УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕДИЦИНСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СИСТЕМА ТЕРАПИИ И НОСИТЕЛЬ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
APPARATUS FOR PROCESSING MEDICAL IMAGES, THERAPY SYSTEM AND INFORMATION STORAGE MEDIUM

Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройству для обработки медицинских изображений, системе терапии и программе обработки медицинского изображения.
Приоритет испрашивается по патентной заявке Японии No. 2018-053470, поданной 20 марта 2018 г. и все содержание которой включено сюда посредством ссылки.
Уровень техники
Лучевая терапия представляет собой способ лечения, состоящий в облучении очага поражения в теле пациента ионизирующим излучением для разрушения очага поражения. В этот момент необходимо точно направить ионизирующее излучение в местоположение очага поражения. Это обусловлено тем, что облучение нормальной, здоровой ткани в теле пациента ионизирующим излучением может повредить нормальную ткань. Таким образом, при осуществлении лучевой терапии в первую очередь выполняют заранее обследование способом компьютерной томографии (КТ) на стадии планирования лечения и выясняют в трехмерной системе координат местонахождение очага поражения в теле пациента. Направление излучения и интенсивность излучения планируют так, чтобы уменьшить облучение нормальной ткани, на основе выясненного местонахождения очага поражения. После этого положение пациента на стадии лечения совмещают с положением пациента, запланированным на стадии планирования лечения, и облучают очаг поражения ионизирующим излучением в соответствии с направлением излучения или интенсивностью излучения, запланированными на стадии планирования лечения.
При выравнивании положения пациента на стадии терапии выполняют сопоставление изображений, рентгеновского изображения внутренности тела пациента, захваченного, когда пациент лежит на ложе непосредственно перед началом терапии, и изображения цифровой реконструированной рентгенограммы (DRR), в котором рентгеновское изображение виртуально реконструировано из трехмерного КТ-изображения, захваченного во время планирования лечения, и определяют отклонение в положении пациента между изображениями. После этого перемещают ложе на основе полученного отклонения положения пациента. В результате положение очага поражения, кости и т.п. внутри тела пациента оказывается совмещено с тем, что было запланировано на этапе планирования лечения.
Отклонение положения пациента определяют путем поиска положения в КТ-изображении такого, чтобы при реконструкции DRR-изображение было наиболее сходно с указанным рентгеновским изображением. Были предложены многочисленные способы автоматического поиска положения пациента с использованием компьютера. Однако пользователь (врач и т.п.) в конечном итоге подтверждает результат автоматического поиска путем сравнения рентгеновского изображения с DRR-изображением. После получения подтверждения от пользователя (врача и т.п.) начинается облучение ионизирующим излучением. При использовании лучевой терапии такую работу по позиционированию пациента необходимо выполнять каждый раз перед началом очередного сеанса терапии.
Кроме того, положение пациента не должно изменяться при проведении сеанса лучевой терапии и при работе по позиционированию пациента. Таким образом, пациента фиксируют в специальном фиксирующем приспособлении и т.п., чтобы этот пациент не мог двигаться во время проведения лучевой терапии. В этом случае, работа по позиционированию пациента представляет собой работу, для которой продолжительность периода времени, требуемого для выполнения этой работы, значительно различается в зависимости от квалификации пользователя (врача или другого медицинского персонала). Однако работа по позиционированию пациента совсем не проста и не легка, поскольку состояние пациента изменяется между стадией планирования лечения и стадией лечения. Если продолжительность периода времени, требуемого для выполнения работы по позиционированию пациента, становится большой, возникает проблема, состоящая в том, что нагрузка на пациента возрастает, а также точность приведения пациента в заданное положение будет деградировать.
Таким образом, например, в Патентном документе 1 описана технология, предлагаемая для того, чтобы облегчить работа по позиционированию пациента. При использовании технологии, описываемой в Патентном документе 1, пользователь (врач и т.п.) может легко проверить текущее положение пациента, когда видна величина отклонения между положением пациента, показанным на КТ-изображении, захваченном на стадии планирования лечения, и положением пациента, показанным на рентгеновском изображении, захваченном на стадии лечения. Более, конкретно, согласно технологии, описываемой в Патентном документе 1, вычисляют градиент яркости каждого из пикселей, входящих в КТ-изображения, захваченного на стадии планирования лечения, и градиент яркости, каждого из пикселей, входящих в рентгеновское изображение, захваченное на стадии лечения. Таким образом, можно определить граничный участок (в частности, участок кости) пациента, являющегося объектом, показанным на каждом изображении согласно технологии, описываемой в Патентном документе 1. Согласно технологии, описываемой в Патентном документе 1, отклонение граничного участка (величину отклонения граничного участка) объекта вычисляют на основе градиента яркости, вычисленного для каждого изображения, после чего изображение, представляющее вычисленное отклонение, накладывают на рентгеновское изображение и представляют на дисплее поверх рентгеновского изображения. Другими словами, согласно технологии, описываемой в Патентном документе 1, отклонение положения пациента на стадии лечения (в настоящее время) относительно стадии планирования лечения представляют пользователю (врача или другого медицинского персонала) путем получения отклонения участка кости пациента и наложения этого отклонения и представления на дисплее изображения, в котором это отклонение участка кости визуально выделено на рентгеновском изображении.
Однако этот участок кости пациента не обязательно находится в одинаковом состоянии на стадии планирования лечения и на стадии лечения. Например, если поблизости от участка, где осуществляется лучевая терапия, находится сустав и т.п., этот участок кости пациента на стадии лечения совсем не обязательно совпадает с тем положением, которое он занимал на стадии планирования лечения в зависимости от положения пациента. Более того, целевой очаг поражения, облучаемый ионизирующим излучения, в теле пациента, не обязательно располагается рядом с костью. Таким образом, при позиционировании пациента на основе отклонения участка кости этого пациента, как это делается согласно технологии, описываемой в Патентном документе 1, работа по позиционированию пациента может не быть легкой и простой.
Кроме того, хотя в процессе лучевой терапии важно, чтобы при облучении очаг поражения получил дозу облучения, запланированную на стадии планирования лечения, распределение дозы облучения, какую получит очаг поражения, зависит от ткани в теле пациента, сквозь которую проходит излучение. Например, можно предположить ситуацию, когда на пути прохождения излучения появилась область воздуха, такого как кишечный газ, которого не было на стадии планирования лечения. Эта воздушная область, вероятно, повлияет на дозу излучения, направленного на очаг поражения. Однако технология, описываемая в Патентном документе 1, никак не учитывает путь, по которому проходит сквозь тело пациента направляемое ионизирующее излучение.
Таким образом, даже при использовании технологии, описываемой в Патентном документе 1, для пользователя (врача или другого медицинского персонала) все равно необходимо визуально проверять результат работы по позиционированию пациента. Кроме того, поскольку при проведении лучевой терапии направление, откуда падает излучение не всегда ограничено каким-либо определенным направлением, таким как, например, горизонтальное направление или вертикальное направление, необходимо также учитывать направление, откуда падает излучение, когда пользователь (врач и т.п.) визуально проверяет результат работы по позиционированию пациента.
Список литературы
Патентный документ 1
Нерассмотренная заявка на выдачу патента Японии, Первая публикация No. 2012-030005
Краткое изложение существа изобретения
Техническая проблема
Целью одного из аспектов настоящего изобретения является создание устройства для обработки медицинских изображений, системы лучевой терапии и программы обработки медицинских изображений, которые позволили бы легко проверять и подтверждать положение пациента в ходе работы по позиционированию пациента, которая должна быть выполнена перед началом проведения лучевой терапии.
Решение проблемы
Устройство для обработки медицинских изображений согласно одному из аспектов настоящего изобретения содержит модуль получения интересующей области, модуль получения плана лечения, модуль вычисления степени влияния и контроллер дисплея. Модуль получения интересующей области выполнен с возможностью получения частичной области в теле пациента в качестве интересующей области. Модуль получения плана лечения выполнен с возможностью получения информация о плане лечения, определяемой на стадии планирования лучевой терапии, которой должен быть подвергнут пациент. Модуль вычисления степени влияния выполнен с возможностью вычисления степени влияния, представляющей влияние на интересующую область вплоть до диапазона, охватываемого излучением до тех пор, когда излучение, которым облучают пациента, достигает целевого участка, подлежащего лечению, в теле пациента. Контроллер дисплея выполнен с возможностью формирования отображаемого изображения, на котором информация о степени влияния наложена на текущее рентгеновское изображение пациента, и с возможностью вызывать отображение дисплеем указанного отображаемого изображения.
Преимущества изобретения
Согласно рассмотренному выше аспекту можно создать устройство для обработки медицинских изображений, систему лучевой терапии и программу обработки медицинских изображений, которые позволят легко проверить положение пациента в ходе работы по позиционированию пациента, которая должна быть выполнена прежде начала проведения лучевой терапии.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет блок-схему, показывающую упрощенную конфигурацию системы лучевой терапии, содержащей устройство для обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Фиг. 2 представляет блок-схему, показывающую упрощенную конфигурацию устройства для обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Фиг. 3 представляет логическую схему, показывающую последовательность операций устройства для обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Фиг. 4 представляет схему, показывающую пример соотношения между ионизирующим излучением и целью облучения в системе лучевой терапии, содержащей устройство для обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Фиг. 5 представляет схему, показывающую пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером дисплея, входящим в устройство для обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Фиг. 6 представляет схему, показывающую другой пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером дисплея, входящим в устройство для обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Фиг. 7 представляет блок-схему, показывающую упрощенную конфигурацию устройства для обработки медицинских изображений согласно второму варианту.
Фиг. 8 представляет логическую схему, показывающую последовательность операций устройства для обработки медицинских изображений согласно второму варианту.
Фиг. 9 представляет логическую схему, показывающую другую последовательность операций устройства для обработки медицинских изображений согласно второму варианту.
Фиг. 10 представляет схему, показывающую пример соотношения между потоком излучения и целью облучения в системе лучевой терапии, содержащей устройство для обработки медицинских изображений согласно второму варианту.
Фиг. 11 представляет схему, показывающую пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером дисплея, входящим в устройство для обработки медицинских изображений согласно второму варианту.
Описание вариантов
В дальнейшем здесь устройство для обработки медицинских изображений, система лучевой терапии и программа обработки медицинских изображений согласно вариантам изобретения будут рассмотрены со ссылками на прилагаемые чертежи.
Первый вариант
Фиг. 1 представляет блок-схему, показывающую упрощенную конфигурацию системы лучевой терапии, содержащей устройство для обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Система 1 лучевой терапии, показанная на фиг. 1, содержит устройство 100 обработки медицинских изображений и лечебное устройство 10.
Сначала будет рассмотрено устройство 10 терапии, входящее в систему 1 лучевой терапии. Это устройство 10 терапии содержит процедурный стол 11, два источника 12 излучения (источник 12-1 излучения и источник 12-2 излучения), два детектора 13 излучения (детектор 13-1 излучения и детектор 13-2 излучения) и затвор 14 излучения терапевтического луча.
Кроме того, дефис “-”, вставленный после цифрового позиционного обозначения, показанного на фиг. 1, и цифра после дефиса используются для идентификации ассоциированного соотношения. Например, ассоциированное соотношение между источником 12 излучения и детектором 13 излучения в лечебном устройстве 10, представляет собой состояние, в котором источник 12-1 излучения и детектор 13-1 излучения соответствуют один другому и образуют один комплект, и состояние, в котором источник 12-2 излучения и детектор 13-2 излучения соответствуют один другому и образуют другой комплект. Иными словами, в последующем описании, дефис “-”, записанный после каждого цифрового позиционного обозначения, и число, записанное после этого дефиса, представляют, что компоненты из одного и того же комплекта соответствуют один другому. В последующем описании, если несколько идентичных компонентов представлены без необходимости отличать их один от другого, их представляют без дефиса “-” и следующего за ним числа.
Процедурный стол 11 представляет собой ложе, на котором фиксируют субъекта (пациента) P, который должен быть подвергнут лучевой терапии.
Источник 12-1 излучения направляет поток r-1 излучения для просмотра сквозь тело пациента P под заданным углом. Источник 12-2 излучения направляет поток r-2 излучения для просмотра сквозь тело пациента P под другим заданным углом, отличным от угла источника излучения 12-1. Поток r-1 излучения и поток r-2 излучения представляют собой, например, потоки рентгеновского излучения. На фиг. 1, показан случай, в котором осуществляют рентгеновское фотографирование в двух направлениях пациента P, зафиксированного на процедурном столе 11. Кроме того, изображение контроллера, управляющего облучением потоками r излучения от источника 12 излучения, на фиг. 1 исключено.
Детектор 13-1 излучения принимает поток r-1 излучения, исходящий от источника 12-1 излучения и падающий на этот детектор 13-1 излучения после прохождения сквозь внутреннюю часть тела пациента P, и генерирует рентгеновское изображение PI внутреннего строения тела пациента P в соответствии с величиной энергии принимаемого потока r-1 излучения. Детектор 13-2 излучения принимает поток r-2 излучения, исходящий от источника 12-2 излучения и падающий на этот детектор 13-2 излучения после прохождения сквозь внутреннюю часть тела пациента P, и генерирует рентгеновское изображение PI внутреннего строения тела пациента P в соответствии с величиной энергии принимаемого потока r-2 излучения. Детекторы 13 излучения представляют собой детекторы, построенные в форме двумерной матрицы, и генерируют цифровое изображение, в котором величина энергии потока r излучения, падающего на каждый детектор, представлена цифровой величиной, в качестве рентгеновского изображения PI. Детектор 13 излучения представляет собой, например, детектор с плоской панелью (flat panel detector (FPD)), фотоэлектронный усилитель изображения или фотоэлектронный усилитель цветного изображения. Детектор 13 излучения передает сформированное им рентгеновское изображение PI в устройство 100 обработки медицинских изображений. Кроме того, изображение контроллера, управляющего генерацией рентгеновского изображения PI посредством детектора 13 излучения, на фиг. 1 исключено.
В лечебном устройстве 10, комплект из источника 12 излучения и детектора 13 излучения устройство для формирования изображения в системе 1 лучевой терапии.
