметров, чтобы повысить эффективность выполнения технологии оптимизации. Такие упрощающие допущения могут применяться, например, при совмещении 3D опорного изображения с одним или несколькими 2D визуализирующими срезами.
Заданная рассматриваемая область, например, может использоваться для определения маски вокруг мишени вместе с краевой зоной (хотя не требуется, чтобы рассматриваемая область включала в себя мишень или полный объем мишени). Деформация может присутствовать, однако, в качестве иллюстративного примера, если краевая зона мала, деформация также будет мала (например, пренебрежимо мала), при этом сдвиг самой мишени может определяться с использованием технологии совмещения, не учитывающей деформацию. Таким образом, технология с использованием единственной плоскости (например, технология, при которой визуализирующий срез представляет собой фиксированное изображение) по-прежнему может предоставлять информацию, касающуюся сдвига в трех измерениях. Такая технология является устойчивой, когда в изображениях имеется достаточно элементов, чтобы ʺзафиксироватьʺ совмещение в трех измерениях, - совмещение сходится к четко определенному оптимуму, - хотя сами элементы не требуют выделения или сегментации.
При одном подходе нормализованная кросс-корреляция градиента изображений может использоваться в качестве метрики совмещения, поскольку такая технология стремится согласовать края изображений и менее чувствительна к абсолютным значениям серой шкалы, которые могут разниться от одного изображения к другому. Единственный визуализирующий срез или единственная плоскость в некоторых случаях могут быть недостаточно надежными для создания сдвига с четким оптимальным значением (в разговорной речи ʹфиксированнымʹ). Таким образом, могут быть полезны дополнительные срезы, чтобы помочь зафиксировать все направления, например, с помощью текущего сагиттального и ранее полученного коронарного среза, или наоборот. С увеличением количества срезов, используемых для совмещения, будь то в параллельных, ортогональных либо непараллельных и неортогональных плоскостях, доступен больший объем информации для выполнения совмещения опорного объемного изображения и позже полученных визуализирующих срезов, что повышает надежность определения конечных параметров сдвига.
Совмещение может включать в себя совершение поиска путем перемещения 3D объема по одному или нескольким визуализирующим срезам, либо срезы могут вводиться в 3D объем, как упоминалось в других местах настоящего описания, и в этом случае может использоваться 3D-3D-технология совмещения (например, подавление или игнорирование совмещения пустых вокселей). Технология использования множества срезов хорошо работает, например, если срезы получают в быстрой последовательности, например, с интервалом менее примерно 50 мс между моментами времени, соответствующими получению срезов. Если между получением визуализирующих срезов проходит больше времени, тогда «более старые» срезы могут становиться ʹпросроченнымиʹ. Однако такие срез по-прежнему могут временно повторно совмещаться, например, с использованием либо a) технологии прогнозирования, например, когда перемещение мишени носит периодический характер по своей природе; либо b) совмещения линий возбуждения, создаваемых средством визуализации (например, линий возбуждения, видимых при MR сборе изображений), например путем подгонки линии посредством таких линий возбуждения, о которых говорилось в других местах настоящего описания; либо c) путем пространственного совмещения «старого» визуализирующего среза, так чтобы он соответствовал текущему срезу, с помощью метрики, рассчитанной вдоль линии пересечения.
1118
1114A
1114B
1118
1108
1118
1114A
1114B
ФИГ. 11A иллюстрирует, в общем, представление составного объекта  целевого локуса, например, после пространственного совмещения сегментированных участков целевого локуса, полученных в разные моменты времени, соответствующие пространственно совмещенным визуализирующим срезам  и . После того как участки целевого локуса из двух или более визуализирующих срезов пространственно совмещены, может быть выделен некоторый элемент, например, из составного объекта . Например, может определяться местоположение центроида составного объекта  или другой элемент, например дающий оценку местоположения центроида целевого локуса для использования в корректировке протокола проведения радиационной терапии. В другом примере найденное пространственное смещение между участками целевого локуса в первом и втором визуализирующих срезах  и  может использоваться для корректировки протокола проведения радиационной терапии.
