图像处理器、治疗系统和图像处理方法_5

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视图像可以是通过模拟由体素数据重构的二维透视图像,在所述模拟中,虚拟确 定x射线辐射器和投影面的位置。
[0095] 第二射线探测器450可以包括但不限于第二FPD。第二射线探测器450的第二FPD 探测从第二射线探测器450投射的x射线,并将接收到的x射线转换成数字信号。第二射 线探测器450在第二FH)转换的数字信号的基础上生成对象B的第四透视图像。第四透视 图像是在治疗时(即,该时间不同于获得第三透视图像的时间)从第四方向观察的对象B 的透视图像,所述第四方向与观观察第三透视图像的第三方向基本相同。
[0096] 将第一射线探测器440设置为与所述第一射线辐射器420成对,由此使第一射线 探测器440的第一 FH)能够探测到从第一射线辐射器420辐射的x射线。将第二射线探测 器450设置为与第二射线辐射器430成对,由此使第二射线探测器450的第二FH)能够探 测到来自第二射线辐射器430的x射线。
[0097] 这里,采用诸如图2所示的XYZ坐标系的三维坐标系描述放射照相成像设备400 的配置和功能。所述放射照相成像设备400的第一和第二射线探测器440和450受到校准, 以获得用于向XYZ坐标系的坐标变换的透视投影矩阵。尤其是将第一射线探测器440设置 到XYZ坐标系中的Y轴的负向内。将第二射线探测器450设置到XYZ坐标系中的X轴的正 向内。将第一射线辐射器420设置到XYZ坐标系中的Y轴的正向内。第一射线辐射器420 朝向第一射线探测器440辐射x射线。将第二射线辐射器430设置到XYZ坐标系中的X轴 的负向内。第二射线辐射器430朝向第二射线探测器450辐射x射线。
[0098] 尽管在本实施例中描述了将第一和第二射线探测器440和450设置为彼此正交的 情况,但是本实施例的配置不限于此。但是,为了执行三维定位过程,优选将第一和第二射 线探测器440和450设置为不相互平行。
[0099] 来自第一射线辐射器420的x射线穿过对象B抵达第一射线探测器440。采用抵 达第一射线探测器440的x射线的能量生成第二透视图像。另一方面,来自第二射线辐射 器430的x射线输出穿过对象B抵达第二射线探测器450。采用抵达第二射线探测器450 的x射线的能量生成第四透视图像。
[0100] 控制器410控制放射照相成像设备400的每一单元。控制器410可以是但不限于 中央处理单元(CPU)。控制器410接收来自第一射线探测器440的第二透视图像。控制器 410将第二透视图像提供给图像处理器100。
[0101] 图像处理器100由第一透视图像生成第一图像。图像处理器100由第二透视图像 生成第二图像。下文将描述图像处理器100的细节。
[0102] 显示系统200在治疗时显示图像处理器100生成的图像。显示系统200可以包括 但不限于显示器210和操作装置220。显示器210接收来自图像处理器100的图像数据。 所述图像数据可以包括但不限于指示由第一透视图像生成的第一图像的数据。所述图像数 据可以包括但不限于指示由第二透视图像生成的第二图像的数据。所述图像数据可以包括 但不限于指示由所述第一和第二透视图像生成的相似度图像的数据(将参考图3到图9对 其予以描述)。
[0103] 显示器210以预定显示分辨率显示第一和第二图像以及相似度图像。显示器210 可以是但不限于液晶显示屏板、有机EL屏板、等离子体显示屏板或阴极射线管(CRT)。所述 预定显示分辨率可以是图像处理器100生成的图像的分辨率或者通过操作装置220精确确 定的分辨率。
