イメージによりガイドされた治療計画のための自動化された生体組織の輪郭抽出
放射線プランニングのために患者の医療イメージにおける解剖学的構造を輪郭抽出するとき、プロセッサは、低解像度イメージ（ＭＲＩ又は低線量ＣＴなど）においてランドマークを検出し、検出したランドマークを解剖学的構造のリファレンス輪郭のリファレンスランドマークにマッピングする。マッピングされたランドマークは、解剖学的構造に適合するようにリファレンス輪郭を調整することを実現する。調整されたリファレンス輪郭データは変換され、薄板スプラインを利用して第２イメージに適用され、調整された高解像度イメージが放射線治療プランニングに利用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、特に医療イメージングシステムにおいて利用される。しかしながら、開示された技術はまた、他のタイプのイメージングシステム、他の治療計画システム及び／又は他の医療アプリケーションに適用されてもよい。
【背景技術】
【０００２】
生体組織の輪郭抽出（ｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎ）は、放射線治療計画（ＲＴＰ）などの治療計画における必須ステップである。ＲＴＰにおいて典型的に用いられる主要なイメージングモダリティは、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）である。ＲＴＰのための磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の利用は、このモダリティがＣＴと比較して優れた軟組織コントラストを提供するため、最近では注目を受けつつある。
【０００３】
自動化されたスキャンプラニングシステムは、現在ＭＲ検査のために商業的に利用可能である。このようなシステムの一例は、Ｐｈｉｌｉｐｓ ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭであり、これによると、低解像度スカウトイメージが取得され、患者に固有の解剖学的ランドマークが自動的に認識され、診断スキャンのスライスの向きが、特定されたランドマークと以前の取得から記録されているランドマーク及び向き情報とに基づき推定される。
【０００４】
自動化された生体組織の輪郭抽出は、ＣＴとＭＲＩの双方において困難な作業である。ＣＴイメージは、一般に良好な軟組織コントラストを提供せず、信頼できる組織の境界の判別を困難にする。ＭＲデータは、ＣＴと比較してはるかに良好な軟組織の判別を示し、これらの利用は、特定の用途におけるターゲットと臨界構造のより正確な輪郭抽出を実現するための治療計画において効果的なものとなりうる。しかしながら、ＭＲＩデータの自動的なセグメント化はまた、再生不可なグレイ値の分布をもたらす使用される各種コントラストのため困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した問題点を解消するため、解剖学的ランドマークを用いて治療計画などに利用される輪郭抽出を転送することによって、イメージによりガイドされる治療計画における解剖学的構造の輪郭抽出を実現するシステム及び方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によると、イメージによりガイドされる治療計画に用いられるイメージにおける解剖学的構造を輪郭抽出するシステムは、イメージング装置から患者の解剖学的構造の初期イメージを受信し、初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出するプロセッサを有する。当該プロセッサはさらに、検出された解剖学的ランドマークの位置と解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークとを比較し、検出された解剖学的ランドマークをリファレンスランドマークにマッピングし、マッピングされたランドマークのペアに基づきリファレンス輪郭を解剖学的構造に調整する。プロセッサはまた、調整されたリファレンス輪郭を利用して解剖学的構造の高解像度イメージにおける解剖学的構造の輪郭を調整し、調整された高解像度イメージをメモリに格納し、調整された高解像度イメージを治療計画コンポーネントに提供する。
【０００７】
他の態様によると、イメージによりガイドされる治療計画に用いられるイメージにおける解剖学的特徴を輪郭抽出する方法は、初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出し、検出した解剖学的ランドマークの位置と解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークとを比較することを含む。本方法はさらに、検出された解剖学的ランドマークをリファレンスランドマークにマッピングし、マッピングされたランドマークのペアに基づきリファレンス輪郭を解剖学的構造に調整することを含む。本方法はさらに、調整されたリファレンス輪郭を用いて高解像度イメージにおける解剖学的構造の輪郭を調整し、調整された高解像度イメージに少なくとも部分的に基づき治療計画を生成することを含む。
【０００８】
他の態様によると、患者の放射線治療計画を生成する方法は、ＭＲＩ装置とＣＴスキャナとの少なくとも１つを用いて患者の低解像度イメージを生成し、低解像度イメージにおける解剖学的構造のランドマークを検出することを含む。本方法はさらに、検出されたランドマークをメモリに格納されているリファレンス輪郭のリファレンスランドマークにマッピングし、スプライン補間又は近似を利用して、マッピングされたランドマークを用いて解剖学的構造の輪郭に適合するようにリファレンス輪郭を調整することを含む。本方法はさらに、高解像度イメージを調整するため、調整されたリファレンス輪郭を解剖学的構造の高解像度イメージに適用し、調整された高解像度イメージに少なくとも部分的に基づき放射線治療計画を生成することを含む。
【発明の効果】
【０００９】
１つの効果は、治療計画のための画質が向上することである。
【００１０】
他の効果は、イメージ適応化時間を低減することである。
【００１１】
さらなる効果は、以下の詳細な説明を読み理解した当業者によって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、医療イメージから治療計画に利用される高解像度イメージの伝播輪郭又は輪郭抽出を実現するシステムを示す。
【図２】図２は、ディスプレイ上でユーザに表示されるＭＲＩ装置を用いて生成される脳イメージの自動化された輪郭抽出のスクリーンショットを示す。
【図３】図３は、ディスプレイ上でユーザに表示されるＭＲＩ装置を用いて生成される脳イメージの自動化された輪郭抽出の他のスクリーンショットを示す。
【図４】図４は、開示される１以上の態様によるイメージによりガイドされる患者の治療のための患者イメージの輪郭を規定するために患者の解剖学的構造を輪郭抽出する方法を示す。
【図５】図５は、３Ｄ画像表現を生成するため個別の又は共有された再構成プロセッサにより再構成されるイメージングデータを生成するＭＲＩ装置、ＣＴスキャナ、核スキャナ（ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴなど）などの複数のイメージング装置を有する一例となる病院システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここに提供される各種特徴によると、イメージによりガイドされる治療計画における解剖学的構造の描画を実現するシステム及び方法が開示される。開示されるフレームワークは、スキャンプラニングソフトウェア（Ｐｈｉｌｉｐｓ ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭ ＭＲスキャンプラニングシステムなど）により自動的に認識される患者に固有のランドマークに基づく。これらのランドマークは、適応的処置計画に関する描画の伝播と共に自動化された解剖学的描画をサポートするのに利用される。
