專利名稱：模型增強(qiáng)的成像的制作方法
模型增強(qiáng)的成像下文總體上涉及成像，尤其適用于正電子發(fā)射斷層攝影(PET)；不過(guò)，也可以使其 適應(yīng)于其他醫(yī)療成像和非醫(yī)療成像應(yīng)用。通常在診斷之后通過(guò)輻射治療來(lái)處置腫瘤。在輻射治療中，將高到足以殺死腫瘤 細(xì)胞的輻射劑量遞送到腫瘤。常規(guī)輻射治療系統(tǒng)，例如強(qiáng)度調(diào)制的輻射治療(IMRT)系統(tǒng)， 能夠向靶區(qū)域精確地遞送處方劑量，避過(guò)靶區(qū)域周圍的“正?！苯M織并且使“正?！苯M織免 于受到輻射損傷的更大風(fēng)險(xiǎn)。通常，根據(jù)處方給出的分配方案，在數(shù)周之內(nèi)以很多部分劑量 的形式給出輻射劑量?？梢允褂霉δ苄猿上駥?duì)包括腫瘤的活組織中的葡萄糖攝取進(jìn)行成像，腫瘤一般表 現(xiàn)出相對(duì)于“正?！苯M織更大的代謝速率。對(duì)于腫瘤而言，功能性成像能夠用于定位、階段 劃分和監(jiān)測(cè)生長(zhǎng)。這種功能性流程的范例包括利用wF-氟代脫氧葡萄糖(FDG)。對(duì)于這種 流程而言，將示蹤劑FDG引入待掃描的對(duì)象或受檢者體內(nèi)。隨著放射性藥劑的衰變，產(chǎn)生正 電子。當(dāng)在正電子湮沒(méi)事件中正電子與電子交互作用時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)重合的511keV Y射線。 Y射線沿著響應(yīng)線向相反方向行進(jìn)，將在重合時(shí)間窗口之內(nèi)探測(cè)到的、射線對(duì)記錄為湮 沒(méi)事件。重建在掃描期間采集的事件以產(chǎn)生表示放射性核素分布，并因此表示組織和腫瘤 攝取的葡萄糖分布的圖像或其他數(shù)據(jù)。還能夠使用功能性成像來(lái)監(jiān)測(cè)腫瘤以及處于來(lái)自輻射處置的輻射風(fēng)險(xiǎn)下的組織 的響應(yīng)。不過(guò)，組織對(duì)所加輻射的反應(yīng)之一是細(xì)胞死亡和炎癥，這是因?yàn)榫奘杉?xì)胞被吸引到 被處置部位以處理或消除由輻射殺死的細(xì)胞。這種處理可能導(dǎo)致被輻射組織中葡萄糖的攝 取增加。令人遺憾的是，對(duì)于功能性PET而言，炎癥引起的葡萄糖攝取增加無(wú)法與腫瘤中的 葡萄糖攝取增加區(qū)分開(kāi)。結(jié)果，一旦炎癥反應(yīng)開(kāi)始，就不能通過(guò)功能性PET定量地單獨(dú)測(cè)量 出腫瘤對(duì)輻射處置的響應(yīng)。相反，圖像數(shù)據(jù)示出了腫瘤和巨噬細(xì)胞兩者的葡萄糖攝取。示出形態(tài)變化(例如腫瘤尺寸)的諸如CT、MRI或其他成像流程的流程，能夠在處 置之后數(shù)周，在身體有時(shí)間對(duì)死細(xì)胞進(jìn)行響應(yīng)之后再執(zhí)行，以便確定被處置的腫瘤是縮小 了還是長(zhǎng)大了。令人遺憾的是，除非直到數(shù)周之后，否則這樣的信息不提供定量信息，不能 用于確認(rèn)當(dāng)前處置參數(shù)，幫助改變參數(shù)或確定終止處置。在另一種方法中，基于指示其他人 如何對(duì)處置響應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)假設(shè)處置的效果。令人遺憾的是，類似的腫瘤未必做出同樣的 響應(yīng)，導(dǎo)致這種方法容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。盡管如上所述，通過(guò)輻射治療處置腫瘤，但也使用其他處置方案來(lái)處置腫瘤。令人 遺憾的是，常常難以作出處置決定，因?yàn)榛寄[瘤的患者個(gè)體常常不會(huì)對(duì)處置進(jìn)行預(yù)期的響 應(yīng)，且處置可能產(chǎn)生不期望的副作用。因此，通常在處置期間通過(guò)附加檢查，例如成像、血液 檢查等來(lái)監(jiān)測(cè)患者。如果處置監(jiān)測(cè)表明處置未產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果，能夠終止和/或更改處置。原 則上，可以在計(jì)算機(jī)模型的幫助下模擬腫瘤的發(fā)展和處置響應(yīng)。然而，在臨床實(shí)踐中這樣做 可能是困難的，可能計(jì)算強(qiáng)度大。此外，這種模型依賴于人口數(shù)據(jù)作為輸入，其可能不代表 個(gè)體患者。正向和反向規(guī)劃是對(duì)于外部射束輻射治療的直線加速器參數(shù)優(yōu)化的兩個(gè)概念。在 正向規(guī)劃中，由用戶手動(dòng)改變直線加速器的參數(shù)，例如射束數(shù)量及其角位置，直到滿足處置設(shè)計(jì)參數(shù)為止，例如提供給靶的劑量以及提供給正常組織的最大劑量。由于參數(shù)數(shù)量的原 因，一般不能通過(guò)正向規(guī)劃解決IMRT的問(wèn)題。反向規(guī)劃旨在通過(guò)計(jì)算方法使參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)化，其中，通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)大多數(shù)參數(shù)的優(yōu)化，但像射束數(shù)量、角坐標(biāo)、劑量-體積或生物 目標(biāo)和約束的一些初始設(shè)置仍然是手動(dòng)確定的。