[0104] 操作装置220是输入装置,其接收通过用户的操作产生的输入,并根据所接收到 的输入向图像处理器1〇〇提供信号。操作装置220可以接收通过被执行为向图像处理器100 内输入指示显示器210上显示的图像上的位置的信息的操作而产生的输入。可以将指示图 像上的位置的信息表示为坐标。操作装置220不限于具体装置只要用户能够输入指示位置 的信息即可。操作装置220可以包括但不限于触摸屏、键盘、鼠标等。用户对操作装置220 进行操作从而以显示器分辨率的精度指定图像上的位置,由此向图像处理器100输入指示 该位置的信息。例如,在操作装置220是鼠标时,用户采用鼠标将光标移动到图像上的位置 并执行点击,由此指定图像上的位置。
[0105] 可以将操作装置220和显示器210集成。在这种情况下,用户触摸显示器210上显 示的操作装置220,从而以显示器分辨率的精度指定图像上的位置,由此向图像处理器100 输入指示所述位置的信息。
[0106] 治疗设备500是在治疗时用于使对象B接受针对对象B的放射疗法、质子疗法或 粒子疗法的设备。治疗设备500可以包括但不限于控制器510和射线辐射器520。控制器 510对治疗设备500的每一单元加以控制。控制器510可以是但不限于中央处理单元。控 制器510接收来自图像处理器100的定位信号。控制器510在所述定位信号的基础上对射 线辐射器520加以控制。射线辐射器520在控制器510的控制下朝向通过床600定位的对 象B辐射无线电射束、质子束或粒子束。
[0107] 床600接收来自图像处理器100的定位信号。在使对象B保持平躺的同时床600 在所述定位信号的基础上使对象B在预定区域内移动。因而,将所述无线电射束、质子束或 粒子束从射线辐射器520准确地照射到对象B体内的精确确定的点上。
[0108] 接下来,这里将描述图像处理器100的细节。
[0109] 图像处理器100可以包括但不限于第一采集器110、第二采集器120、图像生成器 130、点采集器140和校正器150。
[0110] 第一采集器110从计划设备300采集在第一时间上采集到的从第一方向来观察的 对象B的第一透视图像。第一采集器110可以从计划设备300的数据库310采集指示对象 B的第一透视图像的体素数据。第一采集器110将指示第一透视图像的图像数据提供给图 像生成器130。
[0111] 第二采集器从放射照相成像设备400的控制器410采集在不同于第一时间的第二 时间捕获的从第二方向观察的对象B的第二透视图像。第二方向与观察到第一透视图像的 第一方向基本相同。第二采集器120将第二透视图像提供给图像生成器130和校正器150。
[0112] 图像生成器130生成具有预定显示分辨率的图像。所述预定显示分辨率可以选自 显示器210可用的分辨率或者用户预定的分辨率。
[0113] 图像生成器130接收来自第一采集器110的第一透视图像。图像生成器130将第 一透视图像提供给校正器150。这里,图像生成器130可以从第一采集器110接收体素数 据。在这种情况下,图像生成器130由所述体素数据重构第一透视图像。
[0114] 图像生成器130由第一透视图像生成第一图像。第一图像是通过对第一透视图像 重定尺寸而生成的。"重定尺寸"一词是指改变图像的像素数量。这里,使图像生成器130生 成第一图像的方法包括但不限于最近邻法、双线性内插法、立方卷积法等。图像生成器130 将所生成的第一图像提供给显示系统200的显示器210。
[0115] 图像生成器130收到来自第二采集器120的第二透视图像。图像生成器130由第 二透视图像生成第二图像。第二图像是通过对第二透视图像重定尺寸而生成的。这里,使图 像生成器130生成第二图像的方法包括但不限于最近邻法、双线性内插法、立方卷积法等。 图像生成器130将所生成的第二图像提供给显示系统200的显示器210。
[0116] 图像生成器130基于第一和第二透射图像之间的相似度生成图像(下文中的相似 度图像)作为基于第一和第二透视图像的图像。所述相似度图像可以是以分别由所述第一 和第二透视图像生成的第一和第二图像之间的相似度为基础的图像。图像生成器130在第 一和第二透视图像的基础上生成所述相似度图像,其中,第一透视图像的第一坐标不变,改 变第二透视图像的第二坐标。第一透视图像在第一坐标上是固定的。第二透视图像在第二 坐标上是固定的。第二坐标是可采用操作装置220改变或移动的。例如,通过采用操作装 置220,移动第二坐标,从而缩小分别处于第一和第二坐标上的第一点和第二点的第一位置 和第二位置之间的偏差,由此提高相似度。可以进一步移动第二坐标,从而使第一和第二坐 标上的第一和第二位置相互等同,以取得最高相似度。