【００１４】
同様に、自動化されたＣＴスキャンプラニングが、低線量スカウトスキャンにおいて再生可能なランドマークを検出することによって実行される。スカウトイメージにおける検出されたランドマークは、精密な初期化をもたらすことによって自動化されたセグメント化アルゴリズムをガイドし、ランドマークベースの非剛体位置合わせによって追跡イメージに輪郭抽出を伝播するのに利用される。
【００１５】
ここに開示されるシステム及び方法は、治療計画のための再生可能な解剖学的ポイントランドマークを提供する問題を解決する。例えば、Ｐｈｉｌｉｐｓ ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭなどの自動化されたスキャンプラニングアルゴリズムは、典型的には、３Ｄの規格化された低解像度スカウトイメージに対して実行され、再生可能な解剖学的ポイントランドマークの形式によりターゲットとなる生体構造を確実に認識することができる。従って、スカウトイメージから取得された基礎となる生体組織に関する空間情報は、コントラストに関係なくフル解像度のスキャンに移転され、自動化された輪郭抽出をサポートするのに利用される。
【００１６】
図１は、治療計画に利用される医療イメージから高解像度イメージまでの伝播輪郭又は輪郭抽出を実現するシステム１０を示す。例えば、システム１０は、ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭに対応するＭＲスキャナと共に１以上の放射線治療プラニングワークステーションと共に利用可能である。また、伝播輪郭又は処置計画の方法が、３Ｄ低線量ＣＴスカウトイメージにおける対応するランドマークを有するＣＴイメージと共に利用可能である。他の特徴によると、システム１０は、マルチモダリティシステム（ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナなどの核イメージングシステムと組み合わされたＭＲ及び／又はＣＴと共に、組み合わされたＣＴ−ＭＲなど）を利用する。
【００１７】
システム１０は、ワークステーション１６、プロセッサ１８及びメモリ２０と結合されたＭＲＩ装置１２とＣＴスキャナ１４との一方又は双方を有する。プロセッサは、ワークステーション１６の一部とすることが可能であり、又は複数のワークステーションにより共有されるリソースとすることが可能である。メモリは、ここに開示される各種方法を実行し、各種タスクを実行するための実行可能な命令を格納し、プロセッサがそれを実行する。
【００１８】
一実施例では、ＣＴスキャナ１４は、３Ｄ低線量スカウトイメージ２２を生成し、プロセッサ１８は、低線量スカウトイメージにおいて再生可能なランドマーク２４のセットを自動検出する。検出されたランドマークは、１以上の輪郭のためメモリに格納されている既知のランドマーク２８との比較のため、プロセッサに移出される（例えば、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ）データ交換プロトコル２６などを用いて）。プロセッサは、検出されたランドマークと既知のランドマークとを比較するための比較アルゴリズム３０を実行し、メモリに格納されているアトラス３２から１以上の体の輪郭を抽出する。プロセッサは、検出されたランドマークを用いて輪郭を変形し、検出されたランドマークを輪郭のための既知のランドマークにマッピングすることによって、１以上の予め生成された輪郭を調整する。例えば、プロセッサは、パイロットイメージランドマーク２４をアトラスランドマーク２８を重ね合わせる位置に変換する変換を決定する。この決定された変換の逆が、アトラスの輪郭に適用され、患者のスペースにおける調整された輪郭３４に変換可能である。
【００１９】
他の実施例では、ＭＲＩ装置１２は、低解像度スカウトイメージ２２を生成し、プロセッサ１８は、低解像度スカウトイメージにおいて再生可能なランドマーク２４のセットを自動検出する。検出されたランドマークは、１以上の輪郭のためにメモリに格納されている既知の軟組織のランドマーク３３と比較するため、プロセッサに移出される（例えば、ＤＩＣＯＭデータ交換プロトコル２６などを用いて）。プロセッサは、検出されたランドマーク２４と既知のランドマーク２８とを比較するため比較アルゴリズム３０を実行し、メモリに格納されているアトラス３２から１以上の体の輪郭を抽出する。プロセッサは、検出されたランドマーク２４を用いてアトラスの輪郭を変形し、検出されたランドマークを輪郭のための既知のランドマークにマッピングすることによって、１以上の予め生成されたアトラスの輪郭を調整された輪郭に調整する。
【００２０】
何れかのシナリオ（ＣＴ又はＭＲＩなど）において、アトラスは、低線量スカウトイメージから導出された新たな患者に固有のデータセットに変換される。すなわち、プロセッサは、調整された輪郭３４をＲＴＰに用いられる高解像度イメージ３６に移すための変換を実行する。調整された輪郭又は輪郭抽出はさらに、治療の進捗をモニタし、適応的な治療計画を実現するため、同じ患者の追跡イメージに利用される。
【００２１】
一実施例では、開示されるシステム及び方法がそれに限定されるものでないが、プロセッサ１８は、１以上の薄板スプライン３８を利用して輪郭を変形する。薄板スプライン技術の一例は、Ｆ．Ｌ．Ｂｏｏｋｓｔｅｉｎ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｗａｒｐｓ：Ｔｈｉｎ−ｐｌａｔｅ ｓｐｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｐａｔｔｅｒｎｓ．Ａｎａｌ．Ｍａｒｃｈ Ｉｎｔｅｌｌ．１１：５６７−５８６，１９８９に記載されている。
【００２２】
他の実施例では、ワークステーション１６は、低解像度イメージ２２、高解像度イメージ３６、検出されたランドマーク２４、既知のランドマーク２８、アトラス３２における輪郭及び／又は調整された輪郭３４の１以上が、開示される方法及び処理の各種段階においてユーザに提示されるディスプレイ４０を有する。ワークステーションはさらに、ユーザがワークステーションにデータ及び／又は指示を入力し、ランドマークを調整したりする入力装置４２（マウス、キーボード、方向パッド、スタイラスなど）を有する。
【００２３】
図１を参照しながら、図２及び３は、ディスプレイ４０上でユーザに表示可能なＭＲＩ装置を用いて生成される脳イメージの自動化された輪郭抽出のスクリーンショット６０，７０をそれぞれ示す。図２は複数の既知の又はリファレンスランドマーク２８を示し、図３は複数の検出されたランドマーク２４を示す。図１のシステム１０は、例えば、プライマリデータセットからの完全な輪郭抽出を追跡イメージに自動的に伝播すると共に、危険性のある構造の輪郭抽出をサポートするのに利用される。
【００２４】
ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭなどの生体組織認識ソフトウェアが、Ｙｏｕｎｇ ｅｔ ａｌ．：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｆ ＭＲＩ Ｎｅｕｒｏ Ｓｃａｎ．Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ（２００６）６１４４１Ｍ−１−６１４４１Ｍ−８に記載されるように、多数のタイプのＰｈｉｌｉｐｓ ＭＲスキャナにおいて脳検査のために利用可能である。生体組織認識ソフトウェアの出力として、再生可能な解剖学的ランドマーク２４のセットが特定又は検出される。ランドマークの位置は、標準的なＤＩＣＯＭデータ交換プロトコル２６を用いて移出可能であり、放射線治療プラニングワークステーション１６の生体組織輪郭抽出モジュール（図示せず）又は何れかスタンドアローンな自動化された輪郭抽出ソフトウェアによって利用可能である。
【００２５】