1118
616
608,
1108
616,
ФИГ. 11B иллюстрирует, в общем, технологию для определения различия между оцененным впоследствии или предсказанным местоположением составного объекта  целевого локуса согласно полученной пространственно совмещенной визуализирующей информации по отношению к предшествующему местоположению целевого локуса , например, представленному ранее полученной пространственной визуализирующей информацией. Смещение одного или нескольких элементов может использоваться для оценки настоящего или будущего местоположения целевого локуса. Например, смещение может определяться между ранее найденным центроидом выделенным из опорной визуализирующей информации, и позже найденным центроидом . В другом примере параметры сдвига из визуализирующего совмещения могут использоваться для создания скорректированного целевого локуса, не требуя выделения или определения элементов, таких как центроид. Вообще может использоваться множество других технологий, чтобы извлечь информацию, касающуюся перемещения или смещения целевого локуса используя пространственно совмещенные визуализирующие срезы.
i
i-1
i-2
i-n
1108,
616,
1118,
Например, после того как набор предшествующих визуализирующих срезов совмещен с текущим срезом для образования набора срезов S, Sʹ, Sʹ, … Sʹ, может быть найдено оптимальное совмещение набора срезов (или составного объекта построенного из такого набора срезов) и трехмерного опорного объема (например, опорного объема, соответствующего целевому локусу показанному на ФИГ. 11B). В качестве иллюстративного примера получению сагиттального среза может предшествовать получение коронарного среза. Может быть идентифицировано пространственное поступательное перемещение, которое приводит коронарный срез к временной точке получения сагиттального среза, чтобы пространственно совместить коронарный срез с сагиттальным срезом. Затем оба среза могут устанавливаться в 3D воксельном координатном пространстве. Это может осуществляться путем введения срезов в виде срезов бесконечно малой толщины или срезов конечных размеров, используя известную толщину срезов (как показано в составном объекте представленном на ФИГ. 11A и ФИГ. 11B).
616
1118
Вокселы, не заполненные участками целевого локуса из каждого среза, могут оставаться пустыми. Затем может определяться 3D-3D совмещение между 3D опорным изображением (например, соответствующим целевому локусу ) и 3D ʺизображением, заполненным срезамиʺ (соответствующим составному объекту ). Маска может использоваться для отфильтровывания вокселов, которые не были заполнены. В другом примере может выполняться 3D-2D совмещение, например, с использованием множества 2D срезов, а не единственного составного объекта. Например, могут оцениваться параметры сдвига (например, смещение одного или нескольких элементов, например центроида, или набор величин сдвига, указывающих поступательное перемещение или поворот рассматриваемой области) 3D опорного изображения, чтобы оптимизировать значения метрики подобия, которая сравнивает вокселы сдвинутого 3D объемного опорного изображения с каждым из срезов множества 2D визуализирующих срезов, используя вышеупомянутые технологии совмещения и оптимизации. Таким образом, может выполняться 3D-2D совмещение, чтобы идентифицировать оптимальный набор величин сдвига. Местоположение мишени может корректироваться с использованием информации, полученной из величин сдвига. Технологии совмещения 3D-3D, 2D-2D или 3D-2D не требуют сегментации изображений (например, сам целевой локус не требует сегментации), при этом такое совмещение не требует идентификации визуализирующих элементов, таких как центроид или местоположение краев. Вместо этого совмещение может выполняться с использованием серой шкалы или визуализирующей информации о контрасте (либо других выделенных значений), например, по заданной рассматриваемой области, в общем, как упоминалось в других местах настоящего описания.
1110A
1110A
1108A
ФИГ. 11C иллюстрирует, в общем, технологию для корректировки протокола лечения, например, для сдвига локуса терапевтического воздействия в новое местоположение. Может устанавливаться прежняя целевая область для проведения радиационной терапии, например, соответствующая целевому локусу, извлеченному из объемного опорного изображения, либо устанавливаться согласно другим лечебным или дозиметрическим показателям. Такая целевая область  проведения терапии может устанавливаться, по меньшей мере, частично с использованием позиционирования устройства выдачи терапевтического воздействия, модуляции терапевтического пучка, в том числе модуляции интенсивности и/или формы пучка, либо перемещения пациента с помощью исполнительного механизма, такого как подвижная кушетка или платформа для проведения терапии. Из целевой области проведения терапии могут выделяться один или несколько элементов, например центроид . Может определяться расчетное или спрогнозированное смещение целевого локуса (например, опухоли или другой структуры, подвергаемой лечению), например, с использованием других технологий, представленных в настоящем описании.