根據(jù)處置的復(fù)雜性，可能需要優(yōu)化、結(jié)果檢查和輸入?yún)?shù)調(diào)節(jié)的若干次迭代，以實(shí) 現(xiàn)臨床可接受的計(jì)劃。一種進(jìn)一步使這種迭代過(guò)程自動(dòng)化的方法是通過(guò)在給定間隔中改變 反向規(guī)劃輸入?yún)?shù)并接下來(lái)允許用戶在計(jì)劃間導(dǎo)航且選擇計(jì)劃來(lái)計(jì)算很多可能的IMRT方 案。然而，這種方法可能計(jì)算強(qiáng)度大，需要在高維度空間中導(dǎo)航，使其用戶友好性較低。此 外，仍然需要指定各種輸入?yún)?shù)。本申請(qǐng)的各個(gè)方面解決上述問(wèn)題以及其他問(wèn)題。根據(jù)一個(gè)方面，一種治療處置響應(yīng)模擬器包括建模器，所述建模器基于關(guān)于對(duì)象 或受檢者的信息產(chǎn)生所述對(duì)象或受檢者的結(jié)構(gòu)的模型；以及預(yù)測(cè)器，所述預(yù)測(cè)器基于所述 模型和治療處置計(jì)劃產(chǎn)生表示所述結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的預(yù)測(cè)。在另一方面中，一種治療系統(tǒng)包括處置響應(yīng)模擬器，所述處置響應(yīng)模擬器基于對(duì) 象或受檢者的模型和用于所述對(duì)象或受檢者的治療處置計(jì)劃產(chǎn)生參數(shù)圖，所述參數(shù)圖包括 表示所述對(duì)象或受檢者的第一結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的定量信息；以及處置監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)，所述處置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于所述參數(shù)圖增強(qiáng)從在所述處置之后采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像數(shù) 據(jù)。在另一方面中，一種方法包括基于從在處置前采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的表示對(duì)象或受 檢者的第一結(jié)構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生表示所述結(jié)構(gòu)的模型；基于所述模型和治療處置計(jì)劃產(chǎn)生 表示所述第一結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的預(yù)測(cè)；以及基于所述預(yù)測(cè)產(chǎn)生參數(shù)圖，所述 參數(shù)圖包括關(guān)于所述第一結(jié)構(gòu)的定量信息。在另一方面中，一種方法包括模擬靶組織對(duì)處置的第一響應(yīng)；模擬參考組織對(duì) 所述處置的第二響應(yīng)；處置所述靶組織和所述參考組織；確定所述靶組織對(duì)所述處置的第 三響應(yīng)；確定所述參考組織對(duì)所述處置的第四響應(yīng)；以及基于所述第四響應(yīng)對(duì)所述第三響 應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化。在另一方面中，一種方法包括獲得處置前信息；基于所述處置前信息開(kāi)發(fā)出治療 的可能效果的模型；獲得處置后功能性圖像；以及將所述治療后功能性圖像與所述模型比 較以確定治療功效。在另一方面中，一種系統(tǒng)包括處理部件，所述處理部件處理與患者對(duì)應(yīng)的患者數(shù) 據(jù)；以及候選參數(shù)選擇器，所述候選參數(shù)選擇器基于經(jīng)處理數(shù)據(jù)選擇對(duì)于患者的處置確定 電腦(in silico)模擬的候選模擬參數(shù)集?；颊郀顟B(tài)模擬器使用所述候選參數(shù)集為所述 患者執(zhí)行患者狀態(tài)確定電腦模擬，并基于所述模擬產(chǎn)生表示所述患者的預(yù)測(cè)狀態(tài)的第一信 號(hào)。判決部件基于所述預(yù)測(cè)狀態(tài)和所述患者的已知狀態(tài)產(chǎn)生表示所述候選參數(shù)集是否適于 所述患者的第二信號(hào)。在另一方面中，一種方法包括基于對(duì)于第一患者的經(jīng)處理患者數(shù)據(jù)選擇一參數(shù) 集，其中所述參數(shù)集與不同患者對(duì)應(yīng)；基于所述參數(shù)集執(zhí)行第一電腦模擬，其中模擬結(jié)果預(yù) 測(cè)所述第一患者的狀態(tài)。在另一方面中，一種方法包括基于對(duì)于患者的一患者特異性參數(shù)集為所述患者執(zhí)行電腦處置模擬，所述患者特異性參數(shù)集是通過(guò)電腦參數(shù)模擬產(chǎn)生的，其中所述患者特異 性參數(shù)集開(kāi)始是未知的，且是基于已知參數(shù)和另一患者的狀態(tài)確定的。在閱讀并理解了下述詳細(xì)說(shuō)明的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的 其他方面。本發(fā)明可以采用各種部件或部件設(shè)置，以及通過(guò)各種步驟或步驟設(shè)置的形式。附 圖的作用在于對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行圖示，不應(yīng)認(rèn)為其對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。