一実施例によると、ユーザは、ランドマーク位置が利用可能なリファレンスデータセットにおいて対象となる構造を手動により輪郭抽出する。これらの既知のランドマーク２８は、その後、薄板スプラインなどを利用して、特定の患者データセットにおける検出されたランドマーク２４と位置合わせされる。結果として得られる変換は、リファレンスデータセットの解剖学的構造を患者データセット（高解像度患者イメージなどにおける）に移すため、解剖学的構造に適用される。ユーザはさらに、自動化された方法を利用して、精度を向上させ、又は患者イメージに適合するように転送された輪郭抽出を手動により微調整することが可能である。
【００２６】
関連する実施例では、輪郭抽出は、適応的な放射線治療計画に関して同一の患者の追跡イメージに伝播される。再び、プライマリデータセットにおける検出されたランドマーク２４は、リファレンスデータセットにおいて既知のランドマーク２８と位置合わせされ、結果として得られる変換が、プライマリ患者イメージの利用可能な輪郭抽出に適用される。この場合、解剖学的可変性はあまり存在しないため、当該方法は、ランドマークによって関心領域の最適なカバレッジが与えられると、最小限の手動により調整しか必要としない。
【００２７】
図４は、ここに開示された１以上の態様によるイメージによりガイドされる患者の治療のための患者イメージにおける輪郭を規定するための患者の解剖学的構造を輪郭抽出する方法を示す。８０において、患者又は患者の一部の低解像度イメージが生成される。一実施例では、当該イメージは低線量ＣＴイメージである。他の実施例では、当該イメージは低解像度ＭＲイメージである。８２において、患者イメージのランドマークが検出される。８４において、検出されたランドマークは移出され（例えば、ＤＩＣＯＭデータ転送プロトコル２６などを用いて）、解剖学的構造の予め生成されたアトラス３２における輪郭のための既知のランドマーク２６と比較される。初期的な患者イメージが低線量ＣＴイメージである場合、検出されたランドマークは、既知のハード構造（骨など）のランドマークと比較される。初期的な患者イメージが低解像度ＭＲイメージである場合、検出されたランドマークは、軟組織のリファレンスランドマークと比較される。
【００２８】
８６において、リファレンスランドマークを含むリファレンス輪郭が、リファレンス輪郭のアトラスから抽出され、リファレンスランドマーク２８を検出されたランドマーク２４にマッピングすることによって、患者イメージに調整（ワープ、モーフォング、コンフォームなど）される。調整された輪郭は、以降における呼出のためメモリに格納されてもよい。８８において、調整された輪郭は、放射線治療プラニング処理などの治療計画処理において利用するのに適した高解像度患者イメージに適合するように変換される（薄板スプラインや他の適切な補間技術などを用いて）。ユーザはさらに、既知の技術を用いて適応された輪郭を微調整する。
【００２９】
高解像度イメージがＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、Ｘ線、上記の変形などの何れかのイメージングモダリティを用いて生成されてもよいことは理解されるであろう。このようなシナリオでは、プロセッサは、検出されたランドマークにマッピングするため、モダリティに固有のランドマークを輪郭に提供する。アトラス３２は、ＣＴ、ＭＲ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、Ｘ線及び他のイメージ及びランドマークの何れか又はすべてがアトラスの輪郭にマッピング又は位置合わせできるように、硬構造のランドマーク、軟組織ランドマーク、ＰＥＴランドマーク、ＳＰＥＣＴランドマーク、Ｘ線ランドマークなどを有する。
【００３０】
他の実施例では、リファレンス輪郭のアトラスに加えて又は代わりに、複数の初期的なランドマークが、第１イメージングセッション中に患者に対して取得される。その後、初期的なランドマークは、治療の進捗などを評価するため、以降のイメージングセッションにおける比較のために利用される。
【００３１】
図５を参照して、一例となる病院システム１５０は、３Ｄイメージ表現を生成するため、個別の又は共有された再構成プロセッサ１５２により再構成されるイメージングデータを生成する、ＭＲイメージング装置１２、ＣＴスキャナ１４、核（ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴなど）スキャナ１５１、これらの組み合わせ（マルチモダリティシステムなど）などの複数のイメージング装置を有してもよい。イメージ表現は、ネットワーク１５４を介し中央メモリ１５６又はローカルメモリ１５８に通信される。
【００３２】
ネットワークに接続されるワークステーション１６において、オペレータは、ユーザインタフェース１７０を用いて、選択されたアイテム（低解像度３Ｄイメージ又は輪郭など）を中央メモリ１５６及びローカルメモリ１５８に移動させるか、又は中央メモリ１５６とローカルメモリ１５８との間で移動させる。ビデオプロセッサ１６６は、ディスプレイ４０の第１ビューポート１７２１において選択されたアイテムを表示する。患者イメージ（ＭＲＩ装置１２、ＣＴスキャナ１４及び核スキャナ１５１の１つにより生成される高解像度イメージなど）は、第２ビューポート１７２２に表示される。第３ビューポート１７２３は、調整された輪郭と高解像度イメージとの重ね合わせを表示可能である。例えば、ユーザは、リファレンス輪郭を患者の生体組織に一致させるため、アトラスから選択されたリファレンス輪郭のリファレンスランドマークと患者の低解像度イメージ（ＣＴ又はＭＲなど）において検出されたランドマークを位置合わせすることが許可可能である。例えば、オペレータは、インタフェース１７０を介し低解像度イメージの検出されたランドマークに対応するリファレンス輪郭のリファレンスランドマークを選択する（例えば、マウス、スタイラス、又は他の適したユーザ入力装置などを用いて）。あるいは、リファレンスランドマークと検出されたランドマークとが、プロセッサ１８により実行され、及び／又はメモリ２０に格納されているプログラムによって自動的に揃えることができる。ユーザインタフェース１７０のプロセッサ１８（図１）は、その後、揃えられたランドマークを用いてリファレンス輪郭の形状を患者の生体組織の形状に一致させるためにワーピング又はモーフィングアルゴリズムを実行する。プロセッサ１８はさらに、調整又は一致させた輪郭を患者の高解像度イメージにマッピングするための変換を実行する（例えば、薄板スプライン又は他の適切な補間技術などを利用して）。
【００３３】
高解像度イメージが調整された輪郭情報を含むと、それは、治療計画（放射線治療プランニング、超音波治療プランニング、理学療法プランニング、近接照射両方プランニング、ＨＩＦＵ（Ｈｉｇｈ−Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）ＭＲＩガイド治療、粒子線プランニング、アブレーションプランニングなど）における利用のため、治療計画コンポーネント１８０に提供される。治療装置１８２は、任意的には、生成される１以上の治療計画を実行するため、治療計画装置１８０に結合される。
【００３４】
他の実施例では、ビューポート１７２３に表示される重ね合わせは、高解像度イメージに対して低解像度イメージ及び／又は輪郭を重み付けするよう調整可能であり、又は低解像度イメージ及び／又は輪郭に対して高解像度イメージを重み付けするよう調整可能である。例えば、ディスプレイ１６８上に表示され、入力装置により操作されるか、又はメカニカルであってもよいスライダバー又はノブ（図示せず）が、ビューポート１７２１，１７２２におけるイメージのウェイトを変更するため調整されてもよい。一例では、オペレータは、高解像度イメージデータと低解像度イメージデータとの複数の及び／又は連続的な組み合わせを介し、純粋な高解像度イメージデータ（ビューポート１７２２に示される）から純粋な低解像度イメージデータ（ビューポート１７２１に示される）までビューポート１７２３のイメージを調整することができる。例えば、低解像度イメージデータに対する高解像度イメージデータのレシオは、０：１から１：０まで離散的又は連続的に調整可能である。他のオプションとして、高解像度イメージデータはグレイスケールにより表示され、低解像度イメージデータはカラー化することも可能であり、またその反対も可能である。
