图像处理器、治疗系统和图像处理方法
【专利说明】图像处理器、治疗系统和图像处理方法 [0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于并要求2013年11月29日提交的日本专利申请No. 2013-247662的优 先权利益；该日本专利的全部内容通过引用被并入本文。
技术领域
[0003] 本文描述的实施例通常涉及图像处理器、治疗系统和图像处理方法。
【背景技术】
[0004] 对于放射治疗，基于患者的以前捕获的透视图像来制订计划，使得在患者的身体 中的疾病的病灶被精确地照射。当制订计划时，预先确定照射方向、照射强度等。
[0005] 存在用于使待照射的对象的射线照相参考图像在计划时间的位置与在实际照射 时间的对象的位置对齐的定位装置和方法。常规地，存在当定位过程被执行时基于核面几 何来显示指导路线的技术。然而，很难使用具有低分辨率的显示图像精确地指定将用于定 位过程的点的位置。
【附图说明】
[0006] 图1是示出根据第一实施例的治疗系统的例子的方框图。
[0007] 图2是示出根据第一实施例的射线照相成像装置的位置关系的图。
[0008] 图3是示出根据第一实施例的第一和第二显示图像的图。
[0009] 图4是示出根据第一实施例的校正对应点的位置的方法的图。
[0010] 图5是示出由根据第一实施例的图像处理器执行的过程的流程图。
[0011] 图6是示出根据第二实施例的治疗系统的例子的方框图。
[0012] 图7是示出根据第二实施例的核线的图。
[0013] 图8是示出根据第二实施例的显示第一到第四显示图像的方法的图。
【具体实施方式】
[0014] 根据一个实施例，图像处理器可包括但不限于第一获取器、第二获取器、第一图像 生成器、第一点获取器和第一校正器。第一获取器获取在第一时间观察的目标的第一透视 图像。第一透视图像具有第一分辨率。第二获取器获取在不同于第一时间的第二时间观察 的目标的第二透视图像。第二透视图像具有第二分辨率。第一图像生成器分别从第一和第 二透视图像产生第一和第二显示图像。第一和第二显示图像具有低于第一和第二分辨率中 的至少一个的第三分辨率。第一点获取器获取在第一显示图像上的第一指定点和在第二显 示图像上的第一对应点。第一校正器在第二透视图像上搜索与在第一透视图像上的第一图 像类似的第二图像。第一图像包括第一对应点。第一校正器将在第二透视图像上的第一对 应点的位置校正到在第二透视图像上的对应于在第一透视图像上的指定点的位置的位置。
[0015] 根据另一实施例，治疗系统包括但不限于图像处理器、射线照相成像装置、显示装 置、操作设备和治疗装置。图像处理器包括但不限于第一获取器、第二获取器、第一图像生 成器、第一点获取器和第一校正器。第一获取器获取在第一时间观察的目标的第一透视图 像。第一透视图像具有第一分辨率。第二获取器获取在不同于第一时间的第二时间观察的 目标的第二透视图像。第二透视图像具有第二分辨率。第一图像生成器分别从第一和第二 透视图像产生第一和第二显示图像。第一和第二显示图像具有低于第一和第二分辨率中的 至少一个的第三分辨率。第一点获取器获取分别在第一和第二显示图像上的第一和第二对 应点。第一校正器在第二透视图像上搜索与在第一透视图像上的第一图像类似的第二图 像。第一图像包括第一对应点。第一校正器在第二透视图像上将第二对应点的位置校正到 第二图像的位置。放射照射成像装置捕获第二透视图像。显示装置显示在第三分辨率下的 第一和第二显示图像。操作设备将第一和第二对应点输入到第一点获取器。治疗装置基于 第二对应点的改变的位置对目标执行治疗。
[0016] 根据另一实施例，图像处理方法包括但不限于下面的过程。捕获在第一时间观察 的目标的第一透视图像。第一透视图像具有第一分辨率。捕获在不同于第一时间的第二时 间观察的目标的第二透视图像。第二透视图像具有第二分辨率。分别从第一和第二透视图 像产生第一和第二显示图像。第一和第二显示图像具有低于第一和第二分辨率中的至少一 个的第三分辨率。捕获分别在第一和第二显示图像上的第一和第二对应点。在第二透视图 像上搜索与在第一透视图像上的第一图像类似的第二图像。第一图像包括第一对应点。在 第二透视图像上将第二对应点的位置改变到第二图像的位置。
[0017] 在一些实施例中，第一校正器搜索在第二透视图像的第一区域内的第二图像，第 一区域包括第二对应点，且第一校正器将在第二透视图像上的对应点的位置校正到在第二 透视图像上的位置。对应点对应于在第一透视图像上的指定点的位置。
[0018] 在一些实施例中，第一点获取器获取更新的第一指定点或更新的第一对应点。
[0019] 在一些实施例中，第一图像生成器分别从第一和第二透视图像产生第一和第二比 较图像，第一和第二比较图像具有高于第三分辨率的第四分辨率。
[0020] 在一些实施例中，第三获取器获取在与第一透视图像被观察到的方向不同的方向 上在第三时间观察的目标的第三透视图像，且第三透视图像具有第四分辨率。第四获取器 获取在与第二透视图像被观察到的方向不同的方向上在第四时间观察的目标的第四透视 图像，第四时间不同于第三时间，第四方向为，且第四透视图像具有第五分辨率。第二图像 生成器分别从第三和第四透视图像产生第三和第四显示图像，第三和第四显示图像具有第 三分辨率。第二点获取器获取在第三显示图像上的第二指定点和在第四显示图像上的第二 对应点。第二校正器在第四透视图像上搜索类似于在第三透视图像上的第三图像的第四图 像，第三图像包括第三指定点，且第二校正器将在第四透视图像上的第二对应点的位置校 正到在第四透视图像上的位置。第二对应点对应于在第三透视图像上的指定点的位置。