Кроме того, на фиг. 1, показана конфигурация лечебного устройства 10, содержащего два комплекта из источников 12 излучения и детекторов 13 излучения, т.е. два устройства для формирования изображения. Однако возможное число устройств для формирования изображения в устройстве 10 терапии не исчерпывается двумя устройствами для формирования изображения, как показано на фиг. 1, т.е. конфигурацией, содержащей два комплекта из источников 12 излучения и детекторов 13 излучения. Например, устройство 10 терапии может быть конфигурировано таким образом, чтобы содержать три или более устройств для формирования изображения (три или более комплектов из источников 12 излучения и детекторов 13 излучения). Кроме того, устройство 10 терапии может быть конфигурировано таким образом, чтобы иметь только одно устройство для формирования изображения (один комплект из источника 12 излучения и детектора 13 излучения).
Затвор 14 для излучения терапевтического луча испускает излучение в качестве терапевтического луча B для разрушения очага поражения, являющегося целевым участком лечения в теле пациента P. Терапевтический луч B представляет собой, например, рентгеновский луч, γ-излучение, электронный пучок, протонный пучок, нейтронный пучок, пучок тяжелых частиц и т.п. Кроме того, изображение контроллера, управляющего облучением терапевтическим лучом B посредством затвора 14 для излучения терапевтического луча, на фиг. 1 не представлено.
Кроме того, на фиг. 1, показана конфигурация лечебного устройства 10, содержащего один затвор 14 излучения терапевтического луча. Однако варианты лечебного устройства 10 не исчерпываются конфигурацией, имеющей только один затвор 14 излучения терапевтического луча, а могут содержать несколько таких затворов излучения терапевтического луча. Например, хотя на фиг. 1 показана конфигурация лечебного устройства 10, содержащего затвор 14 излучения терапевтического луча, установленный так, чтобы облучать пациента P терапевтическим лучом B в вертикальном направлении, система 1 лучевой терапии может дополнительно содержать затвор излучения терапевтического луча, установленный так, чтобы облучать пациента P терапевтическим лучом в горизонтальном направлении. Например, хотя на фиг. 1 показана конфигурация лечебного устройства 10, содержащего затвор 14 излучения терапевтического луча, установленный так, чтобы облучать пациента P терапевтическим лучом B в вертикальном направлении, затвор 14 излучения терапевтического луча, примененный в системе 1 лучевой терапии, может представлять собой затвор излучения терапевтического луча, выполненный с возможностью облучения пациента P терапевтическими лучами в различных направлениях (под различными углами) посредством перемещения этого затвора излучения терапевтического луча таким образом, чтобы этот затвор излучения терапевтического луча вращался вокруг пациента P.
Устройство 100 обработки медицинских изображений управляет процедурой облучения очага поражения в теле пациента P, который должен получить лечение лучевой терапией, терапевтическим лучом B на основе рентгеновских изображений PI, поступающих от детектора 13-1 излучения и детектора 13-2 излучения. В это время устройство 100 обработки медицинских изображений отслеживает местонахождение органа, который перемещается вследствие дыхания или сердцебиением пациента P, такого как легкие или печень, и управляет затвором 14 излучения терапевтического луча, с тем чтобы облучать очаг поражения в теле пациента P терапевтическим лучом B в соответствующие моменты времени. Кроме того, отслеживание местонахождения очага поражения в устройстве 100 обработки медицинских изображений осуществляется на основе изображения (трехмерного изображения компьютерной томографии (КТ) или рентгеновского изображения PI) пациента P, захваченного перед проведением лучевой терапии на стадии планирования лечения, и рентгеновского изображения PI пациента P в текущий момент.
Кроме того, устройство 100 обработки медицинских изображений представляет информацию о положения пациента P, которое нужно проверить в ходе работы по позиционированию пациента, выполняемой оператором лучевой терапии (врачом и т.п.), использующим систему 1 лучевой терапии, прежде начала лечения. В это время устройство 100 обработки медицинских изображений последовательно определяет отклонения между текущими положениями пациента P лежащего на процедурном столе 11, и положениями этого пациента P, запланированными во время планирования лечения, на основе изображения (КТ-изображения или рентгеновского изображения PI) этого пациента P, захваченного на стадии планирования лечения, и рентгеновского изображения PI этого пациента P в текущий момент времени. Это устройство 100 обработки медицинских изображений последовательно представляет информацию, демонстрирующую найденные отклонения положения пациента P, оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 1 лучевой терапии.
Кроме того, устройство 100 обработки медицинских изображений и детектор 13 излучения в устройстве 10 терапии могут быть соединены одно с другим через локальную сеть связи (local region network (LAN)) или крупномасштабную сеть связи (wide region network (WAN)).
Здесь будет рассмотрено планирование лечения, выполняемое прежде осуществления лучевой терапии. На этапе планирования лечения, прежде чем приступить к собственно лечению, разрабатывают план лечения с целью определения энергии терапевтического луча B (излучения), которым облучают пациента P, направления облучения, формы диапазона облучения, распределения дозы, когда облучение терапевтическим лучом B проводят несколько раз, и т.п. Более конкретно, разработчик плана лечения (врач и т.п.) сначала обозначает границу между областью опухоли (очагом поражения) и областью нормальной ткани, границу между опухолью и важным органом в окрестностях опухоли и т.п. на основе КТ-изображения, захваченного на стадии планирования лечения. В ходе планирования лечения, направление (путь) или интенсивность терапевтического луча B, которым нужно облучать, определяют на основе глубины, измеряемой от поверхности тела пациента P до местонахождения опухоли, или на основе размера опухоли, вычисленного на основе информации об обозначенной опухоли.
Обозначение границы между областью опухоли и областью нормальной ткани соответствует обозначению местонахождения и объема опухоли. Термин «объем опухоли» может обозначать макроскопический объем опухоли (gross tumor volume (GTV)), клинический объем мишени (clinical target volume (CTV)), внутренний объем мишени (internal target volume (ITV)), планируемый лечебный объем мишени (planning target volume (PTV)) и т.п. Объем GTV представляет собой объем опухоли, который может быть визуально подтвержден на основе изображения, и является объемом, который необходимо облучить терапевтическим лучом B с достаточной дозой в ходе лучевой терапии. Объем CTV представляет собой объем, содержащий объем GTV и латентную опухоль, которую нужно лечить. Объем ITV представляет собой объем, полученный путем добавления предварительно заданного запаса к объему CTV с учетом перемещения объема CTV вследствие предсказуемых физиологических движений пациента P и т.п. Объем PTV представляет собой объем, полученный путем добавления запаса к объему ITV с учетом погрешности установления заданного положения пациента P, осуществляемого в процессе лечения. Соотношение между этими объемами установлено следующим Уравнением (1).
[Математическое выражение 1]
Таким образом, на стадии планирования лечения, местонахождение и диапазон (область), где должно осуществляться облучение пациента P терапевтическим лучом B, определяют путем добавления запаса с учетом погрешностей, которые, скорее всего, будут возникать в ходе фактического лечения. Например, такой погрешностью, которая вероятно возникнет в ходе фактического лечения и которую нужно учитывать в этот момент, является отклонение положения пациента P, вероятно возникающее в ходе выполнения работы по приведению пациента P в заданное положение таким образом, чтобы положение очага поражения или кости в теле этого пациента P оказались совмещены с положением, запланированным во время планирования лечения и.т.п.
В результате, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 1 лучевой терапии, выполняет работу по позиционированию пациента таким образом, чтобы погрешность, которая, весьма вероятно, возникает в ходе фактического лечения, уменьшить, визуально проверяя информацию об отклонениях положения пациента P, которая последовательно поступает от устройства 100 обработки медицинских изображений.
Далее будет рассмотрена конфигурация устройства 100 обработки медицинских изображений, входящего в систему 1 терапии. На фиг. 2 представлена блок-схема, показывающая упрощенную конфигурацию устройства 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Кроме того, на фиг. 2 представлена часть, относящаяся к функциям демонстрации информации, представляющей отклонение положения пациента P, которое проверяется оператором лучевой терапии (врач и т.п.), использующим систему 1 терапии, в ходе выполнения работы по позиционированию пациента. Устройство 100 обработки медицинских изображений, показанное на фиг. 2, содержит модуль 101 получения плана лечения, модуль 102 получения интересующей области, модуль 103 вычисления степени влияния, модуль 104 получения изображения и контроллер 105 дисплея в качестве компонентов для реализации функции представления информации, представляющей отклонение положения пациента P.
Модуль 101 получения плана лечения получает информацию о плане лечения, созданную на стадии планирования лечения (в дальнейшем называется «информация о плане лечения»). Здесь, информация о плане лечения представляет собой информацию, содержащую направление (путь) и интенсивность терапевтического луча B, используемого для облучения в процессе лечения, диапазон (область), которая должна облучаться терапевтическим лучом B, так называемое поле облучение, местонахождение опухоли (очага поражения) в теле пациента P (т.е. положение, облучаемое терапевтическим лучом B), размер опухоли (очага поражения) и т.п. Модуль 101 получения плана лечения передает полученную им информацию о плане лечения модулю 102 получения интересующей области и модулю 103 вычисления степени влияния. Кроме того, модуль 101 получения плана лечения получает КТ-изображение, используемое в плане лечения. Модуль 101 получения плана лечения передает полученное КТ-изображение каждому из модулей - модулю 102 получения интересующей области, модулю 103 вычисления степени влияния и контроллеру 105 дисплея.
Модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) интересующую область (ROI)) для ситуации проведения лучевой терапии применительно к пациенту P на основе информации о плане лечения, поступившей от модуля 101 получения плана лечения. Здесь, интересующая область ROI представляет собой частичную область в теле пациента P, которая по всей вероятности имеет влияние на эффект от лучевой терапии, применяемой к опухоли (очагу поражения) в теле пациента P, показанного на КТ-изображении, поступившем от модуля 101 получения плана лечения. Поэтому, интересующая область ROI представляет собой область, в которой необходимо совместить положение пациента P с положением, запланированным на стадии планирования лечения, прежде начала лучевой терапии, т.е. область, важную для облучения очага поражения терапевтическим лучом B в процессе лучевой терапии. Модуль 102 получения интересующей области передает информацию, представляющую каждую полученную (выделенную) интересующую область ROI, (в дальнейшем называется «информацией ROI») в модуль 103 вычисления степени влияния.
Модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния, представляющую уровень влияния терапевтического луча B, который должен облучить очаг поражения в теле пациента P, на каждую интересующую область ROI, представленную информацией ROI, поступающей от модуля 102 получения интересующей области, на основе информации о плане лечения, поступающей от модуля 101 получения плана лечения. В это время, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния на основе взаимного расположения между путем прохождения терапевтического луча B (облучение) и положением каждого пикселя, входящего в интересующую область ROI. Здесь, степень влияния, вычисляемая модулем 103 вычисления степени влияния, представляет, что когда степень влияния выше, отклонение между положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения, и текущим положением пациента P более вероятно оказывает влияние на эффект лучевой терапии. Кроме того, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния терапевтического луча B в отношении положения каждого пикселя, входящего в интересующую область ROI, вплоть до диапазона, который является расстоянием, до которого достигает терапевтический луч B. Это обусловлено тем, что энергия терапевтического луча B теряется вследствие процесса, в котором очаг поражения облучается терапевтическим лучом B, и нет необходимости вычислять степень влияния на терапевтический луч B, который проходит сквозь очаг поражения. Модуль 103 вычисления степени влияния передает информацию о каждой степени влияния, вычисленной в отношении положения каждого пикселя, входящего в интересующей области ROI, контроллеру 105 дисплея.
Модуль 104 получения изображения получает рентгеновские изображения PI пациента P, захваченные в ходе выполнения работы по позиционированию пациента. Здесь, рентгеновские изображения PI представляет собой изображения внутренности тела пациента P, захваченные через заданные промежутки времени в состоянии, когда пациент P лежит на процедурном столе 11 в процессе работы по позиционированию пациента. Иными словами, рентгеновское изображение PI представляет собой рентгеновское изображение PI, генерируемое детектором 13 излучения, детектирующим r излучение, исходящее от источника 12 излучения и проходящее сквозь тело пациента P во время работы по позиционированию пациента. Кроме того, модуль 104 получения изображения может содержать интерфейс для соединения с детектором 13 излучения, входящим в устройство 10 терапии. Модуль 104 получения изображения передает полученное им рентгеновское изображение PI в контроллер 105 дисплея.
Кроме того, модуль 104 получения изображения может получать КТ-изображение, используемое в плане лечения, вместо модуля 101 получения плана лечения. В этом случае, модуль 104 получения изображения передает полученное КТ-изображение каждому из модулей - модулю 102 получения интересующей области, модулю 103 вычисления степени влияния и контроллеру 105 дисплея, вместо модуля 101 получения плана лечения.
Контроллер 105 дисплея генерирует отображаемое изображение, в котором информация о степени влияния, передаваемая от модуля 103 вычисления степени влияния, накладывается на рентгеновское изображение PI, передаваемое от модуля 104 получения изображения, и представляется на экране дисплея поверх этого изображения. Здесь отображаемое изображение, генерируемое контроллером 105 дисплея, представляет собой изображение, в котором пиксели, расположенные в области, где имеет место отклонение между положением пациента P, показанным на КТ-изображении, поступающем от модуля 101 получения плана лечения, и положением пациента P, показанным на рентгеновском изображении PI, поступившем от модуля 104 получения изображения, сделаны выделенными (заметными) в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния. Например, контроллер 105 дисплея генерирует отображаемое изображение, на котором визуально выделенный участок заметен за счет дифференциации цветов пикселей в области, где положение пациента P отклоняется, в соответствии с величиной степени влияния. Контроллер 105 дисплея передает сформированное отображаемое изображение дисплейному устройству (не показано), такому как жидкокристаллический (ЖК) дисплей (crystal display (LCD)), управляя тем самым дисплейным устройством для представления отображаемого изображения.
Кроме того, дисплейное устройство (не показано) может быть конфигурировано для встраивания в устройство 100 обработки медицинских изображений или может быть конфигурировано для установки вне устройства 100 обработки медицинских изображений. Кроме того, дисплейное устройство (не показано) может быть конфигурировано для встраивания в устройство 10 терапии.