【００３５】
ユーザが中央メモリ１５６にアトラス又は輪郭ライブラリをダウンロード及び／又はインストールすると、アトラスは、ここに開示されるように高解像度イメージなどへの輪郭調整変換を実行するためネットワークを介しアクセス可能である。本例によると、複数のワークステーション又はユーザインタフェースが、各種治療計画処理のため特定の患者又はイメージングセッションに必要とされるような輪郭ライブラリ又はアトラスにアクセス可能である。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、特に医療イメージングシステムにおいて利用される。しかしながら、開示された技術はまた、他のタイプのイメージングシステム、他の治療計画システム及び／又は他の医療アプリケーションに適用されてもよい。
【背景技術】
【０００２】
生体組織の輪郭抽出（ｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎ）は、放射線治療計画（ＲＴＰ）などの治療計画における必須ステップである。ＲＴＰにおいて典型的に用いられる主要なイメージングモダリティは、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）である。ＲＴＰのための磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の利用は、このモダリティがＣＴと比較して優れた軟組織コントラストを提供するため、最近では注目を受けつつある。
【０００３】
自動化されたスキャンプラニングシステムは、現在ＭＲ検査のために商業的に利用可能である。このようなシステムの一例は、Ｐｈｉｌｉｐｓ ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭであり、これによると、低解像度スカウトイメージが取得され、患者に固有の解剖学的ランドマークが自動的に認識され、診断スキャンのスライスの向きが、特定されたランドマークと以前の取得から記録されているランドマーク及び向き情報とに基づき推定される。
【０００４】
自動化された生体組織の輪郭抽出は、ＣＴとＭＲＩの双方において困難な作業である。ＣＴイメージは、一般に良好な軟組織コントラストを提供せず、信頼できる組織の境界の判別を困難にする。ＭＲデータは、ＣＴと比較してはるかに良好な軟組織の判別を示し、これらの利用は、特定の用途におけるターゲットと臨界構造のより正確な輪郭抽出を実現するための治療計画において効果的なものとなりうる。しかしながら、ＭＲＩデータの自動的なセグメント化はまた、再生不可なグレイ値の分布をもたらす使用される各種コントラストのため困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した問題点を解消するため、解剖学的ランドマークを用いて治療計画などに利用される輪郭抽出を転送することによって、イメージによりガイドされる治療計画における解剖学的構造の輪郭抽出を実現するシステム及び方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によると、イメージによりガイドされる治療計画に用いられるイメージにおける解剖学的構造を輪郭抽出するシステムは、イメージング装置から患者の解剖学的構造の初期イメージを受信し、初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出するプロセッサを有する。当該プロセッサはさらに、検出された解剖学的ランドマークの位置と解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークとを比較し、検出された解剖学的ランドマークをリファレンスランドマークにマッピングし、マッピングされたランドマークのペアに基づきリファレンス輪郭を解剖学的構造に調整する。プロセッサはまた、調整されたリファレンス輪郭を利用して解剖学的構造の高解像度イメージにおける解剖学的構造の輪郭を調整し、調整された高解像度イメージをメモリに格納し、調整された高解像度イメージを治療計画コンポーネントに提供する。
【０００７】
他の態様によると、イメージによりガイドされる治療計画に用いられるイメージにおける解剖学的特徴を輪郭抽出する方法は、初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出し、検出した解剖学的ランドマークの位置と解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークとを比較することを含む。本方法はさらに、検出された解剖学的ランドマークをリファレンスランドマークにマッピングし、マッピングされたランドマークのペアに基づきリファレンス輪郭を解剖学的構造に調整することを含む。本方法はさらに、調整されたリファレンス輪郭を用いて高解像度イメージにおける解剖学的構造の輪郭を調整し、調整された高解像度イメージに少なくとも部分的に基づき治療計画を生成することを含む。
【０００８】
他の態様によると、患者の放射線治療計画を生成する方法は、ＭＲＩ装置とＣＴスキャナとの少なくとも１つを用いて患者の低解像度イメージを生成し、低解像度イメージにおける解剖学的構造のランドマークを検出することを含む。本方法はさらに、検出されたランドマークをメモリに格納されているリファレンス輪郭のリファレンスランドマークにマッピングし、スプライン補間又は近似を利用して、マッピングされたランドマークを用いて解剖学的構造の輪郭に適合するようにリファレンス輪郭を調整することを含む。本方法はさらに、高解像度イメージを調整するため、調整されたリファレンス輪郭を解剖学的構造の高解像度イメージに適用し、調整された高解像度イメージに少なくとも部分的に基づき放射線治療計画を生成することを含む。
【発明の効果】
【０００９】
１つの効果は、治療計画のための画質が向上することである。
【００１０】
他の効果は、イメージ適応化時間を低減することである。
【００１１】
さらなる効果は、以下の詳細な説明を読み理解した当業者によって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、医療イメージから治療計画に利用される高解像度イメージの伝播輪郭又は輪郭抽出を実現するシステムを示す。
【図２】図２は、ディスプレイ上でユーザに表示されるＭＲＩ装置を用いて生成される脳イメージの自動化された輪郭抽出のスクリーンショットを示す。
【図３】図３は、ディスプレイ上でユーザに表示されるＭＲＩ装置を用いて生成される脳イメージの自動化された輪郭抽出の他のスクリーンショットを示す。
【図４】図４は、開示される１以上の態様によるイメージによりガイドされる患者の治療のための患者イメージの輪郭を規定するために患者の解剖学的構造を輪郭抽出する方法を示す。
【図５】図５は、３Ｄ画像表現を生成するため個別の又は共有された再構成プロセッサにより再構成されるイメージングデータを生成するＭＲＩ装置、ＣＴスキャナ、核スキャナ（ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴなど）などの複数のイメージング装置を有する一例となる病院システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここに提供される各種特徴によると、イメージによりガイドされる治療計画における解剖学的構造の描画を実現するシステム及び方法が開示される。開示されるフレームワークは、スキャンプラニングソフトウェア（Ｐｈｉｌｉｐｓ ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭ ＭＲスキャンプラニングシステムなど）により自動的に認識される患者に固有のランドマークに基づく。これらのランドマークは、適応的処置計画に関する描画の伝播と共に自動化された解剖学的描画をサポートするのに利用される。
【００１４】