1110A
1110B
1110A,
1108B
1110B
1110A
1110A
1110B
Целевая область  проведения терапии может регулироваться для получения скорректированной целевой области  проведения терапии. Например, если целевой локус поступательно переместился вследствие движения пациента, такое смещение может быть приложено к ранее полученному центроиду чтобы создать центроид  скорректированной целевой области  проведения терапии. Точно так же, если выделены другие элементы, целевая область  проведения терапии может регулироваться с использованием других технологий, таких как с применением поворота или масштабирования. В другом примере взамен регулировки целевой области  проведения терапии или в дополнение к ней для управления терапией могут использоваться другие технологии, например стробирование терапии, чтобы запретить проведение радиационной терапии, пока скорректированная целевая область  проведения терапии не окажется в заданной зоне. В еще одном примере суррогатный сигнал, например получаемый с выхода датчика, может использоваться для стробирования терапии. Например, выход датчика может быть скоррелирован с местоположением элемента, выделенного из визуализирующих срезов, например местоположением центроида целевого локуса в визуализирующих срезах, после того как визуализирующие срезы пространственно совмещены. Проведение терапии может стробироваться синхронно, например, синхронизироваться с выходным сигналом датчика (например, чтобы выдавать терапевтические воздействия в определенные моменты времени в процессе некоторого периодического движения, такого как дыхание).
i
i-1
i-2
i-3
i
i-1
i-2
i-3
i
i-1
i-2
i
Вышеописанные технологии могут выполняться последовательно, например, содержать сбор изображений и обработку таких изображений, затем выполнять сбор другой серии изображений и осуществлять обработку полученного позже набора изображений. При другом подходе один или несколько этапов технологий, представленных в настоящем описании, могут выполняться параллельно или поочередно, чтобы обеспечить непрерывное генерирование смещения или иной информации для использования в корректировке протокола лечения в адаптивном режиме. Например, ФИГ. 12 иллюстрирует технологию, которая может включать в себя чередование обработки визуализирующей информации, относящейся к ранее полученным визуализирующим срезам, со сбором изображений, чтобы повысить эффективность других технологий, представленных в настоящем описании. Система для сбора изображений может осуществлять получение визуализирующих срезов, например срезов S, S, S, S,…, соответствующих моментам времени захвата t, t, t, t,…, как иллюстративно показано на ФИГ. 12. В момент времени t может быть получен срез S, при этом один или несколько ранее полученных срезов, например срезы S и S, могут пространственно совмещаться друг с другом или как-то иначе обрабатываться в процессе получения визуализирующего среза S.
В качестве иллюстративного примера визуализирующие срезы показаны в виде двумерных плоскостей, ортогональных друг другу. Однако, как упоминалось в отношении других примеров, приведенных в настоящем описании, не требуется, чтобы срезы были плоскими и ортогональными. Каждый полученный визуализирующий срез может обрабатываться, в том числе обработка одного или нескольких срезов может осуществляться параллельно с получением визуализирующего среза. Например, такая обработка может содержать выборочную информацию из объемного опорного изображения, например, соответствующую плоскости или области полученного визуализирующего среза. Протяженность целевого локуса (например, опухоли или другой анатомической структуры, которая может использоваться в качестве ориентира для адаптивного управления радиационной терапией) может быть получена из одной или нескольких сегментированных структур в объемном опорном изображении.
К этой протяженности целевого локуса может быть добавлена краевая зона, чтобы образовать область, в пределах которой целевой локус должен располагаться на последовательно получаемых визуализирующих срезах. Краевая зона может регулироваться на основе таких факторов, как скорость сбора изображений (чем ниже скорость сбора, тем дальше опухоль или другая мишень может перемещаться между моментами сбора изображений, при этом краевая зона может быть соответствующим образом увеличена). Опухоль или другая мишень может подвергаться сегментации в полученном визуализирующем срезе. Информация сегментированной мишени, извлеченная из одного или нескольких визуализирующих срезов, может пространственно совмещаться с целевым локусом, идентифицированным в планирующем изображении. Такое совмещение, как описано в других примерах в настоящем документе, может использоваться для определения скорректированного целевого локуса или для иного контролирования или адаптации терапии. Например, скорректированный целевой локус может использоваться для стробирования проведения лечения, например, приостанавливая проведение лечения, пока скорректированный целевой локус указывает, что целевой локус частично или полностью находится вне заданного пространственного окна стробирования, либо скорректированный целевой локус может использоваться для адаптации формы апертуры пучка для отслеживания опухоли.