Согласно этой конфигурации устройство 100 обработки медицинских изображений последовательно определяет отклонения положения пациента P с учетом пути прохождения терапевтического луча B, что важно при выполнении работы по позиционированию пациента, которая должны быть завершена прежде начала лечения. Устройство 100 обработки медицинских изображений последовательно представляет отображаемые изображения оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 1 лучевой терапии, управляя дисплейным устройством (не показано) для демонстрации отображаемых изображений, визуально представляющих информацию о последовательно определяемых отклонениях положения пациента P. Таким образом, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 1 лучевой терапии, может выполнить работу по позиционированию пациента, в то же время визуально проверяя информацию об отклонениях положения пациента P, последовательно представляемой от устройства 100 обработки медицинских изображений.
Кроме того, некоторые функциональные модули из устройства 100 обработки медицинских изображений, описываемого выше, могут представлять собой программные функциональные модули, функционирующие на базе процессора, например, такого как центральный процессор (central processing unit (CPU)) или графический процессор (graphics processing unit (GPU)), выполняющего программу, сохраненную в запоминающем устройстве. Здесь запоминающее устройство может быть реализовано в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ (read only memory (ROM))), запоминающего устройства с произвольной выборкой (ЗУПВ (random-access memory (RAM))), накопителя на жестком диске (hard disk drive (HDD)), устройства флэш-памяти и т.п. Программа, выполняемая процессором, таким как процессор CPU или процессор GPU, может быть предварительно сохранена в запоминающем устройстве из устройства 100 обработки медицинских изображений, либо может быть загружена из другого компьютерного устройства через сеть связи. Кроме того, в устройстве 100 обработки медицинских изображений может быть инсталлирована программа, сохраненная в портативном запоминающем устройстве. Кроме того, некоторые или все функциональные модули из описанного выше устройства 100 обработки медицинских изображений могут представлять собой аппаратные функциональные модули на основе программируемых пользователем вентильных матриц (field programmable gate array (FPGA)), больших интегральных схем (БИС (large-scale integration (LSI))), специализированных интегральных схем (application specific integrated circuit (ASIC)) и т.п.
Здесь будет схематично описана работа устройства 100 обработки медицинских изображений, входящего в систему 1 лучевой терапии. В последующем описании, будут схематично описаны операции, в ходе которых устройство 100 обработки медицинских изображений представляет информацию об отклонении положения пациента P оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 1 лучевой терапии, для выполнения работы по позиционированию пациента. На фиг. 3 представлен пример логической схемы, показывающей последовательность операций для представления информации об отклонении положения пациента P в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Когда устройство 100 обработки медицинских изображений начинает работу по позиционированию пациента, которая должна быть выполнена прежде начала лечения, модуль 101 получения плана лечения сначала получает информацию о плане лечения (этап S100). После этого, модуль 102 получения интересующей области получает указание интересующей области ROI на основе информации о плане лечения, поступающей от модуля 101 получения плана лечения (этап S101). После этого, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степени влияния на каждую интересующую область ROI, представленную информацией области ROI, поступающей от модуля 102 получения интересующей области, на основе информации о плане лечения, поступающей от модуля 101 получения плана лечения (этап S102). После этого, контроллер 105 дисплея генерирует отображаемое изображение, в котором информация о степени влияния, поступающая от модуля 103 вычисления степени влияния, наложена на рентгеновское изображение PI, поступающее от модуля 104 получения изображения (этап S103).
Далее, работа каждого компонента устройства 100 обработки медицинских изображений, входящего в систему 1 лучевой терапии, будет рассмотрена подробно. Сначала будет рассмотрен способ получения указания интересующей области ROI в модуле 102 получения интересующей области, входящем в устройство 100 обработки медицинских изображений.
Модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) интересующую область ROI на основе информации о плане лечения, поступающей от модуля 101 получения плана лечения, как описано выше. В это время, модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) интересующую область ROI, входящую в область вокруг пути облучения терапевтического луча B (ионизирующего излучения), которым облучается очаг поражения в теле пациента P. Например, когда число путей облучения терапевтического луча B, излучаемого при лучевой терапии, равно одному, модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) интересующую область ROI, содержащую по меньшей мере один из путей облучения одного терапевтического луча B. Кроме того, например, при выполнении так называемого сканирующего облучения, при котором терапевтический луч B излучается для сканирования всей области очага поражения при лучевой терапии, модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) интересующую область ROI, содержащую по меньшей мере область с размахом (шириной), в котором объединяются пути облучения нескольких терапевтических лучей B для выполнения сканирующего облучения. Кроме того, модуль 102 получения интересующей области может получить (выделить) интересующую область ROI, представляющую собой по меньшей мере область, где заданный размах (ширина) дополнительно имеется вокруг размаха (ширины) пути облучения терапевтического луча B. Размах (ширина), который должен быть создан вокруг размаха (ширины) пути облучения терапевтического луча B, может быть установлен разработчиком плана лечения или оператором лучевой терапии (врачом и т.п.). В этом случае, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 1 терапии, должен осуществить выравнивание положения пациента P по отношению к более широкому диапазону в ходе выполнения работы по позиционированию пациента, так что можно более строго выровнять положение пациента P, другими словами, можно получить результат выполнения работы по позиционированию пациента с запасом.
Кроме того, можно рассматривать несколько способов получения указания интересующей области ROI в модуле 102 получения интересующей области.
Первый способ получения указания интересующей области ROI представляет собой способ получения зоны, имеющей большую разницу изображений, т.е. зоны, где отклонение пациента P велико, в качестве интересующей области ROI, посредством вычисления разности между изображением цифровой реконструированной рентгенограммы (DRR), которое представляет собой изображение, где рентгеновское изображение PI виртуально реконструировано из трехмерного КТ-изображения или рентгеновского изображения PI, захваченного во время планирования лечения, и текущего рентгеновского изображения PI пациента P. Кроме того, согласно этому способу, модуль 102 получения интересующей области также использует текущее рентгеновское изображение PI пациента P, полученное модулем 104 получения изображения, для получения указания интересующей области ROI. Таким образом, модуль 102 получения интересующей области получает текущее рентгеновское изображение PI пациента P от модуля 104 получения изображения.
Согласно первому способу получения указания интересующей области ROI модуль 102 получения интересующей области реконструирует DRR-изображение направления (ориентации), которое такое же, как направление пациента P, показанное на рентгеновском изображении PI, поступившем от модуля 104 получения изображения, на основе КТ-изображения, поступившего от модуля 101 получения плана лечения. Модуль 102 получения интересующей области сопоставляет положение пациента P, показанное на рентгеновском изображении PI, поступившем от модуля 104 получения изображения, с положением пациента P, показанным на реконструированном DRR-изображении, и определяет отклонение положения между текущим положением пациента P и положением пациента P, запланированным во время планировании лечения. Модуль 102 получения интересующей области получает зону, где обнаруженное отклонение положения пациента P велико, в качестве интересующей области ROI. Более конкретно, модуль 102 получения интересующей области вычисляет разность между градиентом яркости каждого пикселя, входящего в рентгеновское изображение PI, и градиентом яркости каждого пикселя, входящего в DRR-изображения, и получает в качестве интересующей области ROI пиксели, для которых вычисленные разности градиентов яркости больше заданной пороговой величины разности. Таким образом, например, модуль 102 получения интересующей области может получить в качестве интересующей области ROI зону, где контурный участок, такой как очаг поражения или кость в теле пациента P, имеет большое отклонение. Кроме того, модуль 102 получения интересующей области может разделить область каждого из изображений - рентгеновского изображения PI и DRR-изображения, на области, каждая из которых имеет заданный размер, вычислить разности градиентов яркости в единицах областей, полученных в результате разделения, и получить в качестве интересующей области ROI область, где вычисленная разность градиентов яркости больше заданной пороговой величины разности.
Кроме того, в рентгеновском изображении PI и DRR-изображении, большая разность от первоначальных значений пикселей может считаться обусловленной, например, разностью яркостей всего изображения, даже если приведены величины пикселей из одного и того же места. Таким образом, модуль 102 получения интересующей области может вычислять разность градиентов яркости между пикселями в состоянии, когда степень сходства величин пикселей является аналогичной, с использованием, например, нормированной кросс-корреляции и т.п.
Кроме того, второй способ получения указания интересующей области ROI представляет собой способ, согласно которому разработчик плана лечения или оператор лучевой терапии (врач и т.п.) устанавливает интересующую область ROI в отношении КТ-изображения, DRR-изображения и рентгеновского изображения PI, захваченных на стадии планирования лечения. В этом случае разработчик плана лечения или оператор лучевой терапии (врач и т.п.) проверяет изображение для установления интересующей области ROI и вводит (задает) зону, где отклонение велико, зону, где присутствует важный орган, или зону контурной части в качестве области, в которой положение пациента P необходимо выровнять с положением, запланированным на стадии планирования лечения, в ходе выполнения работы по позиционированию пациента. Кроме того, ввод (задание) зоны или области, где необходимо выровнять положение пациента P с положением, запланированным на стадии планирования лечения, могут быть изменены или добавлены в процессе того, как оператор лучевой терапии (врач и т.п.) выполняют работу по позиционированию пациента. Модуль 102 получения интересующей области получает указание области, заданной разработчиком плана лечения или оператором лучевой терапии (врачом и т.п.) в качестве интересующей области ROI.
Кроме того, разработчик плана лечения или оператор лучевой терапии (врач и т.п.) может также ввести (задать) зону, где отклонение велико, зону, где присутствует важный орган, или область контурной части в отношении DRR-изображения или рентгеновского изображения PI, если зона, где отклонение велико, зона, где присутствует важный орган, или область контурной части может быть введена (задана) в отношении КТ-изображения. Таким образом, модуль 102 получения интересующей области может представить полученную интересующую область ROI посредством координат в трехмерном пространстве, представляющих положение каждого пикселя, содержащегося в КТ-изображении, или может представить полученную интересующую область ROI посредством координат в двумерном пространстве, представляющих положение каждого пикселя, содержащегося в DRR-изображении, рентгеновском изображении PI или DRR-изображении, реконструированном после ввода (задания) каждой зоны или области. Кроме того, как показано на фиг. 1, устройство 10 терапии, входящее в систему 1 терапии, захватывает рентгеновские изображения PI пациента P в двух направлениях с использованием двух устройств для формирования изображения. Соответственно, совокупность DRR-изображений, реконструированных на основе КТ-изображения, также содержит двумерные DRR-изображения, ассоциированные с указанными двумя устройствами для формирования изображения. Таким образом, модуль 102 получения интересующей области может использовать принцип триангуляции, применительно к двумерным DRR-изображениям и рентгеновскому изображению PI для представления полученной интересующей области ROI посредством координат в трехмерном пространстве, как в КТ-изображении.
Кроме того, третий способ получения указания интересующей области ROI представляет собой способ получения указания интересующей области ROI на основе информации о плане лечения, поступающей от модуля 101 получения плана лечения. В случае использования этого способа модуль 102 получения интересующей области получает указание всей области поражения в качестве интересующей области ROI на основе, например, информации о положении очага поражения и размера очага поражения в теле пациента P, входящей в информацию о плане лечения. Кроме того, модуль 102 получения интересующей области получает указание всей области пути облучения терапевтического луча B в качестве интересующей области ROI на основе, например, информации о направлении (пути) излучаемого терапевтического луча B, диапазона (области), облучаемой терапевтическим лучом B (облучаемая область), а также местонахождения очага поражения и размера очага поражения в теле пациента P, входящих в информацию о плане лечения.
При таком подходе, модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) указание интересующей области ROI на основе информация о плане лечения, поступившей от модуля 101 получения плана лечения. Кроме того, указание окончательных интересующих областей ROI может быть получено путем комбинирования интересующих областей ROI, полученных посредством нескольких способов получения областей без эксклюзивного осуществления приведенных выше трех способов получения указания интересующей области ROI в модуле 102 получения интересующей области. Кроме того, приведенные выше три способа получения указания интересующей области ROI в модуле 102 получения интересующей области являются только примерами. Аналогично, для получения указания интересующей области ROI может быть использован любой из способов получения области до тех пор, пока указание частичной области в теле пациента P может быть получено в качестве интересующей области ROI.
Далее будет рассмотрен способ вычисления степени влияния в модуле 103 вычисления степени влияния, входящем в устройство 100 обработки медицинских изображений.
Как описано выше, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния терапевтического луча B на каждую интересующую область ROI вплоть до диапазона терапевтического луча B на основе информации о плане лечения, поступающей от модуля 101 получения плана лечения. В это время, когда интересующая область ROI представлена координатами в трехмерном пространстве, обозначающими положение каждого пикселя в КТ-изображении, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния для положения каждого пикселя, входящего в интересующую область ROI. Кроме того, в этом случае модуль 103 вычисления степени влияния может вычислять степень влияния, выполняя отсчеты положения пикселей, входящих в интересующую область ROI, через заданные интервалы. Кроме того, когда интересующая область ROI представлена координатами в двумерном пространстве, представляющими положение каждого пикселя, входящего в DRR-изображение или рентгеновское изображение PI, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния для положения каждого пикселя, входящего в интересующую область ROI. Кроме того, модуль 103 вычисления степени влияния может разделить интересующую область ROI на области, каждая из которых имеет заданный размер, и вычислять степень влияния для одной единицы каждой из областей, полученных в результате разделения.
Здесь будет рассмотрен терапевтический луч B, исходящий из затвора 14 излучения терапевтического луча, в системе 1 терапии. На фиг. 4 представлена схема, показывающая пример соотношения между эмиссией излучения (терапевтического луча B) и мишенью (очаг поражения, присутствующий в теле пациента P) ионизирующего излучения (терапевтического луча B) в системе 1 терапии, содержащей устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. На фиг. 4 показан пример области, сквозь которую проходит терапевтический луч B, излучаемый от затвора 14 излучения терапевтического луча, до того, как терапевтический луч B достигнет очага поражения, являющегося облучаемой мишенью. На фиг. 4 показан пример области Pa-B прохождения, сквозь которую терапевтический луч B проходит, когда затвор 14 излучения терапевтического луча и КТ-изображение CTI виртуально расположены в трехмерном пространстве, и затвор 14 излучения терапевтического луча выполняет сканирующее облучение одним терапевтическим лучом B, так что облучается вся область очага F поражения, присутствующего в теле пациента P, показанном на КТ-изображении CTI.