同様に、自動化されたＣＴスキャンプラニングが、低線量スカウトスキャンにおいて再生可能なランドマークを検出することによって実行される。スカウトイメージにおける検出されたランドマークは、精密な初期化をもたらすことによって自動化されたセグメント化アルゴリズムをガイドし、ランドマークベースの非剛体位置合わせによって追跡イメージに輪郭抽出を伝播するのに利用される。
【００１５】
ここに開示されるシステム及び方法は、治療計画のための再生可能な解剖学的ポイントランドマークを提供する問題を解決する。例えば、Ｐｈｉｌｉｐｓ ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭなどの自動化されたスキャンプラニングアルゴリズムは、典型的には、３Ｄの規格化された低解像度スカウトイメージに対して実行され、再生可能な解剖学的ポイントランドマークの形式によりターゲットとなる生体構造を確実に認識することができる。従って、スカウトイメージから取得された基礎となる生体組織に関する空間情報は、コントラストに関係なくフル解像度のスキャンに移転され、自動化された輪郭抽出をサポートするのに利用される。
【００１６】
図１は、治療計画に利用される医療イメージから高解像度イメージまでの伝播輪郭又は輪郭抽出を実現するシステム１０を示す。例えば、システム１０は、ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭに対応するＭＲスキャナと共に１以上の放射線治療プラニングワークステーションと共に利用可能である。また、伝播輪郭又は処置計画の方法が、３Ｄ低線量ＣＴスカウトイメージにおける対応するランドマークを有するＣＴイメージと共に利用可能である。他の特徴によると、システム１０は、マルチモダリティシステム（ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナなどの核イメージングシステムと組み合わされたＭＲ及び／又はＣＴと共に、組み合わされたＣＴ−ＭＲなど）を利用する。
【００１７】
システム１０は、ワークステーション１６、プロセッサ１８及びメモリ２０と結合されたＭＲＩ装置１２とＣＴスキャナ１４との一方又は双方を有する。プロセッサは、ワークステーション１６の一部とすることが可能であり、又は複数のワークステーションにより共有されるリソースとすることが可能である。メモリは、ここに開示される各種方法を実行し、各種タスクを実行するための実行可能な命令を格納し、プロセッサがそれを実行する。
【００１８】
一実施例では、ＣＴスキャナ１４は、３Ｄ低線量スカウトイメージ２２を生成し、プロセッサ１８は、低線量スカウトイメージにおいて再生可能なランドマーク２４のセットを自動検出する。検出されたランドマークは、１以上の輪郭のためメモリに格納されている既知のランドマーク２８との比較のため、プロセッサに移出される（例えば、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ）データ交換プロトコル２６などを用いて）。プロセッサは、検出されたランドマークと既知のランドマークとを比較するための比較アルゴリズム３０を実行し、メモリに格納されているアトラス３２から１以上の体の輪郭を抽出する。プロセッサは、検出されたランドマークを用いて輪郭を変形し、検出されたランドマークを輪郭のための既知のランドマークにマッピングすることによって、１以上の予め生成された輪郭を調整する。例えば、プロセッサは、パイロットイメージランドマーク２４をアトラスランドマーク２８を重ね合わせる位置に変換する変換を決定する。この決定された変換の逆が、アトラスの輪郭に適用され、患者のスペースにおける調整された輪郭３４に変換可能である。
【００１９】
他の実施例では、ＭＲＩ装置１２は、低解像度スカウトイメージ２２を生成し、プロセッサ１８は、低解像度スカウトイメージにおいて再生可能なランドマーク２４のセットを自動検出する。検出されたランドマークは、１以上の輪郭のためにメモリに格納されている既知の軟組織のランドマーク３３と比較するため、プロセッサに移出される（例えば、ＤＩＣＯＭデータ交換プロトコル２６などを用いて）。プロセッサは、検出されたランドマーク２４と既知のランドマーク２８とを比較するため比較アルゴリズム３０を実行し、メモリに格納されているアトラス３２から１以上の体の輪郭を抽出する。プロセッサは、検出されたランドマーク２４を用いてアトラスの輪郭を変形し、検出されたランドマークを輪郭のための既知のランドマークにマッピングすることによって、１以上の予め生成されたアトラスの輪郭を調整された輪郭に調整する。
【００２０】
何れかのシナリオ（ＣＴ又はＭＲＩなど）において、アトラスは、低線量スカウトイメージから導出された新たな患者に固有のデータセットに変換される。すなわち、プロセッサは、調整された輪郭３４をＲＴＰに用いられる高解像度イメージ３６に移すための変換を実行する。調整された輪郭又は輪郭抽出はさらに、治療の進捗をモニタし、適応的な治療計画を実現するため、同じ患者の追跡イメージに利用される。
【００２１】
一実施例では、開示されるシステム及び方法がそれに限定されるものでないが、プロセッサ１８は、１以上の薄板スプライン３８を利用して輪郭を変形する。薄板スプライン技術の一例は、Ｆ．Ｌ．Ｂｏｏｋｓｔｅｉｎ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｗａｒｐｓ：Ｔｈｉｎ−ｐｌａｔｅ ｓｐｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｐａｔｔｅｒｎｓ．Ａｎａｌ．Ｍａｒｃｈ Ｉｎｔｅｌｌ．１１：５６７−５８６，１９８９に記載されている。
【００２２】
他の実施例では、ワークステーション１６は、低解像度イメージ２２、高解像度イメージ３６、検出されたランドマーク２４、既知のランドマーク２８、アトラス３２における輪郭及び／又は調整された輪郭３４の１以上が、開示される方法及び処理の各種段階においてユーザに提示されるディスプレイ４０を有する。ワークステーションはさらに、ユーザがワークステーションにデータ及び／又は指示を入力し、ランドマークを調整したりする入力装置４２（マウス、キーボード、方向パッド、スタイラスなど）を有する。
【００２３】
図１を参照しながら、図２及び３は、ディスプレイ４０上でユーザに表示可能なＭＲＩ装置を用いて生成される脳イメージの自動化された輪郭抽出のスクリーンショット６０，７０をそれぞれ示す。図２は複数の既知の又はリファレンスランドマーク２８を示し、図３は複数の検出されたランドマーク２４を示す。図１のシステム１０は、例えば、プライマリデータセットからの完全な輪郭抽出を追跡イメージに自動的に伝播すると共に、危険性のある構造の輪郭抽出をサポートするのに利用される。
【００２４】
ＳｍａｒｔＥｘａｍＴＭなどの生体組織認識ソフトウェアが、Ｙｏｕｎｇ ｅｔ ａｌ．：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｆ ＭＲＩ Ｎｅｕｒｏ Ｓｃａｎ．Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ（２００６）６１４４１Ｍ−１−６１４４１Ｍ−８に記載されるように、多数のタイプのＰｈｉｌｉｐｓ ＭＲスキャナにおいて脳検査のために利用可能である。生体組織認識ソフトウェアの出力として、再生可能な解剖学的ランドマーク２４のセットが特定又は検出される。ランドマークの位置は、標準的なＤＩＣＯＭデータ交換プロトコル２６を用いて移出可能であり、放射線治療プラニングワークステーション１６の生体組織輪郭抽出モジュール（図示せず）又は何れかスタンドアローンな自動化された輪郭抽出ソフトウェアによって利用可能である。
【００２５】
一実施例によると、ユーザは、ランドマーク位置が利用可能なリファレンスデータセットにおいて対象となる構造を手動により輪郭抽出する。これらの既知のランドマーク２８は、その後、薄板スプラインなどを利用して、特定の患者データセットにおける検出されたランドマーク２４と位置合わせされる。結果として得られる変換は、リファレンスデータセットの解剖学的構造を患者データセット（高解像度患者イメージなどにおける）に移すため、解剖学的構造に適用される。ユーザはさらに、自動化された方法を利用して、精度を向上させ、又は患者イメージに適合するように転送された輪郭抽出を手動により微調整することが可能である。