圖1示出了一種示范性醫(yī)療成像系統(tǒng)。圖2示出了范例處置響應(yīng)模擬器和范例處置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。圖3和4示出了一種方法。圖5示出了范例參數(shù)確定器。圖6示出了范例處置模擬器，其采用經(jīng)圖5的參數(shù)確定器確定的參數(shù)。圖7示出了經(jīng)由電腦模擬確定處置模擬患者特異性輸入?yún)?shù)的方法。圖8示出了采用處置模擬患者特異性輸入?yún)?shù)執(zhí)行電腦處置模擬的方法。圖9示出了輻射處置計(jì)劃識(shí)別器。圖10示出了一種方法。圖11示出了輻射處置計(jì)劃服務(wù)器。圖1示出了成像系統(tǒng)100，其包括以大致環(huán)形或輪狀布置沿縱軸或ζ軸繞檢查區(qū)域 104設(shè)置的γ輻射敏感探測(cè)器102。在本范例中，探測(cè)器102沿著ζ軸布置成多個(gè)環(huán)。探 測(cè)器102探測(cè)表征發(fā)生于檢查區(qū)域104中的正電子湮沒(méi)事件的γ輻射。單個(gè)探測(cè)器102 可以包括一個(gè)或多個(gè)閃爍晶體和對(duì)應(yīng)的光傳感器，例如光電倍增管、光電二極管等。晶體在 被Y射線擊中時(shí)發(fā)光，而光被一個(gè)或多個(gè)光傳感器接收，產(chǎn)生表示其的電信號(hào)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)106處理信號(hào)并產(chǎn)生投射數(shù)據(jù)，例如在圖像采集期間由探測(cè)器102 探測(cè)的湮沒(méi)事件列表。列表模式的投射數(shù)據(jù)通常包括所探測(cè)事件的列表，列表中的條目包 括信息，例如探測(cè)到事件的時(shí)間。對(duì)識(shí)別器108例如經(jīng)由能量開(kāi)窗(例如丟棄511keV能量 范圍外的事件)、重合探測(cè)(例如，丟棄在時(shí)間上彼此分開(kāi)大于閾值的事件對(duì))或其他方法， 識(shí)別屬于對(duì)應(yīng)電子-正電子湮沒(méi)事件的基本同時(shí)或重合的Y射線探測(cè)對(duì)。響應(yīng)線(L0I )處理器110處理對(duì)于每個(gè)事件對(duì)的空間信息以識(shí)別連接兩個(gè)Y射 線探測(cè)的空間L0R。在配置了飛行時(shí)間(TOF)能力時(shí)，TOF處理器分析重合對(duì)的每個(gè)事件的 時(shí)間之間的時(shí)間差，以沿著LOR定位或估計(jì)正電子-電子湮沒(méi)事件的位置。或者，可以將采 集的數(shù)據(jù)分揀或分裝入正弦圖或投射分箱中。對(duì)于大量正電子-電子湮沒(méi)事件累積的結(jié)果 包括表示放射性核素在對(duì)象中分布的投射數(shù)據(jù)。重建器112使用適當(dāng)?shù)闹亟ㄋ惴?，例如過(guò)濾反向投射、帶校正的迭代反向投射等 重建投射數(shù)據(jù)以產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。支撐114支撐著待成像的對(duì)象或受檢者，例如人類患者。 對(duì)象支撐114可以與系統(tǒng)100的操作協(xié)同地移動(dòng)，以在成像區(qū)域中定位患者或成像受檢者。 控制臺(tái)116包括諸如監(jiān)視器或顯示器的人可以閱讀的輸出裝置以及諸如鍵盤和鼠標(biāo)的輸 入裝置。存在于控制臺(tái)116上的軟件允許操作員與掃描機(jī)100交互。在圖示的范例中，結(jié)合治療處置系統(tǒng)使用成像系統(tǒng)100，治療處置系統(tǒng)可以包括輻 射治療、化學(xué)治療系統(tǒng)、粒子(例如質(zhì)子)治療、高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)、消融、這些的組合 和/或其他處置系統(tǒng)。處置規(guī)劃系統(tǒng)122用于為治療處置系統(tǒng)120產(chǎn)生處置計(jì)劃。在一種情況下，處置規(guī)劃系統(tǒng)122在產(chǎn)生處置計(jì)劃時(shí)使用圖像數(shù)據(jù)，例如CT、MR和/或其他圖像數(shù) 據(jù)。這樣的圖像數(shù)據(jù)可以包括信息，例如與被掃描結(jié)構(gòu)的電子密度相關(guān)的信息，其能夠用于 計(jì)算治療處置系統(tǒng)120要給予靶區(qū)域的劑量。處置響應(yīng)模擬器IM模擬對(duì)象或受檢者中經(jīng)處置結(jié)構(gòu)和/或待處置的未經(jīng)處置結(jié) 構(gòu)的響應(yīng)和/或發(fā)展，并產(chǎn)生預(yù)測(cè)，該預(yù)測(cè)表示一個(gè)或多個(gè)不同結(jié)構(gòu)在經(jīng)處置和/或不經(jīng)處 置的情況下可能會(huì)如何響應(yīng)和/或發(fā)展。