При выполнении такой обработки ранее полученные визуализирующие срезы могут использоваться повторно, чтобы стробирование или отслеживание вносило поправки с более высокой скоростью, как иллюстративно показано на ФИГ. 12. Информация о скорректированном целевом локусе, например местоположении выделенного элемента (например, местоположении центроида) может использоваться для регулировки местоположения или ориентации будущих получаемых визуализирующих срезов, например для изменения положения центра или иного удерживания требуемого участка целевого локуса в поле визуализации.
1300
1302
1304
1308
1300
ФИГ. 13 иллюстрирует, в общем, технологию , например способ, который может включать в себя получение пространственной визуализирующей информации на этапе , например опорного изображения, а также получение визуализирующих срезов , включая определение различия в местоположении целевого локуса на этапе . Этап или целиком вся технология  (или другие технологии, представленные в настоящем описании) может выполняться, например, с использованием системы или других элементов, представленных на ФИГ. 1A, ФИГ. 1B, ФИГ. 1C, ФИГ. 1D, ФИГ. 2, ФИГ. 3, ФИГ. 4 или ФИГ. 5.
1302
1304
1302
На этапе может быть получена пространственная визуализирующая информация, например соответствующая планирующему или опорному изображению. Пространственная визуализирующая информация может включать в себя целевой локус, например, содержащий область вокселей, служащую мишенью для радиационной терапии. Как упоминалось в других местах настоящего описания, время ожидания сбора изображений может сделать невозможным получение полной объемной визуализации целевого локуса в режиме реального времени, например интрафракционно. Таким образом, на этапе может быть получена визуализирующая информация, например, содержащая один или несколько визуализирующих срезов. Например, могут быть получены два визуализирующих среза, например, в разные моменты времени различных периодов времени после получения объемного изображения, полученного на этапе . Если эти два визуализирующих среза получены в разные моменты времени, местоположение участка целевого локуса в каждом из визуализирующих срезов может быть разным (при этом такие визуализирующие срезы можно назвать ʺвременно несовмещеннымиʺ).
1306
1308
1302
На этапе , если визуализирующие срезы являются временно несовмещенными, информация (касающаяся целевого локуса) из ранее полученного одного, по меньшей мере, из двух визуализирующих срезов может пространственно совмещаться, по меньшей мере, с участком позже полученного одного, по меньшей мере, из двух визуализирующих срезов. На этапе может определяться различие между местоположением целевого локуса, указанным пространственно совмещенной информацией, и предшествующим местоположением целевого локуса, указанным объемным изображением, полученным на этапе . Например, может использоваться технология совмещения, как упоминалось выше, чтобы определить сдвиг в элементе, например центроида целевого локуса, или сдвиг в мишени, не требуя сегментации или выделения элемента. Найденные величины сдвига могут предоставлять информацию, отражающую скорректированное местоположение мишени или другой рассматриваемой области.
1310
1308
1312
В качестве опции, на этапе локус терапевтического воздействия (например, область или объем, являющийся мишенью для радиотерапевтического пучка) может быть скорректирован с использованием информации о скорректированном местоположении мишени, найденном на этапе . Кроме того или вместо этого, в качестве опции, на этапе терапевтический пучок может подвергаться стробированию, чтобы обеспечить возможность проведения терапии, когда терапевтическое воздействие надлежащем образом совмещено со скорректированным или вычисленным местоположением мишени. Таким образом, проведение радиационной терапии может адаптивно контролироваться с использованием визуализирующих срезов и ранее полученного объемного опорного изображения.
Различные примечания и примеры
Каждый из неограничивающих примеров, описанных в данном документе, может использоваться самостоятельно или может объединяться в различных сочетаниях или комбинациях с одним или несколькими другими примерами.