【００２６】
関連する実施例では、輪郭抽出は、適応的な放射線治療計画に関して同一の患者の追跡イメージに伝播される。再び、プライマリデータセットにおける検出されたランドマーク２４は、リファレンスデータセットにおいて既知のランドマーク２８と位置合わせされ、結果として得られる変換が、プライマリ患者イメージの利用可能な輪郭抽出に適用される。この場合、解剖学的可変性はあまり存在しないため、当該方法は、ランドマークによって関心領域の最適なカバレッジが与えられると、最小限の手動により調整しか必要としない。
【００２７】
図４は、ここに開示された１以上の態様によるイメージによりガイドされる患者の治療のための患者イメージにおける輪郭を規定するための患者の解剖学的構造を輪郭抽出する方法を示す。８０において、患者又は患者の一部の低解像度イメージが生成される。一実施例では、当該イメージは低線量ＣＴイメージである。他の実施例では、当該イメージは低解像度ＭＲイメージである。８２において、患者イメージのランドマークが検出される。８４において、検出されたランドマークは移出され（例えば、ＤＩＣＯＭデータ転送プロトコル２６などを用いて）、解剖学的構造の予め生成されたアトラス３２における輪郭のための既知のランドマーク２６と比較される。初期的な患者イメージが低線量ＣＴイメージである場合、検出されたランドマークは、既知のハード構造（骨など）のランドマークと比較される。初期的な患者イメージが低解像度ＭＲイメージである場合、検出されたランドマークは、軟組織のリファレンスランドマークと比較される。
【００２８】
８６において、リファレンスランドマークを含むリファレンス輪郭が、リファレンス輪郭のアトラスから抽出され、リファレンスランドマーク２８を検出されたランドマーク２４にマッピングすることによって、患者イメージに調整（ワープ、モーフォング、コンフォームなど）される。調整された輪郭は、以降における呼出のためメモリに格納されてもよい。８８において、調整された輪郭は、放射線治療プラニング処理などの治療計画処理において利用するのに適した高解像度患者イメージに適合するように変換される（薄板スプラインや他の適切な補間技術などを用いて）。ユーザはさらに、既知の技術を用いて適応された輪郭を微調整する。
【００２９】
高解像度イメージがＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、Ｘ線、上記の変形などの何れかのイメージングモダリティを用いて生成されてもよいことは理解されるであろう。このようなシナリオでは、プロセッサは、検出されたランドマークにマッピングするため、モダリティに固有のランドマークを輪郭に提供する。アトラス３２は、ＣＴ、ＭＲ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、Ｘ線及び他のイメージ及びランドマークの何れか又はすべてがアトラスの輪郭にマッピング又は位置合わせできるように、硬構造のランドマーク、軟組織ランドマーク、ＰＥＴランドマーク、ＳＰＥＣＴランドマーク、Ｘ線ランドマークなどを有する。
【００３０】
他の実施例では、リファレンス輪郭のアトラスに加えて又は代わりに、複数の初期的なランドマークが、第１イメージングセッション中に患者に対して取得される。その後、初期的なランドマークは、治療の進捗などを評価するため、以降のイメージングセッションにおける比較のために利用される。
【００３１】
図５を参照して、一例となる病院システム１５０は、３Ｄイメージ表現を生成するため、個別の又は共有された再構成プロセッサ１５２により再構成されるイメージングデータを生成する、ＭＲイメージング装置１２、ＣＴスキャナ１４、核（ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴなど）スキャナ１５１、これらの組み合わせ（マルチモダリティシステムなど）などの複数のイメージング装置を有してもよい。イメージ表現は、ネットワーク１５４を介し中央メモリ１５６又はローカルメモリ１５８に通信される。
【００３２】
ネットワークに接続されるワークステーション１６において、オペレータは、ユーザインタフェース１７０を用いて、選択されたアイテム（低解像度３Ｄイメージ又は輪郭など）を中央メモリ１５６及びローカルメモリ１５８に移動させるか、又は中央メモリ１５６とローカルメモリ１５８との間で移動させる。ビデオプロセッサ１６６は、ディスプレイ４０の第１ビューポート１７２１において選択されたアイテムを表示する。患者イメージ（ＭＲＩ装置１２、ＣＴスキャナ１４及び核スキャナ１５１の１つにより生成される高解像度イメージなど）は、第２ビューポート１７２２に表示される。第３ビューポート１７２３は、調整された輪郭と高解像度イメージとの重ね合わせを表示可能である。例えば、ユーザは、リファレンス輪郭を患者の生体組織に一致させるため、アトラスから選択されたリファレンス輪郭のリファレンスランドマークと患者の低解像度イメージ（ＣＴ又はＭＲなど）において検出されたランドマークを位置合わせすることが許可可能である。例えば、オペレータは、インタフェース１７０を介し低解像度イメージの検出されたランドマークに対応するリファレンス輪郭のリファレンスランドマークを選択する（例えば、マウス、スタイラス、又は他の適したユーザ入力装置などを用いて）。あるいは、リファレンスランドマークと検出されたランドマークとが、プロセッサ１８により実行され、及び／又はメモリ２０に格納されているプログラムによって自動的に揃えることができる。ユーザインタフェース１７０のプロセッサ１８（図１）は、その後、揃えられたランドマークを用いてリファレンス輪郭の形状を患者の生体組織の形状に一致させるためにワーピング又はモーフィングアルゴリズムを実行する。プロセッサ１８はさらに、調整又は一致させた輪郭を患者の高解像度イメージにマッピングするための変換を実行する（例えば、薄板スプライン又は他の適切な補間技術などを利用して）。
【００３３】
高解像度イメージが調整された輪郭情報を含むと、それは、治療計画（放射線治療プランニング、超音波治療プランニング、理学療法プランニング、近接照射両方プランニング、ＨＩＦＵ（Ｈｉｇｈ−Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）ＭＲＩガイド治療、粒子線プランニング、アブレーションプランニングなど）における利用のため、治療計画コンポーネント１８０に提供される。治療装置１８２は、任意的には、生成される１以上の治療計画を実行するため、治療計画装置１８０に結合される。
【００３４】
他の実施例では、ビューポート１７２３に表示される重ね合わせは、高解像度イメージに対して低解像度イメージ及び／又は輪郭を重み付けするよう調整可能であり、又は低解像度イメージ及び／又は輪郭に対して高解像度イメージを重み付けするよう調整可能である。例えば、ディスプレイ１６８上に表示され、入力装置により操作されるか、又はメカニカルであってもよいスライダバー又はノブ（図示せず）が、ビューポート１７２１，１７２２におけるイメージのウェイトを変更するため調整されてもよい。一例では、オペレータは、高解像度イメージデータと低解像度イメージデータとの複数の及び／又は連続的な組み合わせを介し、純粋な高解像度イメージデータ（ビューポート１７２２に示される）から純粋な低解像度イメージデータ（ビューポート１７２１に示される）までビューポート１７２３のイメージを調整することができる。例えば、低解像度イメージデータに対する高解像度イメージデータのレシオは、０：１から１：０まで離散的又は連続的に調整可能である。他のオプションとして、高解像度イメージデータはグレイスケールにより表示され、低解像度イメージデータはカラー化することも可能であり、またその反対も可能である。
【００３５】