Область Pa-B прохождения луча представляет собой трехмерную область, протяженную от затвора 14 излучения терапевтического луча до положения, где каждый терапевтический луч B, излученный от затвора 14 излучения терапевтического луча и осуществляющий сканирующее облучение, достигает очага F поражения. Таким образом, область Pa-B прохождения можно рассматривать как конус, вершиной которого является затвор 14 излучения терапевтического луча, как показано на фиг. 4. Кроме того, область Pa-B прохождения можно рассматривать как цилиндр, когда путь терапевтического луча B используется в качестве оси. Кроме того, область Pa-B прохождения можно рассматривать как область, полученную посредством проецирования трехмерного пространства, показанного на фиг. 4, на двумерное пространство, т.е. изображение, такое как DRR-изображение.
Модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния на основе взаимного расположения между путем облучения терапевтического луча B в области Pa-B прохождения, вид которой описан выше, и положением каждого пикселя в интересующей области ROI.
Здесь будет рассмотрен способ вычисления степени влияния, применяемый в модуле 103 вычисления степени влияния. Кроме того, в качестве способов вычисления степени влияния для применения в модуле 103 вычисления степени влияния могут быть рассмотрены несколько различных способов.
Первый способ вычисления степени влияния представляет собой способ вычисления степени влияния для каждой интересующей области ROI. В этом случае, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет степень влияния, определяемую для каждой интересующей области ROI на основе степени перекрытия между интересующей областью ROI и областью прохождения терапевтического луча B, такой как область Pa-B прохождения. Более конкретно, модуль 103 вычисления степени влияния в качестве степени влияния устанавливает отношение между объемом области, где область прохождения терапевтического луча B перекрывает целевую интересующую область ROI для вычисления степени влияния, и объемом интересующей области ROI. В качестве альтернативы, модуль 103 вычисления степени влияния устанавливает в качестве степени влияния кратчайшее расстояние между интересующей областью ROI и областью прохождения терапевтического луча B. Модуль 103 вычисления степени влияния устанавливает одну степень влияния, вычисленную для каждой интересующей области ROI, в качестве степени влияния для положения каждого пикселя в интересующей области ROI.
Кроме того, второй способ вычисления степени влияния представляет собой способ вычисления степени влияния для местонахождения каждого пикселя в интересующей области ROI. В этом случае модуль 103 вычисления степени влияния устанавливает кратчайшее расстояние между местонахождением каждого пикселя в интересующей области ROI и областью прохождения терапевтического луча B в качестве величины степени влияния.
Таким образом, модуль 103 вычисления степени влияния вычисляет величину степени влияния терапевтического луча B на интересующую область ROI. Кроме того, описанные выше два способа вычисления степени влияния, применяемые в модуле 103 вычисления степени влияния, являются только примерами. Аналогичным образом величину степени влияния можно вычислять любым способом, позволяющим вычислить степень влияния на интересующую область ROI.
Далее будет рассмотрен способ генерации отображаемого изображения в контроллере 105 дисплея, входящем в устройства 100 обработки медицинских изображений.
Как рассмотрено выше, контроллер 105 дисплея генерирует отображаемое изображение, в котором пиксели в месте (или в области того же самого раздела), где имеется отклонение между положением пациента P, показанным на КТ-изображении, и положением пациента P, показанным на рентгеновском изображении PI, сделаны визуально выделенными (заметными) посредством наложения информации о степени влияния, поступающей от модуля 103 вычисления степени влияния, на рентгеновское изображение PI, поступающее от модуля 104 получения изображения. Отображаемое изображение, генерируемое контроллером 105 дисплея, представляет собой изображение, в котором дифференциация по цвету сделана в соответствии с величиной степени влияния на каждый пиксель, входящий в рентгеновское изображение PI, поступившего от модуля 104 получения изображения. Более конкретно, когда степень влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, вычислена в отношении положения каждого пикселя в интересующей области ROI, представленного координатами в двумерном пространстве, т.е. когда положение пикселя, для которого получена степень влияния, находится в двумерном пространстве, контроллер 105 дисплея окрашивает пиксель, ассоциированный с положением каждого пикселя. Также, когда степень влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, вычислена в отношении положения каждого пикселя в интересующей области ROI, представленного координатами в трехмерном пространстве, т.е. когда положение пикселя, для которого получена степень влияния, находится в трехмерном пространстве, контроллер 105 дисплея окрашивает пиксель, ассоциированный с положением, где каждый пиксель спроецирован на рентгеновское изображение PI. В это время, если имеется несколько степеней влияния на одно и то же положение пикселя, контроллер 105 дисплея окрашивает каждый пиксель с использованием среднего или максимального значения величин степени влияния. Кроме того, контроллер 105 дисплея изменяет цвет окрашивания каждого пикселя в соответствии со степенью влияния в этом пикселе. В это время, контроллер 105 дисплея изменяет цвет, в который окрашен каждый пиксель, с использованием, например, тепловой карты.
Кроме того, как рассмотрено выше, степень влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, может быть вычислена в отношении интересующей области ROI, содержащей область, где дополнительно создан заданный диапазон (ширина) вокруг диапазона (ширины) пути облучения терапевтического луча B. В этом случае, контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение, в котором цвет пикселей, входящих в область диапазона (ширины) пути облучения нескольких терапевтических лучей B для выполнения сканирующего облучения, и цвет пикселей, входящих в область диапазона (ширины), дополнительно обеспеченной вокруг пути облучения терапевтического луча B, отличаются один от другого тем, что это либо разные цвета, либо цвета, имеющие различную насыщенность.
Кроме того, варианты отображаемого изображения, генерируемого контроллером 105 дисплея, не ограничиваются изображением, в котором информация о степени влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, наложена на рентгеновское изображение PI, поступившее от модуля 104 получения изображения. Например, контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение, в котором информация о степени влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, накладывается на DRR-изображение, реконструированное на основе КТ-изображение, когда степень влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, вычислена в отношении положения каждого пикселя, входящего в интересующую область ROI, представленного координатами в трехмерном пространстве. В этом случае, контроллер 105 дисплея может реконструировать DRR-изображение на основе КТ-изображения, поступившего от модуля 101 получения плана лечения, как в модуле 102 получения интересующей области, для генерации отображаемого изображения. Кроме того, модуль 102 получения интересующей области выполнен с возможностью передачи реконструированного DRR-изображения контроллеру 105 дисплея, а контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение, в котором информация о степени влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, наложена на DRR-изображение, поступившее от модуля 102 получения интересующей области. В это время, контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение посредством, например, объединения DRR-изображения с рентгеновским изображением PI и последующего наложения информации о степени влияния на это объединение изображений. Здесь можно представить себе ситуацию, когда рентгеновское изображение PI и DRR-изображение объединяют посредством существующей технологии объединения изображений, такой как альфа-смешивание.
Здесь будет рассмотрен пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером 105 дисплея. На фиг. 5 представлена схема, показывающая пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером 105 дисплея, входящим в устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. На фиг. 5 показан пример отображаемого изображения, в котором информация о степени влияния наложена после выполнения объединения рентгеновского изображения PI и DRR-изображения.
На фиг. 5, на левой стороне экрана 110 дисплея показано отображаемое изображение 111, в котором информация о степени влияния наложена на рентгеновское изображение PI-1, захваченное устройством формирования изображения, содержащим комплект из источника 12-1 излучения и детектора 13-1 излучения, входящего в устройство 10 терапии. DRR-изображение DRR-1, ассоциированное с рентгеновским изображением PI-1, входит в отображаемое изображение 111. В отображаемом изображении 111 пиксели зоны, где имеется отклонение между положением пациента P, показанным на DRR-изображении DRR-1, и положением пациента P, показанным на рентгеновском изображении PI-1 (зона, где отклоняется контурная часть кости пациента P), окрашены и сделаны выделенными (заметными) в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния в пределах размаха (ширины) W-1 пути облучения, вдоль которого очаг F поражения облучается терапевтическим лучом B, в режиме сканирующего облучения. Кроме того, размах (ширина) W-1 пути облучения представляет собой ширину очага F поражения, показанного на DRR-изображении DRR-1 и на рентгеновском изображении PI-1. Кроме того, на отображаемом изображении 111, терапевтический луч B, которым облучают центр очага F поражения, показан в качестве примера терапевтического луча B, выполняющего сканирующее облучение.
Кроме того, на фиг. 5, на правой стороне экрана 110 дисплея показано отображаемое изображение 112, в котором информация о степени влияния наложена на рентгеновское изображение PI-2, захваченное устройством формирования изображения, содержащим комплект из источника 12-2 излучения и детектора 13-2 излучения, входящего в устройство 10 терапии. В отображаемом изображении 112, как и в отображаемом изображении 111, DRR-изображение DRR-2 объединено с ассоциированным рентгеновским изображением PI-2. В отображаемом изображении 112, как и в отображаемом изображении 111, пиксели зоны, где имеется отклонение между положением пациента P, показанным на DRR-изображении DRR-2, и положением пациента P, показанным на рентгеновском изображении PI-2 (зона, где отклоняется контурная часть кости пациента P), окрашены и сделаны выделенными (заметными) в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния в пределах размаха (ширины) W-2 пути облучения, вдоль которого облучается очаг F поражения терапевтическим лучом B, в режиме сканирующего облучения. Кроме того, размах (ширина) W-2 пути облучения представляет собой ширину очага F поражения, показанного на DRR-изображении DRR-2 и на рентгеновском изображении PI-2. Соответственно, размах (ширина) W-2 пути облучения не всегда является таким же, как размах (ширина) W-1 пути облучения на отображаемом изображении 111. Кроме того, на отображаемом изображении 112, как и на отображаемом изображении 111, терапевтический луч B, которым облучается центр очага F поражения, также показан в качестве примера терапевтического луча B, выполняющего сканирующее облучение.
Оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 1 терапии, может легко проверить отклонение между текущим положением пациента P и положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения, на основе отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112, показанных на экране 110 дисплея. Оператор лучевой терапии (врач и т.п.) может выполнить работу по позиционированию пациента, визуально проверяя отклонение положения пациента P в настоящее время, исходя из каждого из изображений - отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112. Кроме того, как рассмотрено выше, устройство 100 обработки медицинских изображений последовательно определяет отклонения от положений пациента P и последовательно представляет информацию об отклонениях положения пациента P оператору лучевой терапии (врачу и т.п.). Таким образом, число пикселей, выделенных (заметных) в отображаемом изображении 111 и отображаемом изображении 112, генерируемых контроллером 105 дисплея, постепенно уменьшается по мере этого, как происходит устранение отклонения положения пациента P в ходе выполнения работы по позиционированию пациента, т.е. по мере того, как текущее положение пациента P совмещается с положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения. Когда текущее положение пациента P окончательно совместится с положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения, пиксели, выделенные (заметные) в отображаемом изображении 111 и отображаемом изображении 112, исчезают. Таким образом, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), выполняющий работу по позиционированию пациента, может легко проверить окончание работы по позиционированию пациента.
Кроме того, на фиг. 5 показан пример отображаемого изображения, в котором пиксели зоны, где имеется отклонение контурной части кости пациента P, окрашены и сделаны выделенными (заметными) в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния. Однако, как рассмотрено выше, например, интересующая область ROI может включать всю область очага F поражения в теле пациента P, контурную часть очага F поражения, зону, где присутствует важный орган, или контурную часть важного органа, а также контурную часть кости. В этом случае, в примере отображаемого изображения, показанного на фиг. 5, пиксели зоны, где отклоняется контурная часть очага F поражения в теле пациента P, также окрашены в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния, так что эти пиксели сделаны выделенными (заметными).
Кроме того, как рассмотрено выше, степень влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, может представлять собой степень влияния, вычисленную в отношении интересующей области ROI, содержащей область, где заданный диапазон (ширина) дополнительно обеспечен вокруг размаха (ширины) пути облучения терапевтического луча B. В этом случае, как рассмотрено выше, контроллер 105 дисплея может обеспечить, чтобы диапазоны (ширины) были различимы, путем задания разных цветов для цвета окрашивания пикселей в диапазоне (ширине) пути облучения, вдоль которого, облучается очаг F поражения терапевтическим лучом B в соответствии со сканирующим облучением, и для цвета окрашивания пикселей в диапазоне (ширине), дополнительно обеспеченном вокруг указанного пути облечения терапевтического луча B.
Здесь будет рассмотрен другой пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером 105 дисплея. На фиг. 6 представлена схема, показывающая другой пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером 105 дисплея, входящим в устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. На фиг. 6, в качестве примера отображаемого изображения, показанного на фиг. 5, представлен пример отображаемого изображения, в котором информация о степени влияния наложена после объединения рентгеновского изображения PI и DRR-изображения.
На фиг. 6, в качестве примера отображаемого изображения 111, показанного на фиг. 5, на левой стороне экрана 110 дисплея представлено отображаемое изображение 111, в котором объединены рентгеновское изображение PI-1 и ассоциированное с ним DRR-изображение DRR-1, и на полученное объединенное изображение наложена информация о степени влияния. В отображаемом изображении 111, показанном на фиг. 6, как в примере отображаемого изображения 111, представленного на фиг. 5, пиксели зоны, где имеется отклонение между положением пациента P, показанным на DRR-изображении DRR-1, и положением пациента P, показанным на рентгеновском изображении PI-1 (область, где имеется отклонение контурной части кости пациента P), также окрашены и сделаны выделенными (заметными) в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния в диапазоне (ширине) W-1 пути облучения терапевтического луча B. На отображаемом изображении 111, показанном на фиг. 6, как в примере отображаемого изображения 111, представленном на фиг. 5, терапевтический луч B, которым облучается центр очага F поражения, также показан в качестве примера терапевтического луча B, которым выполняют сканирующее облучение. Далее, в отображаемом изображении 111, показанного на фиг. 6, пиксели зоны, где имеется отклонение между положением пациента P, представленным на DRR-изображении DRR-1, и положением пациента P, представленным на рентгеновском изображении PI-1 (область, где имеется отклонение контурной части кости пациента P), в диапазоне (ширине) We-1, обеспеченном вокруг диапазона (ширины) W-1 пути облучения терапевтического луча B, окрашены в цвет, отличный от цвета пикселей в диапазоне (ширины) W-1 пути облучения. Таким образом, в отображаемом изображении 111, пиксели в диапазоне (ширине), включающем в себя диапазон (ширину) We-1, сделаны выделенными (заметными), и диапазон (ширина) W-1 пути облучения терапевтического луча B и диапазон (ширина) We-1 отличаются один от другого. Кроме того, область в диапазоне (ширине) We-1 имеет меньшую степень важности для облучения очага F поражения терапевтическим лучом B при лучевой терапии, чем область в диапазоне (ширине) W-1 пути облучения. Таким образом, например, можно представить себе случай, в котором цвет для окрашивания пикселей в диапазоне (ширине) We-1 светлее, чем цвет для окрашивания пикселей в диапазоне (ширине) W-1 пути облучения.