[0021] 在一些实施例中，第二校正器基于核线来校正第二对应点的位置。
[0022] 在一些实施例中，第一获取器获取体素数据和从体素数据重构的第一透视图像中 的任一个。
[0023] 将在下文中参考附图描述各种实施例。
[0024] (第一实施例）
[0025] 将参考附图详细描述第一实施例。图1是示出治疗系统IOa的配置的例子的方 框图。治疗系统IOa可包括但不限于射线照相成像装置400、图像处理器IOOa和显示系统 200。治疗系统IOa还可包括但不限于计划装置300、治疗装置500和床600。
[0026] 计划装置300基于通过用户或操作员（例如外科医生或医生）的操作接收的输入 以及在将受到放射治疗、质子治疗或粒子治疗等的目标B(例如患者）内部的图像来制订治 疗计划。使用配置成捕获在目标B内部的透视图像的射线照相成像装置来捕获图像。这样 的射线照相成像装置可以是但不限于DEX射线装置、计算机断层摄影（CT)装置、磁共振成 像（MRI)装置、正电子发射断层摄影（PET)装置或单光子发射计算机断层摄影（SPECT)装 置等。
[0027] 计划装置300可包括但不限于数据库310、显示器320、操作设备330和控制器 340。
[0028] 数据库310存储在计划被制定时的时间获取的图像数据。所获取的图像可以是二 维或三维的。图像数据是通过每像素来量化待治疗的目标B内部的状态而获取的数据。图 像数据可以是基于从X射线装置、CT装置、MRI装置、PET装置或SPECT装置接收的信号的 数据。
[0029] 存储在数据库310中的数据可以是目标B的所获取的图像的体素数据。存储在数 据库310中的数据也可以是体素数据，作为通过使投影数据受到校正过程（例如对数转换、 偏移校正、灵敏度校正、射束硬化校正或散射辐射校正）来获取的原始数据。存储在数据 库310中的数据也可是从体素数据重构的二维图像数据。在本实施例中将给出关于数据库 310存储体素数据的情况的描述。
[0030] 在本实施例中将给出关于下列情况的描述：使用在制订治疗计划时的时间（在下 文中，"计划时间"）由X射线CT装置捕获的图像。
[0031] 显示器320在控制器340的控制下显示在计划时间的第一透视图像。第一透视图 像是在计划时间在第一方向上观察的目标B的图像。显示器320还在控制器340的控制下 显示在计划时间的第三透视图像。第三透视图像是在不同于第一方向的第三方向上在计划 时间观察的目标B的图像。例如，第一和第三透视图像是从存储在数据库310中的体素数 据重构的图像，即，数字地重构的射线照片（DRR)。当存在多个透视图像时，每个透视图像包 括负像和正像，优选地在控制器340的控制下显示被反转使得每个图像都包括负像或正像 的图像，其。
[0032] 操作设备330通过用户的操作接收输入。操作设备330根据所接收的输入给控制 器340提供信号。
[0033] 控制器340基于从操作设备330接收的信号来控制包括在计划装置300中的每个 单元。控制器340可以是但不限于中央处理单元（CPU)。
[0034] 射线照相成像装置400在治疗的时间捕获在目标B内部的透视图像。射线照相成 像装置400可以是但不限于X射线装置、CT装置、MRI装置等。在下文中，将描述射线照相 成像装置400是X射线成像装置的情况。射线照相成像装置400可包括但不限于控制器 410及第一和第二图像捕获器。第一图像捕获器包括第一射线辐射器420和第一射线探测 器440。第二图像捕获器包括第二射线辐射器430和第二射线探测器450。
[0035] 图2是示出射线照相成像装置400的位置关系的图。第一射线探测器440可包括 但不限于第一平板探测器（FPD)。第一射线探测器440的第一 FH)接收从第一射线探测器 440投射的X射线，并将所探测的X射线转换成数字信号。基于由第一 Fro转换的数字信 号，第一射线探测器440产生目标B的第二透视图像。第二透视图像是在与第一透视图像 被观察到的第一方向实质上相同的第二方向上在治疗时间观察的目标B的透视图像。第二 透视图像可以是但不限于由射线照相成像装置400 (X射线装置）捕获的图像，即，X射线照 片（XR)。在这里，第二透视图像可以是通过模拟从体素数据重构的二维透视图像，其中X射 线辐射器和投影平面的位置实际上被确定。
[0036] 第二射线探测器450可包括但不限于第二FPD。第二射线探测器450的第二FPD 接收从第二射线探测器450投射的X射线，并将所探测的X射线转换成数字信号。基于由 第二Fro转换的数字信号，第二射线探测器450产生目标B的第四透视图像。第四透视图 像是在与第三透视图像被观察到的第三方向实质上相同的第四方向上在治疗时间观察的 目标B的透视图像。
[0037] 第一射线探测器440布置成与第一射线辐射器420配对，从而使第一射线探测器 440的第一 FH)能够接收从第一射线辐射器420辐射的X射线。第二射线探测器450布置 成与第二射线辐射器430配对，从而使第二射线探测器450的第二FH)能够接收从第二射 线辐射器430辐射的X射线。
[0038] 在这里使用三维坐标系例如图2和7所示的XYZ坐标系来描述射线照相成像装置 400的配置和功能。射线照相成像装置400的第一和第二射线探测器440和450受到校准， 以便得到用于到XYZ坐标系的坐标变换的透视投影矩阵。具体地，第一射线探测器440布 置在XYZ坐标系中的Y轴的负方向上。第