如下文更詳細(xì)所述，響應(yīng)模擬器1 可以基于諸 如在處置前采集的圖像數(shù)據(jù)和/或關(guān)于對(duì)象或受檢者的其他信息的信息產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè) 模型，并可以使用一個(gè)或多個(gè)模型，連同諸如處置計(jì)劃的處置信息和/或?qū)ο蠡蚴軝z者信 息一起，產(chǎn)生預(yù)測(cè)。可以通過(guò)對(duì)于感興趣結(jié)構(gòu)的參數(shù)圖形式來(lái)表現(xiàn)預(yù)測(cè)，該參數(shù)圖提供了關(guān) 于響應(yīng)的定量信息。在一種情況下，通過(guò)電腦模擬產(chǎn)生或通過(guò)計(jì)算機(jī)或基于計(jì)算機(jī)模擬導(dǎo) 出模型、預(yù)測(cè)和/或參數(shù)。能夠在Mamatakos等人的“In Silico Radiation Oncology Combing Novel SimulationAlgorithms with Current Visualization Techniques，，,Proc IEEE, Vol. 90，No. 11，pp. 1764-1771(2002)中找到適當(dāng)電腦模擬模型的范例。在另一種情 況下，可以額外地或備選地通過(guò)經(jīng)驗(yàn)方式和/或理論方式確定模型。能夠使用處置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1 監(jiān)測(cè)對(duì)象或受檢者的被掃描感興趣區(qū)域之內(nèi)經(jīng)處置 和/或未經(jīng)處置結(jié)構(gòu)的發(fā)展。如下文更詳細(xì)所述，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1 能夠基于來(lái)自一次或多次掃 描的圖像數(shù)據(jù)(例如在處置之后執(zhí)行的功能性或其他掃描)以及一個(gè)或多個(gè)不同結(jié)構(gòu)可能 如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的預(yù)測(cè)或參數(shù)圖(其能夠?qū)D像數(shù)據(jù)中一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行增強(qiáng)(或 抑制))來(lái)確定不同結(jié)構(gòu)對(duì)處置的響應(yīng)。在一種情況下，這允許獨(dú)立地監(jiān)測(cè)圖像數(shù)據(jù)中至少 兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)對(duì)處置的響應(yīng)，其中至少兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的響應(yīng)本來(lái)是不能夠在圖像數(shù)據(jù)中區(qū) 別的。作為非限制性范例，對(duì)于諸如FDG-PET掃描的功能性掃描，不同結(jié)構(gòu)可以是人類 患者體內(nèi)的不同組織，例如經(jīng)處置和/或未經(jīng)處置的腫瘤細(xì)胞、處理被處置殺死的細(xì)胞的 巨噬細(xì)胞和正常的活細(xì)胞，并且刺激可以涉及用于處置腫瘤細(xì)胞的輻射、化學(xué)或其他治療。 在這種情況下，功能性圖像數(shù)據(jù)中能夠識(shí)別的示蹤劑或葡萄糖攝取可以來(lái)自于腫瘤細(xì)胞和 /或處理被處置殺死的細(xì)胞的巨噬細(xì)胞(例如，處置誘發(fā)的炎癥)。不過(guò)，在圖像數(shù)據(jù)中可 能無(wú)法在腫瘤細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的攝取之間進(jìn)行區(qū)分。響應(yīng)模擬器1 產(chǎn)生的預(yù)測(cè)可以描述 腫瘤細(xì)胞可能如何對(duì)輻射或化學(xué)處置進(jìn)行響應(yīng)，接收到輻射或化學(xué)處置的正常細(xì)胞可能如 何響應(yīng)，以及未接收到任何處置的腫瘤細(xì)胞和/或正常細(xì)胞可能如何發(fā)展。從這一信息的 至少一個(gè)子部分，能夠產(chǎn)生包括表示一個(gè)或多個(gè)特定結(jié)構(gòu)(例如腫瘤細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、正常 活細(xì)胞等)示蹤劑攝取的定量信息的參數(shù)圖，并用于基于處置的時(shí)間和采集數(shù)據(jù)的時(shí)間， 突出(或抑制)的圖像數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)，該圖像數(shù)據(jù)是利用在處置之后的不同時(shí)刻采集的數(shù) 據(jù)產(chǎn)生的。例如，能夠使用定量描述發(fā)炎組織的示蹤劑攝取的參數(shù)圖從圖像數(shù)據(jù)中去除發(fā) 炎組織對(duì)示蹤劑攝取的貢獻(xiàn)，在圖像數(shù)據(jù)中留下腫瘤的示蹤劑攝取，這能夠用于確定關(guān)于 治療有效性的信息。圖2示出了響應(yīng)模擬器124和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)126的非限制性范例。如上所述，能夠經(jīng)由 計(jì)算機(jī)模擬和/或其他方式在電腦中確定一個(gè)或多個(gè)模型、預(yù)測(cè)和/或參數(shù)圖。在圖示的 實(shí)施例中，響應(yīng)模擬器1 包括產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)模型的建模器202。