ユーザが中央メモリ１５６にアトラス又は輪郭ライブラリをダウンロード及び／又はインストールすると、アトラスは、ここに開示されるように高解像度イメージなどへの輪郭調整変換を実行するためネットワークを介しアクセス可能である。本例によると、複数のワークステーション又はユーザインタフェースが、各種治療計画処理のため特定の患者又はイメージングセッションに必要とされるような輪郭ライブラリ又はアトラスにアクセス可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージによりガイドされる治療計画に用いられるイメージおける解剖学的特徴を輪郭抽出するシステムであって、
イメージング装置から患者の解剖学的構造の初期イメージを受信し、
前記初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出し、
前記解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークと前記検出された解剖学的ランドマークの位置とを比較し、
前記検出された解剖学的ランドマークを前記リファレンスランドマークにマッピングし、
前記マッピングされたランドマークのペアに基づき、前記リファレンス輪郭を前記解剖学的構造に調整し、
前記調整されたリファレンス輪郭を利用して、前記解剖学的構造の第２イメージにおける前記解剖学的構造の輪郭を調整し、
調整された第２イメージをメモリに格納し、
前記調整された第２イメージを治療計画コンポーネントに提供するプロセッサを有するシステム。
【請求項２】
前記リファレンス輪郭は、薄板スプラインを利用して調整される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記初期イメージは、ＣＴスキャナにより生成される低線量ＣＴイメージである、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記検出されたランドマークは、硬組織ランドマークである、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記初期イメージは、ＭＲＩ装置により生成される低解像度磁気共鳴イメージである、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記検出されたランドマークは、軟組織ランドマークである、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
検出されたランドマークの位置情報は、ＤＩＣＯＭデータ転送プロトコルを用いて移出される、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記治療計画コンポーネントは、前記調整された第２イメージに含まれる情報に少なくとも部分的に基づき、放射線治療プラン、超音波治療プラン、粒子線治療プラン、アブレーションプラン及び理学療法プランの少なくとも１つを生成する、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記初期イメージと前記第２イメージとは、異なるイメージングモダリティを利用して生成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記初期イメージは、ＣＴスキャナとＭＲＩ装置との少なくとも１つを用いて生成され、
前記第２イメージは、前記ＣＴスキャナと、前記ＭＲＩ装置と、核イメージング装置との少なくとも１つを用いて生成される、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
イメージによりガイドされる治療計画に利用されるイメージにおける解剖学的特徴を輪郭抽出する方法であって、
初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出するステップと、
前記解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークと前記検出された解剖学的ランドマークの位置とを比較するステップと、
前記検出された解剖学的ランドマークを前記リファレンスランドマークにマッピングするステップと、
前記マッピングされたランドマークのペアに基づき、前記リファレンス輪郭を前記解剖学的構造に調整するステップと、
前記調整されたリファレンス輪郭を利用して、第２イメージにおける前記解剖学的構造の輪郭を調整するステップと、
前記調整された第２イメージに少なくとも部分的に基づき、治療計画を生成するステップと、
を有する方法。
【請求項１２】
前記初期イメージと前記第２イメージとの少なくとも１つをディスプレイ上に表示するステップと
前記初期イメージと前記第２イメージとの少なくとも１つをメモリに格納するステップと、
前記治療計画を前記メモリに格納するステップと、
の少なくとも１つをさらに有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
薄板スプラインを利用して前記リファレンス輪郭を調整するステップをさらに有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記初期イメージをＣＴスキャナにより生成するステップをさらに有し、
前記検出されたランドマークは、硬組織ランドマークである、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記初期イメージをＭＲＩ装置により生成するステップをさらに有し、
前記検出されたランドマークは、軟組織ランドマークである、請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記調整された第２イメージに含まれる情報に少なくとも部分的に基づき、放射線治療プラン、超音波治療プラン、粒子線治療プラン、アブレーションプラン及び理学療法プランの少なくとも１つを生成するステップをさらに有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
請求項１１記載の方法を実行するよう１以上のコンピュータを制御するコンピュータプログラムを担持するコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
請求項１１記載の方法を実行するようプログラムされるプロセッサを有する治療計画ワークステーション。
【請求項１９】
患者の治療計画を生成するためのコンピュータにより実行可能な命令を格納するコンピュータ可読媒体であって、
前記命令は、プロセッサにより実行されると、
ＭＲＩ装置とＣＴスキャナとの少なくとも１つを用いて前記患者の低解像度イメージを生成するステップと、
低解像度イメージにおける解剖学的構造上のランドマークを検出するステップと、
前記検出されたランドマークをメモリに格納されているリファレンス輪郭のリファレンスランドマークにマッピングするステップと、
１以上の薄板スプラインを利用して、前記マッピングされたランドマークを用いて前記解剖学的構造の輪郭に適合するように前記リファレンス輪郭を調整するステップと、
前記解剖学的構造の第２イメージに前記調整されたリファレンス輪郭を適用して、前記第２イメージを調整するステップと、
前記調整された第２イメージに少なくとも部分的に基づき放射線治療プランを生成するステップと、
を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記命令はさらに、前記ＣＴスキャナ、前記ＭＲＩ装置及び核スキャナの少なくとも１つを用いて前記第２イメージを生成するステップを有し、
前記第２イメージは、前記低解像度イメージと異なるイメージングモダリティを利用して生成される、請求項１９記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１】
イメージによりガイドされる治療計画に用いられるイメージおける解剖学的特徴を輪郭抽出するシステムであって、
イメージング装置から患者の解剖学的構造の初期イメージを受信し、
