用于在辐射处置规划中使用的新组织补偿器厚度可视化和修改工具的制作方法
【技术领域】
[0001]下文总体上涉及辐射治疗规划和评估。下文发现结合对要在在使用调制笔形射束的强度调制质子治疗(IMPT)中或在恒定强度宽射束质子治疗中使用的补偿器的厚度进行可视化和指定的具体应用，并且将具体参考其进行描述。下文也涉及对在强度调制辐射治疗(nffiT)中利用的补偿器调节器的厚度进行可视化和指定。然而，将理解，本申请还适用于其他使用场景，而不必限于前述应用。下文描述将处在针对包括处置计划的射束组内的单个射束的补偿器修改和剂量评估的情境中。然而，其不必被限制到仅仅在每射束的基础上来进行，由此，例如描绘的和评估的剂量能够是从许多源加和的剂量。
【背景技术】
[0002]辐射治疗的目的是将辐射的致死剂量递送到诸如肿瘤的感兴趣的目标区域，同时最小化到其他区，尤其是危险器官的辐射。各种途径可以被用于在治疗期间递送辐射，例如，頂RT、VMAT等。这些途径将具有外部辐射的良好定义的且精确计算的射束的辐射剂量递送到感兴趣的目标区域。
[0003]在质子辐射治疗中，固体元件可以被放置到辐射射束中以这样的方式修改辐射射束:使辐射射束适应具体患者的解剖结构并创建在患者内的辐射的期望沉积样式。这些设备的一类是孔径或块准直器，其被定制构建以定义射束的横截面，允许在射束轴和一般传播方向的横向的方向上调节射束边缘定位。另一设备被称为是bolus或组织补偿器或简单地被称为补偿器。质子射束补偿器允许在射束轴和一般传播方向的纵向的方向上调节质子射束边缘定位。
[0004]补偿器与质子射束等一起被用于修改辐射的穿透深度或停止定位。通过创建在包括补偿器的固体材料中的二维厚度样式，可以调节针对跨射束的横截面的所有点的停止厚度。这样做是为了创建能够环绕要被处置的目标的最下游表面的远端剂量表面。
[0005]系统计算的厚度补偿器值常常被修改以调节辐射剂量沉积的厚度样式。规划针对给定患者的辐射治疗处置的技术员想要快速地进行在补偿器的厚度样式中的这些修改，并且同时对相对于患者的解剖结构的得到的剂量样式进行可视化。可视化应当是以可容易解读的方式，因此技术员能够在浏览患者解剖结构时容易地评估修改和其结果。
[0006]为了进行调节，需要修改单个补偿器厚度值。技术员这样做的最基本且最直接的方法是经由对被存储在表中的厚度值的手动编辑。这是单调乏味的任务并且不提供对编辑的效果的空间透视。需要对该过程的可视化。
[0007]常见途径是创建在被称为射束相对视图(BRV)方面的可视化。这是透视图，如同人正沿着处置射束的中心轴向患者中看去。在该取向中，在患者的解剖结构中的期望深度处的与射束轴正交的平面(切片)沿着叠加的补偿器的厚度图被显示。在3-D解剖规划图像中的该切片显示患者解剖结构，并且已经被叠加在其对目标和其他器官的分割、等剂量线和任选地其他信息上。平面常常处在到在患者的解剖结构中的三个主要剖面(横向、矢状和冠状)的斜角处。
[0008]然而，存在关于射束相对视图显示的问题，因为所有元素被示出在一个平面中、在彼此的顶部上。这使其难以容易地确定单个元素，尤其是在所有元素被同时示出的情况下。
[0009]关于射束相对视图的另一问题是技术员不能够看到目标的整个远端表面或连续轮廓。相反，技术员仅仅看到表示对存在于可视化切片中的目标的轮廓的分割的不规则外形轮廓。这些表示常常不是以熟悉的方式逐切片地有规律连接，并且因此难以解读。
[0010]另外，当前实施方式不允许技术员看到在关于目标的补偿器厚度和等剂量水平中的关联。这是因为感兴趣的剂量水平可能位于被可视化以示出目标的当前切片的近平面或远平面。即，技术员不具有等剂量线位于哪个平面中或以哪种方式将该线带到期望定位的清晰的主意。
【发明内容】
[0011]下文公开了解决以上提到的问题和其他问题的一种用于对补偿器厚度进行可视化和监控的新的且改进的方法。
[0012]根据一个方面，一种补偿器厚度可视化和修改系统包括平面切片图像生成模块，所述平面切片图像生成模块用于根据患者图像数据集来生成平面切片图像的系列，所述平面切片图像的系列被设置具有平行于辐射射束的一个视图轴(射束相对视图或BRV)和垂直于辐射射束的一个视图轴(垂直射束相对视图或PBRV)。所述系统也包括可视化单元，所述可视化单元用于以图形化方式将补偿器厚度型线、感兴趣的目标和剂量表示中的至少一个描绘在所述平面切片图像的系列中的至少一个上。另外，所述系统包括调节模块，所述调节模块用于经由对至少一个补偿厚度值的图形化描绘的操纵接收对所述至少一个补偿器厚度值的调节的用户输入。