如圖所示，模型發(fā)生器 202基于關(guān)于諸如患者的對(duì)象或受檢者的各種信息產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)模型，該各種信息包括，但不限于來(lái)自處置之前從一種或多種成像模態(tài)，例如MRI、CT、SPECT、PET、US、X射線等采集 的數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)、組織學(xué)數(shù)據(jù)、患者健康狀況、病史、遺傳學(xué)信息、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果(例如 血液值等)、病理學(xué)信息和/或關(guān)于患者的其他信息。圖示的響應(yīng)模擬器IM還包括預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)可能如何發(fā)展和/或?qū)μ幹眠M(jìn)行響應(yīng)的預(yù) 測(cè)器204。在一種情況下，預(yù)測(cè)基于由建模器202產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)模型以及與患者相關(guān)的 信息，例如當(dāng)前的治療計(jì)劃(例如，定時(shí)、劑量、分配方案、輔助藥物處理等)、關(guān)于對(duì)象或受 檢者的信息和/或其他信息。預(yù)測(cè)器204處理這種信息并產(chǎn)生表示一個(gè)或多個(gè)感興趣結(jié)構(gòu) 可能會(huì)如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的輸出信號(hào)。參數(shù)圖發(fā)生器206產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)參數(shù)圖，參數(shù) 圖具有表示多個(gè)不同結(jié)構(gòu)的每個(gè)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的信息。在一種情況下，為每個(gè) 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生個(gè)體參數(shù)圖，其包括關(guān)于對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)可能如何響應(yīng)的定量信息。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1 包括圖像數(shù)據(jù)處理器208和數(shù)據(jù)增強(qiáng)器210，圖像數(shù)據(jù)處理器208處 理圖像數(shù)據(jù)，例如對(duì)應(yīng)于從在處置后采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的功能性成像數(shù)據(jù)的時(shí)間系列的圖像 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)增強(qiáng)器210基于參數(shù)圖增強(qiáng)經(jīng)處理圖像數(shù)據(jù)。例如，為了監(jiān)測(cè)處置響應(yīng)，系統(tǒng)100 能夠用于在開(kāi)始處置后的特定時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)功能性圖像數(shù)據(jù)。從這種圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù) 據(jù)處理器208可以導(dǎo)出關(guān)于不同結(jié)構(gòu)的示蹤劑攝取的定量信息。對(duì)于本來(lái)可能在圖像數(shù)據(jù) 中無(wú)法區(qū)分的不同結(jié)構(gòu)，圖像數(shù)據(jù)增強(qiáng)器210能夠通過(guò)基于參數(shù)圖減去定量示蹤劑攝取信 息來(lái)為特定結(jié)構(gòu)增強(qiáng)該數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)中剩余的示蹤劑攝取示出了感興趣結(jié)構(gòu)對(duì)處置的反 應(yīng)以及未經(jīng)處置的感興趣結(jié)構(gòu)的發(fā)展。這種信息能夠用于確定關(guān)于治療有效性的信息。討論變化、備選方案和/或其他實(shí)施例。盡管在被處置殺死的(經(jīng)處置和未經(jīng)處置的)腫瘤細(xì)胞、正常細(xì)胞以及正常活細(xì) 胞的語(yǔ)境中總體描述了以上內(nèi)容，但要認(rèn)識(shí)到，能夠使用這里描述的技術(shù)在對(duì)象或受檢者 的被掃描感興趣區(qū)域中的其他結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行區(qū)分，其中，不能在來(lái)自功能性成像掃描的圖 像數(shù)據(jù)中區(qū)別不同結(jié)構(gòu)對(duì)已知刺激的響應(yīng)。還能夠?qū)⑦@里描述的方法用于其他成像系統(tǒng)和 對(duì)應(yīng)藥劑。FDG-PET用于以上非限制性范例中。但是，應(yīng)當(dāng)理解，也可以想到其他示蹤劑。