[0117] 图像生成器130生成第一和第二透视图像之间的差分图像作为所述相似度图像。 图像生成器130使显示器210显示排成一行的第一和第二透视图像以及所述差分图像。图 像生成器130可以使显示器210显示叠加在所述第一或第二透视图像上的差分图像(下文 中的叠加图像)。
[0118] 图像生成器130可以生成基于第一和第二透视图像的片状图像或切换图像作为 相似度图像。所述片状图像是将第一和第二透视图像的部分安排到网格当中的图像。后面 将参考图9描述片状图像。切换图像是使第一和第二透视图像以预定周期交替切换的图 像。后面将采用表达式(3)描述切换图像。
[0119] 此外,图像生成器130可以生成由第一和第二透视图像之间的像素值的差分的平 方和获得的图像作为所述相似度图像,其又称为平方差加和(SSD)图。此外,图像生成器 130可以生成由第一和第二透视图像之间的像素值的差的和获得的图像作为所述相似度图 像,其又称为绝对差加和(SAD)图。此外,图像生成器130可以生成由第一和第二透视图 像的像素值之间的归一化互相关获得的图像作为所述相似度图像,其又称为归一化互相关 图。此外,图像生成器130可以生成以经旋转、尺寸增大或尺寸减小的第一和第二透视图像 为基础的图像作为所述相似度图像。这里,图像生成器130可以生成以经旋转、尺寸增大或 尺寸减小的第一和第二图像(以之替代经旋转、尺寸增大或尺寸缩小的第一和第二透视图 像)为基础的图像作为所述相似度图像。
[0120] 图像生成器130从点采集器140接收指示第一点的位置的信息。图像生成器130 可以生成通过将表示第一点的位置的图像叠加到第一图像上而获得的图像。通过白圈等指 示表现位置的图像。图像生成器130从点采集器140接收指示第二点的位置的信息。图像 生成器130可以生成通过将表示第二点的位置的图像叠加到第二图像上而获得的图像。
[0121] 图像生成器130可以生成表示基于第一和第二透视图像的图像的轮廓的框架图 像。所述的基于第一和第二透视图像的图像可以是但不限于相似度图像。这里,图像生成 器130可以根据第一和第二透视图像之间的相似度改变框架图像的颜色。
[0122] 点采集器140从操作装置220采集在第一图像上指示的第一点。点采集器140可 以采集指示第一点的更新位置的信息。点采集器140将指示第一点的位置的第一信息提供 给校正器150和图像生成器130。
[0123] 点采集器140从操作装置220采集第二图像上的第二点(对应点),其对应于第一 图像上的第一点(指定点)。点采集器140可以采集指示第二点的更新位置的信息。点采 集器140将指示第二点的位置的第二信息提供给校正器150和图像生成器130。
[0124] 校正器150接收指示第一点的位置的第一信息和指示第二点的位置的第二信息。 校正器150在所述第一和第二信息的基础上生成定位信号,并将所生成的定位信号提供给 治疗设备500和床600。
[0125] 校正器150接收来自图像生成器130的第一透视图像。校正器150接收来自第二 采集器120的第二透视图像。校正器150确定第一透视图像的部分图像和第二透视图像的 部分图像之间的相似度。采用诸如图案匹配的图像处理计算相似度。能够精确地获得第一 透视图像上的点和第二透视图像上的点之间的位置关系。
[0126] 接下来将描述图像生成器130的细节。
[0127] 在下文中,LO^y)表示第一图像上的坐标(x,y)的像素值。I2(x,y)表示第二图 像上的坐标(x,y)的像素值。( Xl,yi)表示第一图像上的
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