[0013]根据另一方面，一种用于对补偿器厚度进行可视化和修改的方法包括通过患者图像数据集来生成多个平面重建。所述方法还包括以图形化将补偿器厚度型线、感兴趣的目标区域和剂量表示中的至少一个描绘在所述多个平面重建中的至少一个上。所述方法也包括经由对至少一个补偿厚度值的图形化描绘的操纵接收对所述至少一个补偿器厚度值的调节，并且响应于接收到的调节而动态地更新以图形化方式描绘在多个平面重建中的至少一个上的所述补偿器厚度型线和所述剂量表示中的所述至少一个。
[0014]根据另一方面，一种补偿器厚度可视化和修改系统包括显示设备、至少一个用户输入设备和一个或多个处理器。所述一个或多个处理器被配置为根据患者数据集来生成平面切片图像的系列，所述图像的系列中的每个具有垂直于辐射射束方向的一个视图轴和在所有能用的垂直(方位角)查看方向内的用户选择的查看角度的一个视图轴。所述处理器还被配置为在所述显示设备上以图形化方式将补偿器厚度型线、至少一条等剂量线和感兴趣的目标描绘在所述平面切片图像的系列中的垂直于处置射束的轴的一个上。所述处理器还被配置为响应于接收到的对所述补偿器厚度型线和所述至少一条等剂量线的图形化描绘的操纵而动态地更新所述补偿器厚度型线和所述至少一条等剂量线。另外，所述一个或多个处理器被配置为响应于对补偿器厚度值表的图形化描绘的操纵而自动更新所述补偿器厚度值表。
[0015]—个优点是临床医师能够在单个显示器上在单个平面内同时查看感兴趣的目标、补偿器厚度型线和包括穿透深度的等剂量线。
[0016]另一优点在于临床医师的使关于目标的补偿器厚度和等剂量水平的关联可视化的能力。
[0017]另一优点在于经由关联的补偿器厚度型线、等剂量线和目标平面切片图像对辐射剂量分布的有效可视化和操纵。
[0018]另一优点在于临床医师的以图形化方式操纵在可视化中的补偿器厚度以及立即看到在下游(远端)剂量表面的结果改变的能力。
[0019]另一优点在于响应于对向临床医师显示的补偿器型线进行的调节而自动更新补偿器厚度值表的能力。
[0020]另一优点在于从补偿器厚度值表选择单元格和自动查看恰当平面切片图像的能力，所述恰当平面切片图像包括对应于与单元格相关联的定位的、补偿器上的定位。
[0021]另一优点在于使用在当前显示的补偿器厚度型线上的工具以图形化方式选择定位并且使软件自动导航以及显示示出对应补偿器厚度值和单元格定位的对应厚度表单元格的能力。
[0022]另一优点是使用与以图形化方式显示的补偿器厚度型线交互的分析工具以及显示补偿器的当前物理属性，包括(X，y)定位、物理(Z)厚度和水等效厚度的能力。
[0023]另一优点在于以图形化方式示出在补偿器厚度表中的选择的行/列与显示的补偿器厚度型线之间的关联性的能力，反之亦然。当用户浏览示出不同补偿器厚度型线的垂直切片时，构成显示的补偿器型线的单元格的对应行或列被突出显示。
[0024]另一优点是软件的在射束相对视图(BRV)中显示解剖结构、补偿器厚度和剂量以及在该额外的视图中显示导航线的能力。这些线描绘当前显示的垂直射束相对视图(PBRV)平面的在射束相对视图(BRV)内的定位。当用户滚动通过垂直视图切片或改变它们的方位角视图角度时，自动更新这些导航线。用户可以与在射束相对视图中显示的导航线交互，并且将它们移动到新的定位，或者当它们平分射束的中心轴时，使这些线旋转。所述系统自动更新对垂直切片的显示以反映导航线的新的定位。
[0025]另一优点是软件的执行本发明的实施例而无论补偿器制造方法如何的能力。所述方法允许对使用切入的、连续的和其他制造方法制造的补偿器的可视化和厚度修改。
[0026]本领域的普通技术人员在阅读并理解下文详细描述后将认识到其他优点。
【附图说明】
[0027]本发明可以采用各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于说明优选实施例的目的，并且不应被解释为对本发明的限制。
[0028]图1示意性地图示了补偿器厚度可视化和修改系统的实施例。
[0029]图2图示了根据一个实施例的平面切片图像。
[0030]图3图示了辐射处置射束和查看射束的三维表示。
[0031]图4图示了在用户指定方位角度的辐射处置射束和查看射束的三维表示。
[0032]图5A图示了针对其厚度产生不完全覆盖目标的剂量分布的补偿器的在图4中描绘的垂直视图射束的重建切片的二维表示。
[0033]图5B图示了针对图5A的垂直视图射束的重