例 如，其他適當(dāng)?shù)氖聚檮┌?，但不限于包括?18的其他示蹤劑，例如wF-氟代胸腺嘧啶 (18F-f luorothymidine) (FLT)、18F_ 氟代酪氨酸(18F_f luorothyltyrosine) (FET)、18F_ 氟代 甲氧甲基硝基咪唑乙醇(18F-fluoromisonidazole) (FMISO)和18F-氟代氮霉素阿拉伯呋喃 糖苷(18F-fluoroazomycinarabinofuranoside) (FAZA)和 / 或其他有或者沒(méi)有氟-18 的示 蹤劑。盡管處置系統(tǒng)120、規(guī)劃系統(tǒng)122、響應(yīng)模擬器IM和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1 被示為獨(dú)立的 系統(tǒng)，但要理解這些部件中的一個(gè)或多個(gè)可以是同一系統(tǒng)的部分。在另一實(shí)施例中，該模型額外地或備選地提供不同組織類型中示蹤劑攝取的定性 值。在這種情況下，能夠選擇正常參考組織體積。參考組織體積應(yīng)當(dāng)與腫瘤體積具有類似 屬性，應(yīng)當(dāng)接受類似處置，例如輻射劑量、劑量分配等。對(duì)腫瘤組織和參考組織都進(jìn)行模擬。 然后，執(zhí)行用于治療監(jiān)測(cè)的功能性掃描。將所得的預(yù)測(cè)與用于兩種組織類型的功能性圖像 數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。參考組織的結(jié)果被用于對(duì)腫瘤中與炎癥相關(guān)的信號(hào)預(yù)測(cè)進(jìn)行規(guī)范化，其中 參考組織的結(jié)果顯示出未因腫瘤新陳代謝而增加示蹤劑攝取。這樣一來(lái)，能夠更精確地確 定與腫瘤相關(guān)的示蹤劑攝取。
圖3示出了一種方法。要認(rèn)識(shí)到，以下動(dòng)作不是限制性的，在其他實(shí)施例中可以使 用更多或更少的動(dòng)作以及不同次序的動(dòng)作。在302，獲得待處置的對(duì)象或受檢者的處置前信 息。如上所述，這樣的信息可以包括圖像數(shù)據(jù)和/或其他信息。在304、306和308，分別如 這里所述，例如通過(guò)電腦模擬，產(chǎn)生描述感興趣結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的模型、預(yù)測(cè) 和參數(shù)圖。在310，對(duì)對(duì)象或受檢者進(jìn)行處置。在312，經(jīng)由功能性成像流程對(duì)經(jīng)處置的對(duì) 象或受檢者成像。在314，使用參數(shù)圖增強(qiáng)從功能性流程產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)中經(jīng)處置的感興趣 結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。能夠使用增強(qiáng)的圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定關(guān)于治療有效性的信息。圖4示出了用于預(yù)測(cè)治療的預(yù)期功效的方法。在402，獲得處置前信息。如上所 述，這可以包括關(guān)于待處置的對(duì)象或受檢者的成像以及其他信息。在404，基于處置前信息 開(kāi)發(fā)出可能治療效果的模型。在406，獲得諸如功能性圖像的處置后信息。在408，將處置 后信息功能性圖像與模型比較以確定治療的功效。例如，這樣的信息可以用圖像覆蓋的形 式顯示和/或以其他方式呈現(xiàn)。如上所述，處置可以包括輻射、粒子、高強(qiáng)度聚焦超聲、化學(xué) 和/或消融治療。以上實(shí)施例包括與使用已知輸入?yún)?shù)進(jìn)行基于電腦的模擬相關(guān)的方面。以下實(shí)施 例涉及其中這樣的參數(shù)未知的應(yīng)用來(lái)確定和/或使用輸入?yún)?shù)。圖5示出了用于為基于電腦的處置模擬確定患者特異性參數(shù)的參數(shù)確定器500。 參數(shù)確定器500能夠是諸如工作站、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)等獨(dú)立計(jì)算機(jī)、控制臺(tái)116或 另一成像系統(tǒng)的控制臺(tái)、分布式計(jì)算系統(tǒng)等的一部分。參數(shù)確定器500包括處理數(shù)據(jù)的處理部件502。適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)包括，但不限于成像 和/或非成像數(shù)據(jù)，例如處置之前獲取的診斷數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)、患者歷史、處置期間或之 后獲取的治療監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖像、圖像數(shù)據(jù)和/或其他數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)能夠從諸如HIS、RIS、 PACS等系統(tǒng)的源，諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器、便攜式存儲(chǔ)器等的存儲(chǔ)部件，數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、電子病例 獲得，手動(dòng)輸入，和/或從控制臺(tái)116、另一成像系統(tǒng)獲得，以及以其他方式獲得。