Кроме того, на фиг. 6, в качестве примера отображаемого изображения 112, показанного на фиг. 5, на правой стороне экрана 110 дисплея представлено отображаемое изображение 112, в котором объединены рентгеновское изображение PI-2 и ассоциированное с ним DRR-изображение DRR-2, и на полученное объединенное изображение наложена информация о степени влияния. В отображаемом изображении 112, показанном на фиг. 6, как в примере отображаемого изображения 112, представленного на фиг. 5, пиксели зоны, где имеется отклонение между положением пациента P, показанным на DRR-изображении DRR-2, и положением пациента P, показанным на рентгеновском изображении PI-2 (зона, где имеется отклонение контурной части кости пациента P), также окрашены и сделаны выделенными (заметными) в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния в диапазоне (ширине) W-2 пути облучения терапевтического луча B. На отображаемом изображении 112, показанном на фиг. 6, как в примере отображаемого изображения 112, представленном на фиг. 5, терапевтический луч B, которым облучается центр очага F поражения, также показан в качестве примера терапевтического луча B, которым выполняется сканирующее облучение. Далее, в отображаемом изображении 112, показанном на фиг. 6, как в примере отображаемого изображения 111, представленном на фиг. 6, пиксели зоны, где имеется отклонение между положением пациента P, представленным на DRR-изображении DRR-2, и положением пациента P, представленным на рентгеновском изображении PI-2 (зона, где имеется отклонение контурной части кости пациента P), в диапазоне (ширине) We-2, обеспеченного вокруг диапазона (ширины) W-2 пути облучения терапевтического луча B, окрашены в цвет, отличный от цвета пикселей в диапазоне (ширине) W-2 пути облучения. Таким образом, в отображаемом изображении 112, как и в примере отображаемого изображения 111, представленном на фиг. 6, пиксели в диапазоне (ширине), содержащем диапазон (ширину) We-2, визуально выделены (заметные) так, что диапазон (ширина) W-2 пути облучения терапевтического луча B и диапазон (ширина) We-2 отличаются один от другого. Кроме того, область, в диапазоне (ширине) We-2 имеет в процессе лучевой терапии меньшую степень важности для облучения очага F поражения терапевтическим лучом B, чем область в диапазоне (ширине) W-2 пути облучения луча, как в области в пределах диапазона (ширины) We-1 в отображаемом изображении 111, показанном на фиг. 6. Таким образом, например, можно представить себе случай, в котором цвет для окрашивания пикселей в диапазоне (ширине) We-2 также светлее цвета для окрашивания пикселей в диапазоне (ширине) W-2 пути облучения луча, как в области в диапазоне (ширине) We-1 в отображаемом изображении 111, показанном на фиг. 6.
Оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 1 лучевой терапии, может легко проверить отклонение между текущим положением пациента P и положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения, на основе отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112, представленных на экране 110 дисплея, показанном на фиг. 6, и может выполнять работу по позиционированию пациента, визуально проверяя отклонение положения пациента P в настоящее время. Кроме того, даже если работа по позиционированию пациента осуществляется с использованием отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112, представленных на экране 110 дисплея, показанном на фиг. 6, число визуально выделенных (заметных) пикселей, постепенно уменьшается по мере устранения отклонения положения пациента P, как и в случае, в котором работа по позиционированию пациента выполняется с использованием отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112, представленных на экране 110 дисплея, показанном на фиг. 5. Даже если работа по позиционированию пациента осуществляется с использованием отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112, представленных на экране 110 дисплея, показанном на фиг. 6, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), выполняющий работу по позиционированию пациента, может легко проверить завершение этой работы по позиционированию пациента. Более того, когда работа по позиционированию пациента, осуществляется с использованием отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112, представленных на экране 110 дисплея, показанном на фиг. 6, текущее положение пациента P может быть более точно совмещено с положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения, поскольку выравнивание и совмещение положения пациента осуществляется в более широком диапазоне.
Кроме того, в примере отображаемого изображения, показанном на фиг. 6, как и в примере отображаемого изображения, показанном на фиг. 5, также был представлен пример, в котором пиксели в области, где имеет место отклонение контурной части кости пациента P, окрашены и сделаны визуально выделенными (заметными) в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния. Однако, как рассмотрено выше, например, интересующая область ROI может содержать полную область F поражения в теле пациента P, контурную часть очага F поражения, область, где присутствует важный орган или контурная часть важного органа, равно как и контурная часть кости. В этом случае, в примере отображаемого изображения, показанном на фиг. 6, как и в примере отображаемого изображения, показанном на фиг. 5, пиксели в области, где имеет место отклонение контурной части очага F поражения в теле пациента P, также окрашены в соответствии с ассоциированной информацией о степени влияния, так что эти пиксели сделаны визуально выделенными (заметными).
Контроллер 105 дисплея генерирует это отображаемое изображение и представляет сформированное им отображаемое изображение оператору лучевой терапии (врачу и т.п.), использующему систему 1 лучевой терапии. Кроме того, отображаемые изображения, показанные на фиг. 5 и 6, являются только примерами, так что контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение с использованием любого способа представления изображения на дисплее, позволяющего отобразить информацию, представляющую отклонение между текущим положением пациента P и положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения. Например, когда пиксели в области, где имеет место отклонение положения в пределах диапазона (ширины) пути прохождения терапевтического луча B, окрашены, для окрашивания передней стороны и задней стороны пациента P могут быть использованы разные цвета. Таким образом, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), который осуществляет работу по позиционированию пациента, может легко проверить наличие или отсутствие отклонения положения пациента P в трехмерном пространстве. В таком случае, оператор лучевой терапии (врач и т.п.) может дополнительно назначить приоритет какой-либо области для эффективного осуществления работы по позиционированию пациента, даже если имеются области, где положение отклоняется в пределах того же самого диапазона (ширины) пути прохождения терапевтического луча, как и в случае, когда выравнивание задней стороны тела пациента P осуществлялось после того, как сначала была выровнена передняя сторона тела пациента P, и т.п., когда выполняется работа по позиционированию пациента. Кроме того, способ, делающий область, где имеет место отклонение положения в пределах диапазона (области) пути прохождения терапевтического луча B, визуально выделенной (заметной), не исчерпывается способом окрашивания пикселей. Область, где имеет место отклонения положения, может быть представлена каким-либо рисунком или структурой (рисунком (структурой) шахматной доски и т.п.).
Как рассмотрено выше, в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, модуль 101 получения плана лечения получает информацию о плане лечения, разработанном на стадии планирования лечения. В устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) в качестве интересующей области ROI на основе информации о плане лечения зону, где отклонение положения велико, в пределах области вокруг пути облучения терапевтического луча B, которым облучается очаг поражения в теле пациента P. Таким образом, в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, детектор 13 излучения вычисляет степень влияния на основе информации о плане лечения, когда зона (интересующая область ROI), где отклонение положения велико, облучается терапевтическим лучом B вплоть до диапазона, в пределах пути облучения, вдоль которого облучается очаг поражения в теле пациента Р терапевтическим лучом B. После этого, в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, контроллер 105 дисплея формирует отображаемое изображение, в котором выделяется (отличительно) зона, где отклонение положения в пределах пути облучения терапевтического луча B, считающееся важным для работы по позиционированию пациента, велико, в соответствии с информацией о степени влияния на текущем рентгеновском изображении PI пациента P, полученном модулем 104 получения изображения. Таким образом, в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 1 терапии, может выполнять работу по позиционированию пациента, визуально и легко проверяя отклонение между текущим положением пациента P и положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения, на основе отображаемого изображения, представляемого на дисплейном устройстве (не показано). Таким образом, устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту может соответствующим образом определить результат выполнения работы по позиционированию пациента.
Как рассмотрено выше, устройство 100 обработки медицинских изображений содержит модуль 102 получения интересующей области, выполненный с возможностью получения указания частичной области в теле пациента P в качестве интересующей области ROI; модуль 101 получения плана лечения, выполненный с возможностью получения информации о плане лечении, определяемой на стадии планирования лучевой терапии, которую должен получит пациент P; модуль 103 вычисления степени влияния, выполненный с возможностью вычисления величины степени влияния, представляющей влияние на интересующую область ROI вплоть до диапазона, охватываемого излучением, до тех пор пока излучение (терапевтический луч B), каким облучают пациента P, достигает целевого участка (очага поражения), какую нужно подвергнуть лечению, в теле пациента P; и контроллер 105 дисплея, выполненный с возможностью генерации отображаемого изображения, на каком информация о степени влияния наложена на текущее рентгеновское изображение PI пациента P, и управления дисплеем для представления отображаемого изображения на экране.
Кроме того, как рассмотрено выше, модуль 103 вычисления степени влияния может вычислить величину степени влияния на основе степени наложения между путем прохождения излучаемого терапевтического луча B и интересующей области ROI.
Кроме того, как рассмотрено выше, модуль 103 вычисления степени влияния может вычислять величину степени влияния на основе отношения между объемом, в пределах которого путь прохождения излучаемого терапевтического луча B накладывается на интересующую область ROI, и объемом интересующей области ROI.
Кроме того, как рассмотрено выше, модуль 103 вычисления степени влияния may может вычислять величину степени влияния на основе кратчайшего расстояния между путем прохождения облучающего терапевтического луча B и интересующей областью ROI.
Кроме того, как рассмотрено выше, модуль 102 получения интересующей области может получить указание области, где отклонение между областью пациента P, показанной на изображении плана (например, КТ-изображении), захваченном на стадии планирования, и областью пациента P, показанной на рентгеновском изображении PI, больше заданной пороговой величины, в качестве интересующей области ROI.
Кроме того, как рассмотрено выше, модуль 102 получения интересующей области может получить указание области в пределах диапазона пути прохождения терапевтического луча B из совокупности областей, где величина отклонения больше пороговой величины, в качестве интересующей области ROI.
Кроме того, как рассмотрено выше, модуль 102 получения интересующей области может получить указание области, содержащей заданный диапазон, созданный вокруг диапазона пути прохождения терапевтического луча B, в качестве интересующей области ROI.
Кроме того, как рассмотрено выше, контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение, в котором пиксели, ассоциированные с интересующей областью ROI в пределах диапазона пути прохождения терапевтического луча B, из совокупности пикселей рентгеновского изображения PI сделаны визуально выделенными в соответствии с информацией о степени влияния.
Кроме того, как рассмотрено выше, контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение, в котором цвет пикселей, которые нужно сделать визуально выделенными (заметными) изменен.
Кроме того, как рассмотрено выше, контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение, в котором пиксели, которые должны быть визуально выделенными (заметными), сделаны визуально выделенными (заметными) в соответствии с информацией о степени влияния, после того, как реконструированное изображение (например, DDR-изображение), имеющее такой же диапазон, как рентгеновское изображение PI, какое было виртуально реконструировано на основе изображения плана (например, КТ-изображения), захваченного на стадии планирования, будет скомбинировано с рентгеновским изображением PI.
Кроме того, как рассмотрено выше, контроллер 105 дисплея может генерировать отображаемое изображение, в котором пиксели в заданном диапазоне вокруг диапазона пути облучения терапевтического луча B из пикселей рентгеновского изображения PI визуально выделены (заметные) способом, отличающимся от указанного способа, который применен к пикселям, которые должны быть выделены (сделаны заметными).
Далее, как рассмотрено выше, система 1 лучевой терапии может содержать устройство 100 обработки медицинских изображений; устройство 10 терапии, имеющее облучатель (затвор 14 излучения терапевтического луча), выполненный с возможностью облучения целевого участка (области поражения), который должен быть обработан излучением (терапевтическим лучом B), и устройство для формирования изображения (комплект из источника 12 излучения и детектора 13 излучения), выполненное с возможностью захвата рентгеновского изображения PI; и дисплейное устройство (не показано), выполненное с возможностью визуального представления отображаемого изображения.
Кроме того, устройство 100 обработки медицинских изображений содержит процессор, такой как процессор CPU или процессор GPU, и запоминающее устройство, такое как ПЗУ (ROM), и ЗУПВ (RAM), накопитель на жестком диске (HDD) или устройство флэш-памяти. Это запоминающее устройство может представлять собой устройство для сохранения программы, при выполнении которого процессор функционирует в качестве: модуля 102 получения интересующей области, выполненного с возможностью получения указания частичной области в теле пациента P в качестве интересующей области ROI; модуля 101 получения плана лечения, выполненного с возможностью получения информации о плане лечения, определяемой на стадии планирования лучевой терапии, для применения к пациенту P; модуля 103 вычисления степени влияния, выполненного с возможностью вычисления величины степени влияния, представляющей влияние на интересующую область ROI, вплоть до диапазона, охватываемого излучением, до тех пор пока терапевтический луч B, каким облучают пациента P, достигнет целевого участка (очага поражения), подлежащего необходимой обработке, в теле пациента P; и контроллера 105 дисплея, выполненного с возможностью формирования отображаемого изображения, где информация о степени влияния наложена на текущее рентгеновское изображение PI пациента P, и для управления дисплеем с целью представления отображаемого изображения на экране.
Второй вариант
Далее здесь будет рассмотрен второй вариант. Конфигурация системы лучевой терапии, содержащей устройство для обработки медицинских изображений согласно второму варианту, представляет собой конфигурацию системы лучевой терапии, в которой показанное на фиг. 1 устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, входящее в систему 1 лучевой терапии, заменено устройством обработки медицинских изображений согласно второму варианту (в дальнейшем здесь называется «устройство 200 обработки медицинских изображений»). В последующем описании, система терапии, содержащая устройство 200 обработки медицинских изображений, называется «система 2 терапии».