前記初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出し、
前記解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークと前記検出された解剖学的ランドマークの位置とを比較し、
前記検出された解剖学的ランドマークを前記リファレンスランドマークにマッピングし、
前記マッピングされたランドマークのペアに基づき、前記リファレンス輪郭を前記解剖学的構造に調整し、
前記調整されたリファレンス輪郭を利用して、前記解剖学的構造の第２イメージにおける前記解剖学的構造の輪郭を調整し、
調整された第２イメージをメモリに格納し、
前記調整された第２イメージを治療計画コンポーネントに提供するプロセッサを有するシステム。
【請求項２】
前記リファレンス輪郭は、薄板スプラインを利用して調整される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記初期イメージは、ＣＴスキャナにより生成される低線量ＣＴイメージである、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記検出されたランドマークは、硬組織ランドマークである、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記初期イメージは、ＭＲＩ装置により生成される低解像度磁気共鳴イメージである、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記検出されたランドマークは、軟組織ランドマークである、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
検出されたランドマークの位置情報は、ＤＩＣＯＭデータ転送プロトコルを用いて移出される、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記治療計画コンポーネントは、前記調整された第２イメージに含まれる情報に少なくとも部分的に基づき、放射線治療プラン、超音波治療プラン、粒子線治療プラン、アブレーションプラン及び理学療法プランの少なくとも１つを生成する、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記初期イメージと前記第２イメージとは、異なるイメージングモダリティを利用して生成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記初期イメージは、ＣＴスキャナとＭＲＩ装置との少なくとも１つを用いて生成され、
前記第２イメージは、前記ＣＴスキャナと、前記ＭＲＩ装置と、核イメージング装置との少なくとも１つを用いて生成される、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
イメージによりガイドされる治療計画に利用されるイメージにおける解剖学的特徴を輪郭抽出する方法であって、
初期イメージにおいて解剖学的ランドマークを検出するステップと、
前記解剖学的構造に対応するリファレンス輪郭におけるリファレンスランドマークと前記検出された解剖学的ランドマークの位置とを比較するステップと、
前記検出された解剖学的ランドマークを前記リファレンスランドマークにマッピングするステップと、
前記マッピングされたランドマークのペアに基づき、前記リファレンス輪郭を前記解剖学的構造に調整するステップと、
前記調整されたリファレンス輪郭を利用して、第２イメージにおける前記解剖学的構造の輪郭を調整するステップと、
前記調整された第２イメージに少なくとも部分的に基づき、治療計画を生成するステップと、
を有する方法。
【請求項１２】
前記初期イメージと前記第２イメージとの少なくとも１つをディスプレイ上に表示するステップと
前記初期イメージと前記第２イメージとの少なくとも１つをメモリに格納するステップと、
前記治療計画を前記メモリに格納するステップと、
の少なくとも１つをさらに有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
薄板スプラインを利用して前記リファレンス輪郭を調整するステップをさらに有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記初期イメージをＣＴスキャナにより生成するステップをさらに有し、
前記検出されたランドマークは、硬組織ランドマークである、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記初期イメージをＭＲＩ装置により生成するステップをさらに有し、
前記検出されたランドマークは、軟組織ランドマークである、請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記調整された第２イメージに含まれる情報に少なくとも部分的に基づき、放射線治療プラン、超音波治療プラン、粒子線治療プラン、アブレーションプラン及び理学療法プランの少なくとも１つを生成するステップをさらに有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
請求項１１記載の方法を実行するよう１以上のコンピュータを制御するコンピュータプログラムを担持するコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
請求項１１記載の方法を実行するようプログラムされるプロセッサを有する治療計画ワークステーション。
【請求項１９】
患者の治療計画を生成するためのコンピュータにより実行可能な命令を格納するコンピュータ可読媒体であって、
前記命令は、プロセッサにより実行されると、
ＭＲＩ装置とＣＴスキャナとの少なくとも１つを用いて前記患者の低解像度イメージを生成するステップと、
低解像度イメージにおける解剖学的構造上のランドマークを検出するステップと、
前記検出されたランドマークをメモリに格納されているリファレンス輪郭のリファレンスランドマークにマッピングするステップと、
１以上の薄板スプラインを利用して、前記マッピングされたランドマークを用いて前記解剖学的構造の輪郭に適合するように前記リファレンス輪郭を調整するステップと、
前記解剖学的構造の第２イメージに前記調整されたリファレンス輪郭を適用して、前記第２イメージを調整するステップと、
前記調整された第２イメージに少なくとも部分的に基づき放射線治療プランを生成するステップと、
を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記命令はさらに、前記ＣＴスキャナ、前記ＭＲＩ装置及び核スキャナの少なくとも１つを用いて前記第２イメージを生成するステップを有し、
前記第２イメージは、前記低解像度イメージと異なるイメージングモダリティを利用して生成される、請求項１９記載のコンピュータ可読媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５２２５５７（Ｐ２０１２−５２２５５７Ａ）
【公表日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０２８３４（Ｐ２０１２−５０２８３４）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５０８９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１３０５０
【国際公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５０８９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１３０５０
【国際公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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