適當(dāng)?shù)奶幚戆?，但不限于從這種數(shù)據(jù)中提取、導(dǎo)出、估計(jì)信息等。對(duì)于基于圖像 的數(shù)據(jù)，處理可以包括分割、量化、配準(zhǔn)和/或其他信息提取。候選參數(shù)選擇器504基于經(jīng) 處理數(shù)據(jù)選擇一候選參數(shù)集。該參數(shù)集包括用于電腦處置模擬的候選參數(shù)。這樣的參數(shù)可 以包括，但不限于諸如初始腫瘤形狀、患者解剖結(jié)構(gòu)、生理值等信息和/或其他信息。能夠從各種源獲得所選的一參數(shù)集，該各種源包括，但不限于數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、歸 檔器等，其存儲(chǔ)來(lái)自臨床研究、實(shí)踐等的信息。這樣的信息能夠包括從電腦模擬分析獲得的 信息，例如邊界條件和/或起始值、對(duì)處置的響應(yīng)等。這樣的信息可以包括，但不限于圖像 數(shù)據(jù)、腫瘤邊界、臨床癥狀、血液檢查等。要認(rèn)識(shí)到，已知對(duì)于臨床研究中的每位患者的這樣 的參數(shù)，參數(shù)中的至少一個(gè)可以與疾病進(jìn)展和/或?qū)μ幹玫捻憫?yīng)相關(guān)，可以代表某一類患 者的“典型”值。患者狀態(tài)模擬器506基于所選參數(shù)集、患者數(shù)據(jù)、經(jīng)處理數(shù)據(jù)和/或其他信息模擬 患者的已知狀態(tài)。分析器508對(duì)模擬進(jìn)行分析。這可以包括將基于輸入數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)患者當(dāng)前狀態(tài)的模 擬結(jié)果與患者的已知狀態(tài)進(jìn)行比較。分析器508產(chǎn)生表示該比較的信號(hào)。這樣的信息可以 包括相似性量度或度量，例如表示預(yù)測(cè)狀態(tài)和已知狀態(tài)之間差異或相關(guān)值的度量。在另一 實(shí)施例中，分析器508被省去，由臨床醫(yī)生分析模擬。
判決部件510基于患者已知狀態(tài)確定所選參數(shù)集是否適當(dāng)。例如，在一種情況下， 判決部件510呈現(xiàn)分析結(jié)果并接收關(guān)于該參數(shù)集是否適當(dāng)?shù)挠脩糨斎?。在另一種情況下， 采用自動(dòng)或半自動(dòng)方式。例如，判決部件510可以比較和/或呈現(xiàn)與預(yù)定相似性閾值的差 異或相關(guān)值。能夠通過(guò)臨床醫(yī)生和/或通過(guò)執(zhí)行判決算法來(lái)使用這種信息。能夠存儲(chǔ)、呈 現(xiàn)和/或以其他方式使用所選參數(shù)集或模擬參數(shù)集。在一種情況下，將給出與患者已知狀 態(tài)或其他參數(shù)最接近模擬結(jié)果的一參數(shù)集選為模擬參數(shù)集。如果有超過(guò)一參數(shù)集，如果認(rèn)為模擬結(jié)果不適宜和/或其他情況，那么可以利用 一個(gè)或多個(gè)不同的參數(shù)集進(jìn)行另一次模擬。這樣一來(lái)，能夠使用迭代技術(shù)來(lái)選擇模擬參數(shù) 集。此外，如果在預(yù)定停止標(biāo)準(zhǔn)(例如過(guò)去的時(shí)間、模擬次數(shù)、用戶終止等)之后沒(méi)有任一 所選參數(shù)集帶來(lái)適當(dāng)?shù)膮?shù)集，用戶能夠確定使用被拒集之一和/或以其他方式獲得一參 數(shù)集。圖6示出了一種處置確定設(shè)備600，其能夠采用模擬參數(shù)集和/或其他參數(shù)來(lái)促進(jìn) 確定處置和/或一組適當(dāng)處置。處置選擇器602提供用于各種處置的模擬信息。在一種情況下，處置選擇器602 基于患者狀態(tài)選擇處置。為了進(jìn)行模擬，可以由模型的參數(shù)定義狀態(tài)。能夠從處置信息數(shù) 據(jù)庫(kù)、服務(wù)器和/或其他信息源獲得處置信息。處置模擬器604使用模擬參數(shù)集和處置信息執(zhí)行電腦處置模擬。在一種情況下， 這包括基于患者當(dāng)前狀態(tài)、電腦模擬模型、所選的模型參數(shù)和所選的處置執(zhí)行電腦模擬以 預(yù)測(cè)患者的將來(lái)狀態(tài)。在一種情況下，處置模擬器604向用戶呈現(xiàn)模擬結(jié)果，其中基于模擬用戶能夠根 據(jù)模擬確定處置是否適當(dāng)。在另一種情況下，能夠使用自動(dòng)或半自動(dòng)方式來(lái)促進(jìn)用戶作出 這種決定。能夠存儲(chǔ)和/或以其他方式使用結(jié)果。如果有超過(guò)一種處置可用，能夠針對(duì)不同處置進(jìn)行另一次模擬。則用戶能夠基于 針對(duì)不同處置的多個(gè)處置模擬結(jié)果作出處置決定。圖7示出了用于確定患者特異性基于電腦模擬的模擬參數(shù)的方法。在702，加載患者數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)能夠包括從這里所述的各種源獲得的成像和/ 或非成像數(shù)據(jù)。在704，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。