Кроме того, в последующем описании, компонентам системы 2 терапии, содержащей устройство 200 обработки медицинских изображений, аналогичные компонентам, входящим в систему 1 терапии, содержащей устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, присвоены такие же позиционные обозначение, а подробное описание аналогичных компонентов будет опущено. В последующем описании, будут рассмотрены только конфигурация, работа и процедуры устройства 200 обработки медицинских изображений, связанные с компонентами, отличными от компонентов устройства 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
В системе 2 терапии, затвор 14 излучения терапевтического луча, входящий в устройство 10 терапии, выполнен с возможностью перемещения таким образом, чтобы вращаться вокруг пациента P и облучать пациента P терапевтическими лучами с различных направлений (под различными углами).
Устройство 200 обработки медицинских изображений облучает очаг поражения в теле пациента P, который должен получить лечение посредством лучевой терапии терапевтическим лучом B на основе рентгеновских изображений PI, поступающих от детектора 13-1 излучения и детектора 13-2 излучения, в качестве устройства 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Таким образом, устройство 200 обработки медицинских изображений отслеживает местонахождение органа, который движется в результате дыхания или сердцебиения пациента P, такого как легкие или печень, и управляет затвором 14 излучения терапевтического луча с целью облучения области поражения в теле пациента P терапевтическим лучом B в соответствующие моменты времени, как это делается в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Кроме того, отслеживание местонахождения области поражения в устройстве 200 обработки медицинских изображений осуществляется на основе КТ-изображения или рентгеновского изображения PI пациента P, захваченного прежде осуществления лучевой терапии на таком этапе, как стадия планирования лечения, и текущего рентгеновского изображения PI пациента P, как это делается при отслеживании местонахождения области поражения в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Кроме того, устройство 200 обработки медицинских изображений представляет информацию о положении пациента P, которое нужно проверить в ходе работы по позиционированию пациента, выполняемой оператором лучевой терапии (врачом или другим медицинским персоналом), использующим систему 2 лучевой терапии, прежде начала лечения, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. В это время устройство 200 обработки медицинских изображений также последовательно определяет отклонения между текущими положениями пациента P лежащего на процедурном столе 11, и положениями этого пациента P, запланированными во время планирования лечения, на основе изображения (КТ-изображения или рентгеновского изображения PI) этого пациента P, захваченного на стадии планирования лечения, и рентгеновского изображения PI этого пациента P в текущий момент времени, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Это устройство 200 обработки медицинских изображений также последовательно представляет информацию, демонстрирующую найденные отклонения положения пациента P, оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 2 лучевой терапии, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Кроме того, в системе 2 терапии, как описано выше, затвор 14 излучения терапевтического луча выполнен с возможностью перемещения таким образом, чтобы вращаться вокруг пациента P. Таким образом, в устройстве 200 обработки медицинских изображений, оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 2 терапии, также показывают информацию, представляющую направление (угол) с (под) которого затвор 14 излучения терапевтического луча испускает облучающий терапевтический луч B.
Далее здесь будет рассмотрена конфигурация устройства 200 обработки медицинских изображений, входящего в систему 2 лучевой терапии. На фиг. 7 представлена блок-схема, показывающая упрощенную конфигурацию устройства 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту. Кроме того, на фиг. 7, показана только конфигурация в отношении функции представления информации, показывающей отклонение положения пациента P, проверенного оператором лучевой терапии (врачом и т.п.), использующим систему 2 лучевой терапии, когда выполнена работа по позиционированию пациента. Устройство 200 обработки медицинских изображений, показанное на фиг. 7, содержит модуль 101 получения плана лечения, модуль 102 получения интересующей области, модуль 103 вычисления степени влияния, модуль 104 получения изображения, модуль 206 получения трехмерного изображения, модуль 207 получения поперечного сечения и контроллер 205 дисплея в качестве компонентов для осуществления функции представления информации, показывающей отклонение положения пациента P.
Устройство 200 обработки медицинских изображений имеет конфигурацию, в которой модуль 206 получения трехмерного изображения и модуль 207 получения поперечного сечения добавлены к устройству 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. В ассоциации с этим, в устройстве 200 обработки медицинских изображений, контроллер 105 дисплея, входящий в устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, заменен контроллером 205 дисплея. Другие компоненты, входящие в устройство 200 обработки медицинских изображений, являются такими же, как соответствующие компоненты устройства 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Соответственно, в последующем описании, компонентам устройства 200 обработки медицинских изображений, аналогичным соответствующим компонентам устройства 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, присвоены такие же позиционные обозначения, а подробное описание аналогичных компонентов будут опущены. В последующем описании, будут рассмотрены только компоненты, отличные от компонентов устройства 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Модуль 101 получения плана лечения получает информацию о плане лечения и передает полученную информацию о плане лечения каждому из модулей - модулю 102 получения интересующей области, модулю 103 вычисления степени влияния и модулю 207 получения поперечного сечения. Кроме того, информация о плане лечения, полученная модулем 101 получения плана лечения в устройстве 200 обработки медицинских изображений, также содержит информацию о положении, куда затвор 14 излучения терапевтического луча перемещается, вращаясь вокруг пациента P, т.е. о направлении (угле), в которой (под которым) затвор 14 излучения терапевтического луча излучает терапевтический луч B в процессе лечения.
Модуль 206 получения трехмерного изображения получает изображение с тремя координатами (в дальнейшем будет называться «трехмерное изображение»). Здесь трехмерное изображение, полученное модулем 206 получения трехмерного изображения, представляет собой какое-либо одно или оба из трехмерных изображений - трехмерное изображение, такое как КТ-изображение, используемое в плане лечения, и трехмерное изображение, такое как КТ-изображение, захваченное в ходе предшествующей лучевой терапии. Кроме того, это трехмерное изображение может представлять собой какое-либо изображение, на основе которого можно выяснить трехмерную структуру тела пациента P. Например, такое трехмерное изображение может представлять собой трехмерное изображение (изображение, полученное способом магнитного резонанса (magnetic resonance imaging (MRI))), захваченное устройством для такого резонанса (MRI) для осуществления фотографирования MRI. Модуль 206 получения трехмерного изображения передает полученное трехмерное изображение в модуль 207 получения поперечного сечения.
Модуль 207 получения поперечного сечения получает информацию о плане лечения, поступающую от модуля 101 получения плана лечения, трехмерное изображение, поступающее от модуля 206 получения трехмерного изображения, и сигнал управления, поступающий от контроллера 205 дисплея. Модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) изображения трехмерных сечений или трехмерные изображения, получаемые путем вырезания одной или нескольких плоскостей в трехмерном пространстве на основе информации о плане лечения или полученного сигнала управления. Более конкретно, модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) изображение поперечного сечения, полученное путем вырезания плоскости, через которую проходит направление излучения терапевтического луча B, из трехмерного пространства на основе местонахождения опухоли (области поражения) в теле пациента P, указанного в информации о плане лечения и информации о направлении (угле), в котором происходит облучение терапевтическим лучом B в процессе лечение. Кроме того, модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) изображение поперечного сечения, полученное путем вырезания плоскости, через которую проходит направление излучения терапевтического луча B, из трехмерного пространства на основе положения затвора 14 излучения терапевтического луча, указанного в информации о плане лечения, т.е. положения облучения терапевтическим лучом B, и конкретного положения в теле пациента P, представленного сигналом управления. Модуль 207 получения поперечного сечения передает полученное (сформированное) изображение поперечного сечения трехмерного изображения контроллеру 205 дисплея.
Контроллер 205 дисплея генерирует отображаемое изображение, в котором информация о степени влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, наложена на рентгеновское изображение PI, поступившие от модуля 104 получения изображения, как это делается в контроллере 105 дисплея, входящем в устройство 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Кроме того, контроллер 205 дисплея генерирует изображение поперечного сечения трехмерного изображения, поступившего от модуля 207 получения поперечного сечения, в качестве отображаемого изображения. Контроллер 205 дисплея передает каждое из сформированных отображаемых изображений дисплейному устройству (не показано), управляя тем самым дисплейным устройством (не показано) для представления каждого из отображаемых изображений на экране. Кроме того, контроллер 205 дисплея передает сигнал управления, представляющий обозначенное положение, в модуль 207 получения поперечного сечения, например, когда конкретное положение в пределах изображения поперечного сечения обозначено оператором лучевой терапии (врачом или другим медицинским персоналом). Таким образом, модуль 207 получения поперечного сечения генерирует изображение поперечного сечения нового трехмерного изображения в соответствии с сигналом управления, и контроллер 205 дисплея генерирует изображение поперечного сечения нового трехмерного изображения, поступившего от модуля 207 получения поперечного сечения, в качестве отображаемого изображения и передает это отображаемое изображение дисплейному устройству (не показано), тем самым управляя этим дисплейным устройством (не показано) для представления отображаемого изображения на дисплее.
Согласно этой конфигурации, устройство 200 обработки медицинских изображений управляет дисплейным устройством (не показано) для представления отображаемого изображения, в котором пиксели в области, где имеет место отклонение положения пациента P, сделаны выделенными (заметными) в соответствии с информацией об ассоциированной степени влияния с учетом пути прохождения терапевтического луча B, что важно для выполнения работы по позиционированию пациента прежде начала лечения, и последовательно представляет отображаемые изображения оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 2 лучевой терапии, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Кроме того, устройство 200 обработки медицинских изображений также представляет информацию (изображение поперечного сечения), показывающую направление, в котором затвор 14 излучения терапевтического луча излучает терапевтический луч B, оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 2 лучевой терапии. Таким образом, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 2 лучевой терапии, может выполнять работу по позиционированию пациента, визуально сравнивая (проверяя) информацию об отклонениях положения пациента P, последовательно представляемую от устройства 200 обработки медицинских изображений, и информацию, представляющую направление (изображение поперечного сечения), в котором затвор 14 излучения терапевтического луча излучает терапевтический луч B.
Здесь будет схематично рассмотрена работа устройства 200 обработки медицинских изображений, входящего в систему 2 лучевой терапии. Кроме того, в последующем описании, будет схематично рассмотрена операция, в ходе которой устройство 200 обработки медицинских изображений представляет информацию (изображение поперечного сечения), показывающую направление, в каком затвор 14 излучения терапевтического луча излучает терапевтический луч B, оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему 2 лучевой терапии, для выполнения работы по позиционированию пациента. На фиг. 8 и 9 представлены примеры логической схемы, показывающей последовательность операций устройства 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту. Пример последовательности операций, выполняемой, когда система 2 лучевой терапии активизирована, т.е. когда активизировано устройство 200 обработки медицинских изображений, показан на фиг. 8. Кроме того, пример последовательности операций устройства 200 обработки медицинских изображений, когда оператор лучевой терапии (врач и т.п.) обозначает конкретное положение на представленном на дисплее изображении поперечного сечения, показан на фиг. 9.
Сначала, работа, когда устройство 200 обработки медицинских изображений активизировано, будет описана со ссылками на фиг. 8. Когда устройство 200 обработки медицинских изображений активизировано, модуль 206 получения трехмерного изображения сначала получает трехмерное изображение (этап S200). После этого, модуль 101 получения плана лечения получает информацию о плане лечения (этап S201). После этого, модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость в трехмерном изображении на основе информации о плане лечения, поступившей от модуля 101 получения плана лечения (этап S202). После этого, модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) изображение поперечного сечения на основе трехмерного изображения, полученного в результате «вырезания» заданной плоскости в трехмерном пространстве (этап S203). После этого, контроллер 205 дисплея генерирует отображаемое изображение на основе изображения поперечного сечения для трехмерного изображения, поступившего модуля 207 получения поперечного сечения (этап S204).
Далее, работа устройства 200 обработки медицинских изображений, когда оператор лучевой терапии (врач и т.п.) указывает конкретное положение на отображаемом изображении поперечного сечения, будет описана со ссылками на фиг. 9. Если оператор лучевой терапии (врач и т.п.) указывает (вводит) конкретное положение на отображаемом изображении поперечного сечения, когда отображаемое изображение изображения поперечного сечения трехмерного изображения отображается на дисплейном устройстве (не показано), контроллер 205 дисплея получает информацию об указанном (введенном) конкретном положении (этап S205). Кроме того, здесь предполагается, что такое конкретное положение на изображении поперечного сечения указывает (вводит) оператор лучевой терапии (врач и т.п.). Контроллер 205 дисплея передает сигнал управления, представляющий указанное (введенное) конкретное положение, в модуль 207 получения поперечного сечения. После этого, модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость в трехмерном изображении для этого конкретного положения, указанного оператором лучевой терапии (врачом и т.п.), на основе сигнала управления, поступившего от контроллера 205 дисплея, и информации о плане лечения, поступившей от модуля 101 получения плана лечения (этап S206). После этого, модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) изображение поперечного сечения для трехмерного изображения, полученное путем расчленения установленной плоскости в трехмерном изображении (плоскость с указанным конкретным положением) (этап S207). Кроме того, процедура этапа S207, выполняемая в модуле 207 получения поперечного сечения, аналогична показанной на фиг. 8 процедуре этапа S203, выполняемой, когда активизировано устройство 200 обработки медицинских изображений, за исключением того, что целевая плоскость для получения (генерации) изображения поперечного сечения является другой. После этого, контроллер 205 дисплея генерирует отображаемое изображение для изображения поперечного сечения из трехмерного изображения (изображение поперечного сечения плоскостью, содержащей указанное конкретное положение), поступившего от модуля 207 получения поперечного сечения (этап S208). Кроме того, процедура, выполняемая на этапе S208 в контроллере 205 дисплея, аналогична показанной на фиг. 8 процедуре, выполняемой на этапе S204, когда активизировано устройство 200 обработки медицинских изображений, за исключением того, что изображение поперечного сечения для генерации отображаемого изображения является другим.
Далее, работа устройства 200 обработки медицинских изображений, входящего в систему 2 лучевой терапии, будет рассмотрена подробно. Здесь будет рассмотрен способ установления плоскости и вырезания изображения поперечного сечения в модуле 207 получения поперечного сечения, входящем в устройство 200 обработки медицинских изображений. Способ вырезания плоскости, установленной на основе только информации о плане лечения, из трехмерного пространства и способ вырезания плоскости, установленной на основе информации о плане лечения и сигнала управления, из трехмерного пространства используются, когда модуль 207 получения поперечного сечения вырезает изображение поперечного сечения.