Вышеприведенное подробное описание включает в себя ссылки на сопроводительные чертежи, составляющие часть подробного описания. На чертежах приведены в качестве иллюстрации конкретные варианты осуществления, в которых изобретение может быть воплощено на практике. Эти варианты осуществления в настоящем описание также именуются ʺпримерамиʺ. Такие примеры могут включать в себя элементы в дополнение к тем, которые показаны или описаны. Однако авторы настоящего изобретения также предполагают существование примеров, в которых предусмотрены только те элементы, которые показаны и описаны. Кроме того, авторы настоящего изобретения также предполагают существование примеров, в которых используется любая комбинация или сочетание показанных или описанных элементов (либо одного или нескольких их аспектов), либо в отношении конкретного примера (либо одного или нескольких его аспектов), либо в отношении других примеров (либо одного или нескольких их аспектов), показанных или описанных в настоящем документе.
В случае разночтений между данным документом и любыми документами, включенными в него в качестве ссылки, данный документ имеет приоритет.
В данном документе используется единственное число, как это принято в патентных документах, чтобы обозначить наличие одного или более одного элемента, вне зависимости от использования выражений ʺпо меньшей мере, одинʺ либо ʺодин или несколькоʺ. В данном документе союз ʺилиʺ носит неисключающий характер, так что ʺA или Bʺ включает в себя ʺA, но не Bʺ, ʺB, но не Aʺ, а также ʺA и Bʺ, если не указано обратное. В данном документе термины ʺвключающий в себяʺ и ʺв которомʺ используются в качестве простых эквивалентов соответствующих терминов ʺсодержащийʺ и ʺпри этомʺ. Кроме того, в нижеследующей формуле изобретения термины ʺвключающий в себяʺ и ʺсодержащийʺ подразумевают открытое множество, т.е. система, устройство, изделие, композиция, состав или процесс, включающие в себя элементы в дополнение к тем, что перечислены после использования такого термина в формуле изобретения, по-прежнему подпадают под объем этой формулы изобретения. Кроме того, в нижеследующей формуле изобретения термины ʺпервыйʺ, ʺвторойʺ, ʺтретийʺ и т.д. используются лишь в качестве меток и не придают численный характер соответствующим объектам.
Примеры способа, представленные в настоящем описании, по меньшей мере, частично могут быть машиновыполняемыми или реализуемыми с помощью компьютера. Некоторые примеры могут включать в себя читаемую компьютером среду или машиночитаемую среду, в которой закодированы инструкции, выполнение которых заставит электронное устройство осуществить способы, описанные в вышеприведенных примерах. Реализация таких способов может предполагать использование кода, такого как микрокод, код на языке ассемблера, код на языке высокого уровня и т.п. Такой код может включать в себя читаемые компьютером инструкции для выполнения различных способов. Код может образовывать части компьютерных программных продуктов. Кроме того, в одном примере код может реально храниться на одном или нескольких энергозависимых или энергонезависимых читаемых компьютером материальных носителях, например в процессе выполнения или в другие моменты времени. В число примеров таких читаемых компьютером материальных носителей могут входить, в частности, жесткие диски, съемные магнитные диски, съемные оптические диски (например, компакт-диски и цифровые видеодиски), кассеты с магнитной пленкой, карты памяти или флэш-карты, запоминающие устройства с произвольной выборкой (RAМ), постоянные запоминающие устройства (ROМ) и т.п.
Приведенное выше описание носит иллюстративный характер и не является ограничивающим. Например, вышеописанные примеры (либо один или несколько их аспектов) могут использоваться в сочетании друг с другом. Могут использоваться другие варианты осуществления, например, предложенные средним специалистом в данной области техники после ознакомления с вышеприведенным описанием. Отвечая требованиям 37 C.F.R. 1.72(b), предложен реферат, чтобы позволить читателю быстро понять сущность технического описания. Следует понимать, что он не используется для интерпретации или ограничения объема либо смыслового содержания формулы изобретения. Кроме того, в вышеприведенном подробном описании различные признаки могут быть сгруппированы между собой, чтобы упорядочить раскрытие. Это не следует понимать, как стремление сделать каждый не включенный в формулу изобретения признак обязательным для какого-либо пункта формулы изобретения. Наоборот, объект изобретения может заключаться не в полном наборе признаков конкретного раскрытого варианта осуществления. Таким образом, нижеследующие пункты формулы изобретения включены в подробное описание в виде примеров или вариантов осуществления, при этом каждый пункт формулы изобретения занимает самостоятельное положение в качестве отдельного варианта осуществления, причем предполагается, что такие варианты осуществления могут объединяться друг с другом в различных комбинациях или сочетаниях. Объем изобретения должен определяться со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения с полным набором ее эквивалентов.