Сначала будет рассмотрен способ, согласно которому модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость на основе только информации о плане лечения и вырезает установленную плоскость из трехмерного пространства. На фиг. 10 представлена схема, показывающая пример соотношения между ионизирующим излучением (терапевтическим лучом B) и облучаемой мишенью (областью поражения, находящейся в теле пациента P) для этого потока излучения (терапевтического луча B) в системе 2 терапии, содержащей устройство 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту. На фиг. 10 показан пример соотношения между направлением (углом) излучения терапевтического луча B, излучаемого затвором 14 излучения терапевтического луча, и плоскостью, установленной и вырезанной модулем 207 получения поперечного сечения.
Плоскость, установленная модулем 207 получения поперечного сечения для вырезания изображения поперечного сечения, может быть установлена путем определения двух векторов из совокупности непараллельных или вертикальных векторов в трехмерном пространстве. Один из этих двух трехмерных векторов представляет собой вектор, обозначающий направление излучения терапевтического луча B. Здесь вектор, параллельный пути прохождения облучающего терапевтического луча B, называется «первичным вектором». Кроме того, этот первичный вектор может быть использован в качестве вектора направления прямой линии, соединяющей какую-либо точку в теле пациента P (например, местонахождение очага F поражения в теле пациента P) с положением затвора 14 излучения терапевтического луча, излучающего этот терапевтический луч B. Кроме того, другой вектор из указанных двух трехмерных векторов может быть вектором, представляющим какое-либо направление. Например, в этом качестве может быть принят один из векторов, параллельных осям трехмерной системы координат, в которой можно всесторонне описать положение пациента P или положение затвора 14 излучения терапевтического луча. Здесь, например, трехмерные координаты, всесторонне описывающие положение пациента P или положение затвора 14 излучения терапевтического луча, представляют собой координаты в трехмерной системе координат, определяемой на основе опорной точки, предварительно заданной в помещении для лучевой терапии, где установлена система 2 лучевой терапии. Соответственно, указанный другой вектор из пары трехмерных векторов представляет собой любой из осевых векторов трехмерной системы координат, заданной в помещении, где установлена система 2 лучевой терапии. Пример этого случая показан на фиг. 10. На фиг. 10, трехмерное изображение 3DI пациента P расположено в определенной трехмерной системе 3DC координат, и показано направление терапевтического луча B с облучаемым очагом F поражения в теле пациента P. Модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость FS с использованием первичного вектора, представленного направлением излучения терапевтического луча B, и трехмерного вектора, определяющего определенную ось Va-1 трехмерной системы 3DC координат. На фиг. 10 показан пример плоскости FS, установленной модулем 207 получения поперечного сечения с использованием направления излучения терапевтического луча B и трехмерного вектора, определяющего ось Va-1 координат.
Кроме того, когда имеются несколько первичных векторов, представляющих направление излучения терапевтического луча B в режиме сканирующего облучения, модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает первичные векторы, т.е. несколько плоскостей FS, ассоциированных с направлениями облучения терапевтическими лучами B.
Модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) изображение поперечного сечения путем вырезания плоскости FS, установленной, как показано на фиг. 10, из трехмерного изображения 3DI. Это изображение поперечного сечения представляет собой изображение, в котором величина данных вокселей трехмерного изображения 3DI, расположенного в установленной плоскости FS, становится величиной яркости (яркостной величиной) каждого пикселя. Кроме того модуль 207 получения поперечного сечения может назначить информацию, входящую в информацию о плане лечения, изображению поперечного сечения. Например, информация об области пути, по которому проходит терапевтический луч B, положении очага F поражения, области контурной части очага F поражения, положении важного органа, области контурной части важного органа и т.п. считается информацией о плане лечения, назначенной изображению поперечного сечения модулем 207 получения поперечного сечения. Кроме того, например, способ наложения изображения, представляющего каждый сегмент информации (область), на изображение поперечного сечения и т.п. можно рассматривать в качестве способа, каким модуль 207 получения поперечного сечения назначает информацию.
Далее, будет рассмотрен способ, которым модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость на основе информации о плане лечения и сигнала управления и вырезает установленную плоскость из трехмерного пространства. Иными словами, будет рассмотрен способ, которым модуль 207 получения поперечного сечения вырезает изображение поперечного сечения для конкретного положения, указанного (введенного) оператором лучевой терапии (врачом или другим медицинским персоналом).
Оператор лучевой терапии (врач и т.п.) указывает (вводит) конкретное положение в представляемом на дисплее изображении поперечного сечения с использованием, например, внешнего средства ввода, такого как интерфейс пользователя, для ввода информации, когда изображение поперечного сечения на основе трехмерного изображения представлено на экране дисплейного устройства (не показано). Контроллер 205 дисплея передает сигнал управления, представляющий указанное (введенное) конкретное положение, в модуль 207 получения поперечного сечения. Модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает вектор направления для прямой линии, соединяющей конкретное положение (положение точки), представленное сигналом управления, поступившим от контроллера 205 дисплея, и положение затвора 14 излучения терапевтического луча, который излучает терапевтический луч B, включен в информацию о плане лечения в качестве первичного вектора. Модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость FS, как это делается согласно способу установления плоскости на основе только описанной выше информации о плане лечения, и вырезает изображение поперечного сечения из трехмерного пространства. Иными словами, модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость FS, как показано на фиг. 10, с использованием положения очага F поражения, показанного на фиг. 10, в качестве конкретного положения, указанного (введенного) оператором лучевой терапии (врачом или другим медицинским персоналом).
Модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) изображение поперечного сечения путем вырезания установленной плоскости FS из трехмерного изображения 3DI, как это делает описанный выше способ установления плоскости на основе только информации о плане лечения и вырезания изображения поперечного сечения из трехмерного пространства.
Кроме того, когда оператор лучевой терапии (врач и т.п.) указывает (вводит) несколько конкретных положений в пределах представленного на дисплее изображения поперечного сечения, контроллер 205 дисплея передает сигнал управления, представляющий каждое конкретное положение, которое было указано (введено) для модуля 207 получения поперечного сечения. В этом случае модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает несколько плоскостей FS на основе первичного вектора, ассоциированного с каждым из нескольких конкретных положений, представленных сигналом управления, поступающим от контроллера 205 дисплея, и получает (генерирует) несколько изображений поперечного сечения путем вырезания установленных плоскостей FS из трехмерного изображения 3DI.
Таким образом, модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость FS на основе только информации о плане лечения или информации о плане лечения и сигнала управления (конкретное положение, указанное (введенное) оператором лучевой терапии (врачом или другим медицинским персоналом)) и получает (генерирует) изображение поперечного сечения, полученное путем вырезания установленной плоскости FS из трехмерного изображения 3DI. Кроме того, описанный выше способ установления плоскости FS и вырезания изображения поперечного сечения в модуле 207 получения поперечного сечения является примером, и изображение поперечного сечения может быть получено (сформировано) с использованием какого-либо способа, согласно которому изображение поперечного сечения, получаемое путем вырезания части плоской области в пределах тела пациента P, может быть получено (сформировано).
Контроллер 205 дисплея также генерирует изображение поперечного сечения трехмерного изображения, поступающего от модуля 207 получения поперечного сечения, в качестве отображаемого изображения вместе с отображаемым изображением, в котором информация о степени влияния, поступившая от модуля 103 вычисления степени влияния, наложена на рентгеновское изображение PI, поступившее от модуля 104 получения изображения, и передает это отображаемое изображение дисплейному устройству (не показано), тем самым управляя дисплейным устройством (не показано) для представления отображаемого изображения.
Здесь, будет рассмотрен пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером 205 дисплея. На фиг. 11 представлена схема, показывающая пример отображаемого изображения, генерируемого контроллером 205 дисплея, входящего в устройство 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту. Пример отображаемого изображения, в котором изображение поперечного сечения представлено вместе с комбинированным изображением, полученным из рентгеновского изображения PI и DRR-изображения, так что поверх такого изображения наложена информация о степени влияния, показан на фиг. 11.
На фиг. 11, в верхней части экрана 210 дисплея показано отображаемое изображение, в котором информация о степени влияния наложена на рентгеновское изображение PI, захваченное устройством формирования изображения, содержащим каждый комплект из источника 12 излучения и детектора 13 излучения, и входящим в устройство 10 терапии. Кроме того, на фиг. 11, в нижней части экрана 210 дисплея показано отображаемое изображение 213 изображения поперечного сечения трехмерного изображения, поступившего от модуля 207 получения поперечного сечения. В отображаемом изображении 213 очаг F поражении, присутствующий в плоскости FS, показан в изображении SI поперечного сечения, полученного путем вычленения плоскости FS, установленной модулем 207 получения поперечного сечения, т.е. в изображении SI поперечного сечения, параллельного первичному вектору. Кроме того, в отображаемом изображении 213, терапевтический луч B, которым облучают центр очага F поражения, показан в качестве примера терапевтического луча B для сканирующего облучения очага F поражения. Кроме того, информация, представляющая направление первичного вектора, когда отображаемое изображение 213 проецируют в качестве изображения SI поперечного сечения, показана в отображаемом изображении 213. На отображаемом изображении 213, стрелка, представляющая направление первичного вектора, показана в качестве примера информации, представляющей направление первичного вектора. Кроме того, отображаемое изображение 213 может представлять собой изображение, в котором информация о положении очага F поражения, терапевтического луча B, которым облучается очаг F поражения, направлении первичного вектора и т.п. наложена с использованием рентгеновского изображения PI пациента P вместо изображения SI поперечного сечения трехмерного изображения. Кроме того, изображение поперечного сечения, представленное в нижней части экрана 210 дисплея, не исчерпывается только изображением SI поперечного сечения параллельного первичному вектору, как показано на отображаемом изображении 213. Например, вместе с отображаемым изображением 213 или вместо этого отображаемого изображения 213 может быть показано отображаемое изображение, в котором информация в отношении положения очага F поражения, терапевтического луча B, облучающего очаг F поражения, направления первичного вектора и т.п. наложена на плоскость, ортогональную изображению SI поперечного сечения, показанному на отображаемом изображении 213, т.е. на изображение поперечного сечения, перпендикулярного первичному вектору.
Кроме того, отображаемое изображение 111 и отображаемое изображение 112, показанные в верхней части экрана 210 дисплея представляют собой отображаемые изображения, аналогичные тем, которые представляют на экране 110 дисплее (см. Фиг. 5) в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. В этом отношении, направление излучения терапевтического луча B, показанное на экране 210 дисплея, представлено для каждого из изображений - отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112. Таким образом, каждое из этих изображений - отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112, показанных в верхней части экрана 210 дисплея, имеет область, отличную от соответствующей области отображаемого изображения 111 или отображаемого изображения 112 на экране 110 дисплея в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, показанному на фиг. 5.
Более конкретно, на отображаемом изображении 213, показанном в нижней части экрана 210 дисплея, представлено состояние, в котором терапевтический луч B излучается справа налево. Если рассматривать направление излучения терапевтического луча B, степень влияния, ассоциированная с пикселями (более конкретно, пикселями контурной части носа), отличными от выделенных (заметных) пикселей в части внешнего контура, облучаемой терапевтическим лучом B, в пикселях, выделенных (заметных) в диапазоне (ширине) W пути облучения терапевтического луча B, считается низкой в отображаемом изображении 111 и отображаемом изображении 112, представленных на экране 110 дисплея в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, показанному на фиг. 5. Таким образом, в каждом изображении – в отображаемом изображении 111 и в отображаемом изображении 112, показанных в верхней части экрана 210 дисплея, цвет, которым окрашены пиксели, отличные от пикселей на внешнем участке контурной части, облучаемой терапевтическим лучом B в пределах диапазона (ширины) W пути прохождения терапевтического луча B, для того, чтобы стать визуально выделенными (заметными), отличается от цвета, в который окрашены пиксели на внешнем участке контурной части, чтобы стать визуально выделенными (заметны). Кроме того, разница между цветом выделенных (заметных) пикселей в отображаемом изображении 111 и отображаемом изображении 112, представленных на экране 110 дисплея в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, как показано на фиг. 5, и цветом выделенных (заметных) пикселей в отображаемом изображении 111 и отображаемом изображении 112, представленных в верхней части экрана 210 дисплея, основана на степени влияния, вычисленной модулем 103 вычисления степени влияния. Здесь, модуль 103 вычисления степени влияния также вычисляет величину степени влияния на основе информации о плане лечения, поступившей от модуля 101 получения плана лечения в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Информация о плане лечения, поступающая от модуля 101 получения плана лечения, также содержит информацию в отношении направления облучения терапевтическим лучом B в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту. Соответственно, разница между цветом визуально выделенных (заметных) пикселей в отображаемом изображении 111 и отображаемом изображении 112 на экране 110 дисплея в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, показанных на фиг. 5, и цветом визуально выделенных (заметных) пикселей в отображаемом изображении 111 и отображаемом изображении 112, показанных в верхней части экрана 210 дисплея, не имеет причиной конфигурацию устройства 200 обработки медицинских изображений, поскольку конфигурация устройства 200 обработки медицинских изображений представляется аналогичной конфигурации устройства 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту.
Оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 2 лучевой терапии, выполняет работу по позиционированию пациента, осуществляя сравнение (проверку) с отображаемым изображением 213, показанным на экране 210 дисплея, в дополнение к отображаемому изображению 111 и отображаемому изображению 112, показанным на экране 210 дисплея. Таким образом, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 2 лучевой терапии, может выполнять работу по позиционированию пациента, проверяя, присутствует ли зона, какая вероятно должна оказывать влияние на эффект лучевой терапии, такая как область пузырьков, отклонения кости и т.п. на пути вплоть до диапазона, в котором терапевтический луч B достигает очага F поражения. В это время, оператор лучевой терапии (врач и т.п.) может указать (ввести) область (конкретное положение), где положение пациента P отклоняется, на изображении SI поперечного сечения в пределах отображаемого изображения 213, показанного на экране 210 дисплея, путем проверки отображаемого изображения 111 и отображаемого изображения 112. Таким образом, модуль 207 получения поперечного сечения вырезает новое изображение SI поперечного сечения путем установления плоскости FS в области, указанной (введенной) оператором лучевой терапии (врачом или другим медицинским персоналом), и контроллер 205 дисплея управляет дисплейным устройством (не показано) для представления на дисплее отображаемого изображения 213 нового изображения SI поперечного сечения. Таким образом, оператор лучевой терапии (врач и т.п.) может легко проверить путь терапевтического луча B, проходящего сквозь указанную (введенную) область, на новом отображаемого изображении 213. В результате, оператор лучевой терапии (врач и т.п.) может определить, может ли область F поражения в теле пациента P быть должным образом облучена терапевтическим лучом B, либо лучевая терапия может быть осуществлена в текущем состоянии отклонения пациента P в ходе выполнения работы по позиционированию пациента. Таким образом, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), выполняющий работу по позиционированию пациента, может определить, было ли завершено выполнение работы по позиционированию пациента.
Кроме того, в примере отображаемого изображения, показанном на фиг. 11, отображаемое изображение 213 с изображением SI поперечного сечения показывает терапевтический луч B, которым облучают центр очага F поражения, в качестве примера терапевтического луча B, осуществляющего сканирующее облучение. Однако, как показано в верхней части примера отображаемого изображения, представленного на фиг. 11, диапазон (ширина) W пути прохождения луча, вдоль которой проходит терапевтический луч B, облучающий область F поражения в режиме сканирующего облучения, может быть получен из информации о плане лечения. Таким образом, в устройстве 200 обработки медицинских изображений, модуль 207 получения поперечного сечения назначает информацию о диапазоне (ширине) W пути облучения, которая может быть получена из информации о плане лечения, изображению SI поперечного сечения и передает информацию контроллеру 205 дисплея. Контроллер 205 дисплея может быть выполнен с возможностью генерации отображаемого изображения 213, представляющего диапазон (ширину) W пути прохождения луча. Кроме того, как рассмотрено выше, когда терапевтический луч B осуществляет сканирующее облучение, модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает несколько плоскостей FS, ассоциированных с терапевтическими лучами B в нескольких направления облучения. Соответственно, модуль 207 получения поперечного сечения получает (генерирует) несколько изображений SI поперечного сечения, ассоциированных с указанными плоскостями FS. Таким образом, в устройстве 200 обработки медицинских изображений, например, контроллер 205 дисплея может быть выполнен с возможностью переключения между отображаемыми изображениями 213, ассоциированными с несколькими изображениями SI поперечного сечения, поступающими от модуля 207 получения поперечного сечения, в соответствии с командами от оператора лучевой терапии (врача или другого медицинского персонала). Кроме того, в устройстве 200 обработки медицинских изображений, например, контроллер 205 дисплея может быть выполнен с возможностью демонстрации всех терапевтических лучей B, которыми облучают область F поражения в режиме сканирующего облучения, путем комбинирования нескольких изображений SI поперечного сечения, поступающих от модуля 207 получения поперечного сечения.
Как рассмотрено выше, в устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, модуль 101 получения плана лечения также получает информацию о плане лечения, разработанном на стадии планирования лечения, а модуль 102 получения интересующей области получает (выделяет) область, где отклонение положения велико, в пределах области вокруг пути прохождения терапевтического луча B, которым облучают очаг поражения в теле пациента P, в качестве интересующей области ROI, на основе информации о плане лечения. Таким образом, в устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, модуль 103 вычисления степени влияния также вычисляет величину степени влияния вплоть до диапазона, когда зона (интересующая область ROI), где отклонение положения велико, облучается терапевтическим лучом B, проходящим в пределах пути облучения этого терапевтического луча B, которым облучают очаг поражения в теле пациента P. В устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, контроллер 205 дисплея генерирует отображаемое изображение, на каком область, которая считается важной при выполнении работы по позиционированию пациента и в которой отклонение положения пациента в пределах пути прохождения терапевтического луча B велико, сделана визуально выделенной (заметной) в соответствии с информацией о степени влияния, в текущем рентгеновском изображении PI пациента P, полученного модулем 104 получения изображения. Таким образом, в устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, как и в устройстве 100 обработки медицинских изображений согласно первому варианту, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 2 лучевой терапии, может выполнять работу по позиционированию пациента, визуально и легко проверяя отклонение между текущим положением пациента P и положением пациента P, запланированным на стадии планирования лечения, на основе отображаемого изображения, представленного на дисплейном устройстве (не показано).
Кроме того, в устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, модуль 206 получения трехмерного изображения получает трехмерное изображение, захваченное на стадии планирования лечения. В устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, модуль 207 получения поперечного сечения устанавливает плоскость вдоль направления (угла) терапевтического луча B, когда очаг поражения в теле пациента P или конкретное положение, обозначенное оператором лучевой терапии (врачом или другим медицинским персоналом), использующим систему 2 лучевой терапии, облучают терапевтическим лучом B, и получает (генерирует) изображение поперечного сечения путем вырезания установленной плоскости из трехмерного пространства. В устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, контроллер 205 дисплея генерирует отображаемое изображение на основе изображения поперечного сечения. Таким образом, в устройстве 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту, оператор лучевой терапии (врач и т.п.), использующий систему 2 лучевой терапии, может осуществить работу по позиционированию пациента с учетом направления облучения терапевтическим лучом B, показанного на отображаемом изображении на основе изображения поперечного сечения, визуально и легко сравнивая (проверяя) с отображаемым изображением на основе изображения поперечного сечения в дополнение к отображаемому изображению, на котором область, где отклонение положения велико, представленная на экране дисплейного устройства (не показано), сделана визуально выделенной (заметной). Таким образом, устройств 200 обработки медицинских изображений согласно второму варианту может более правильно определить результат работы по позиционированию пациента.
Как рассмотрено выше, устройство 200 обработки медицинских изображений дополнительно содержит модуль 206 получения трехмерного изображения, выполненный с возможностью получения трехмерного изображения 3DI, получаемого путем фотографирования пациента P; и модуль 207 получения поперечного сечения, выполненный с возможностью установления плоскости в трехмерном пространстве и получения изображения поперечного сечения посредством вырезания установленной плоскости из трехмерного изображения 3DI. Контроллер 205 дисплея дополнительно генерирует отображаемое изображение на основе изображения поперечного сечения и инициирует представление этого отображаемого изображение на дисплее.
Кроме того, как рассмотрено выше, модуль 207 получения поперечного сечения может установить плоскость согласно первичному вектору, параллельному пути прохождения облучающего излучения (терапевтического луча B), и другому вектору, перпендикулярному первичному вектору.
Кроме того, как рассмотрено выше, другой вектор может представлять собой какой-либо осевой вектор (например, трехмерный вектор, определяющий ось Va-1 координат) в трехмерной системе координат (трехмерная система 3DC координат), предварительно задаваемой в среде (помещении для проведения терапии), в которой пациента P облучают терапевтическим лучом B.
Кроме того, как рассмотрено выше, контроллер 205 дисплея может генерировать отображаемое изображение на основе изображение поперечного сечения, на которое наложена информация, представляющая направление первичного вектора.
Как рассмотрено выше, устройство для обработки медицинских изображений согласно каждому из вариантов последовательно определяет отклонения между положениями пациента, запланированными на стадии планирования лечения, и текущими положениями пациента для проверки в ходе выполнения работы по позиционированию пациента. Устройство для обработки медицинских изображений согласно каждому из вариантов последовательно представляет информацию, показывающую найденные отклонения положения пациента, оператору лучевой терапии (врачу или другому медицинскому персоналу), использующему систему лучевой терапии. Таким образом, в устройстве для обработки медицинских изображений согласно каждому из вариантов, оператор лучевой терапии (врач и т.п.) может выполнить работу по позиционированию пациента так, чтобы уменьшить ошибку, которая вероятно возникает в процессе фактического лечения, визуально и легко проверяя отклонение между положением пациента, запланированным на стадии планирования лечения, и текущим положением пациента. Таким образом, система лучевой терапии, содержащая устройство для обработки медицинских изображений согласно каждому из вариантов, может повысить точность позиционирования пациента в заданном положении. Кроме того, в системе лучевой терапии, содержащей устройство для обработки медицинских изображений согласно каждому из вариантов, можно сократить период времени, требуемый для выполнения работа по позиционированию пациента, и уменьшить нагрузку для получающего лучевую терапию пациента.
Кроме того, в каждом варианте была описана конфигурация, в которой устройство для обработки медицинских изображений и устройство 10 терапии представляют собой раздельные устройства. Однако варианты конфигурации устройства для обработки медицинских изображений и лечебного устройства 10 не исчерпываются конфигурацией с раздельными устройствами, так что устройство для обработки медицинских изображений и устройство 10 терапии могут быть интегрированы.
Программа обработки медицинских изображений для использования в системе лучевой терапии, рассматриваемая в приведенном выше варианте, представляет собой программу обработки медицинских изображений, при выполнении которой компьютер функционирует в качестве устройства для обработки медицинских изображений, содержащего: модуль получения интересующей области, выполненный с возможностью получения указания частичной области в теле пациента в качестве интересующей области; модуль получения плана лечения, выполненный с возможностью получения информации о плане лечения, определяемой на стадии планирования лучевой терапии, которое нужно предоставить пациенту; модуль вычисления степени влияния, выполненный с возможностью вычисления величины степени влияния, представляющей влияние на интересующую область вплоть до диапазона, охватываемого излучением, до тех пор, пока излучение, каким облучают пациента, достигнет целевого участка, который подлежит лечению, в теле пациента; и контроллер дисплея, выполненный с возможностью генерации отображаемого изображения, в котором информация о степени влияния наложена на текущее рентгеновское изображение PI пациента, и управления дисплеем для представления отображаемого изображения.
Согласно по меньшей мере одному из рассмотренных выше вариантов, предложены модуль получения интересующей области (102), выполненный с возможностью получения указания частичной области в теле пациента в качестве интересующей области (интересующая область ROI); модуль получения плана лечения (101), выполненный с возможностью получения информации о плане лечения, разработанного на стадии планирования лучевой терапии для осуществления применительно к пациенту; модуль вычисления степени влияния (103), выполненный с возможностью вычисления величины степени влияния, представляющей влияние на интересующую область (интересующая область ROI) вплоть до диапазона, охватываемого излучением, до тех пор пока излучение, которым облучают пациента, достигнет целевого участка (области поражения), подлежащего лечению в теле пациента; и контроллер дисплея (105), выполненный с возможностью генерации отображаемого изображения, в котором информация о степени влияния наложена на текущее рентгеновское изображение PI пациента, и управления дисплеем для представления на экране отображаемого изображения, так что положение пациента может быть легко проверено в ходе выполнения работы по позиционированию пациента, которую нужно осуществить прежде начала выполнения лучевой терапии.
Кроме того, разнообразные функции, описываемые выше применительно к каждому из рассмотренных выше вариантов системы лучевой терапии, могут быть осуществлены путем записи программы для реализации функций компонентов, входящих в устройство для обработки медицинских изображений, таких как, например, модуль 101 получения плана лечения, модуль 102 получения интересующей области, модуль 103 вычисления степени влияния, модуль 104 получения изображения и контроллер 105 дисплея, показанные на фиг. 2, на читаемом компьютером носителе для записи информации и управления компьютерной системой для считывания и выполнения программы, записанной на этом носителе информации. Кроме того, термин «компьютерная система», используемый здесь может охватывать операционную систему (operating system (OS)) и аппаратуру, такую как периферийные устройства. Кроме того, предполагается, что термин «компьютерная система» охватывает среду, создающую «домашнюю» или начальную страницу, (или дисплейную среду), когда используется система всемирной паутины (World Wide Web (WWW)). Кроме того, термин «читаемый компьютером носитель информации» обозначает запоминающее устройство, такое как гибкий диск, магнитооптический диск, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ (ROM)), записываемое энергонезависимое запоминающее устройство, такое как флэш-память, портативный носитель, такой как ПЗУ на компакт-диске (CD-ROM), и жесткий диск, встроенный в компьютерную систему.
Кроме того, предполагается, что термин «читаемый компьютером носитель информации» охватывает носитель, сохраняющий программу в течение некоторого постоянного периода времени, такой как энергозависимое запоминающее устройство (например, динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (dynamic random access memory (DRAM))) в компьютерной системе, служащей сервером или клиентом, когда указанную программу передают через сеть связи, такую как Интернет, или по линии связи, такой как телефонная линия. Кроме того, рассмотренная выше программа может быть передана от компьютерной системы, сохраняющей эту программу в своем запоминающем устройстве и т.п., в другую компьютерную систему по передающей среде или посредством электромагнитных волн в этой передающей среде. Здесь термин «передающая среда» для передачи программы обозначает среду, имеющую функцию передачи информации, такую как сеть связи, например, Интернет, или линия связи, такая как телефонная линия. Кроме того, рассмотренная выше программа может представлять собой программу, способную осуществлять некоторые из описанных выше функций. Более того, описанная выше программа может представлять собой программу, способную реализовать описанные выше функции в сочетании с программой, уже записанной в компьютерной системе, т.е. так называемый разностный файл (разностная программа).
Хотя здесь были рассмотрены несколько вариантов настоящего изобретения, эти варианты были представлены только в качестве примеров и никак не ограничивают объем изобретения. Эти варианты могут быть реализованы в разнообразных других формах. Здесь могут быть внесены разнообразные исключения, подстановки или сочетания, не отклоняясь от смысла настоящего изобретения. Изобретение, описываемое в прилагаемой Формуле изобретения или в ее эквивалентах, охватывает все такие варианты и их модификации, которые будут соответствовать объему и смыслу изобретения.
Список позиционный обозначений
1, 2 Система терапии
10 Устройство терапии
11 Процедурный стол
12, 12-1, 12-2 Источник излучения
13, 13-1, 13-2 Детектор излучения
14 Затвор излучения терапевтического луча
100, 200 Устройство обработки медицинских изображений
101 Модуль получения плана лечения
102 Модуль получения интересующей области
103 Модуль вычисления степени влияния
104 Модуль получения изображения
105, 205 Контроллер дисплея
206 Модуль получения трехмерного изображения
207 Модуль получения поперечного сечения.