如上所述，這可以包括分割圖像數(shù)據(jù)中的腫瘤和/或 正常組織、從功能性圖像確定活動(dòng)水平等。任選地，這種預(yù)處理可以包括與數(shù)據(jù)集進(jìn)行手動(dòng) 和/或迭代交互。在706，基于經(jīng)預(yù)處理的數(shù)據(jù)選擇對(duì)于患者的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)集或初始條件。如上 所述，這包括選擇具有對(duì)應(yīng)于不同患者的已知初始條件的至少一個(gè)參數(shù)集。在708，利用所選參數(shù)集執(zhí)行電腦模擬以預(yù)測(cè)患者狀態(tài)。在710，基于包括患者的已知狀態(tài)的患者數(shù)據(jù)，分析模擬結(jié)果。在712，確定是否執(zhí)行另一次模擬。能夠通過(guò)手動(dòng)和/或自動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一目的。 如果執(zhí)行，則重復(fù)動(dòng)作706-712。否則，則在714，終止經(jīng)由電腦模擬確定參數(shù)的過(guò)程。能夠存儲(chǔ)、呈現(xiàn)和/或以其他 方式使用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)集和/或分析結(jié)果。圖8示出了采用患者特異性電腦模擬確定的參數(shù)的方法。
在802，加載一電腦模擬確定的患者特異性初始參數(shù)集。能夠經(jīng)由圖7的方法或以 其他方式獲得這樣的參數(shù)。在804，基于患者狀態(tài)選擇處置類型。在806，基于患者的當(dāng)前狀態(tài)和所選處置執(zhí)行電腦處置模擬以預(yù)測(cè)患者的將來(lái)狀 態(tài)。在808，確定是否執(zhí)行另一次電腦處置模擬。這可以基于電腦模擬的結(jié)果和/或以 其他方式進(jìn)行確定。如果執(zhí)行，則重復(fù)動(dòng)作804到808。否則，然后在810，能夠基于模擬選擇對(duì)患者的處置。圖9示出了與輻射處置規(guī)劃器904結(jié)合的處置計(jì)劃識(shí)別器902。圖示的處置計(jì)劃 識(shí)別器902包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906、處置計(jì)劃搜索引擎908、一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器910、候選輻射 處置計(jì)劃識(shí)別器912、算法庫(kù)914和概況(profile) 916。在其他實(shí)施例中，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906 與處置計(jì)劃識(shí)別器902是分開(kāi)的，但處置計(jì)劃識(shí)別器902仍然與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906通信。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906包括具有輻射處置計(jì)劃信息的數(shù)據(jù)庫(kù)等。這樣的信息可以包括， 但不限于圖像數(shù)據(jù)集(二維、三維和/或四維)、感興趣區(qū)域的分割的圖像數(shù)據(jù)、與射束相關(guān) 的處置計(jì)劃參數(shù)集(例如，數(shù)量、角度等)、劑量測(cè)定處方、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)劑量目標(biāo)、諸如人口統(tǒng) 計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)的患者描述性信息、結(jié)果數(shù)據(jù)、化學(xué)治療群體、基于腫瘤類型、階段等的優(yōu)化參數(shù) 和/或其他信息。在一種情況下，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906包括經(jīng)確認(rèn)的輻射處置計(jì)劃和/或代表編制輻射 處置計(jì)劃的臨床醫(yī)生的臨床知識(shí)的其他信息。這可以包括代表不同疾病部位(肺、前列腺、 乳房、頭和頸等)間變化性、處置設(shè)計(jì)變化(臨床中心、疾病階段、劑量分配方案等之間)、地 理變化(例如亞洲人相對(duì)于歐洲人或美國(guó)人等)的信息和/或其他信息。這樣的信息可以 通過(guò)各種方式編目或能夠被編目，例如通過(guò)靶類型、受影響解剖結(jié)構(gòu)、患者年齡、患者性別、 患者種族、階段、患者歷史、遺傳學(xué)信息等。搜索引擎908基于來(lái)自輻射處置規(guī)劃器904的信息搜索數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906。能夠基 于諸如DICOM (醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信)和/或其他格式的各種格式提供這種信息。提供給 搜索引擎908的信息能夠包括基于可用信息由輻射處置規(guī)劃器904的用戶和/或通過(guò)默認(rèn) 設(shè)置或由用戶定義的概況所選擇的數(shù)據(jù)。這樣的信息可以包括各種信息，例如，但不限于與腫瘤相關(guān)的數(shù)據(jù)(例如類型、尺 寸、階段等)、患者數(shù)據(jù)(例如年齡、性、性別等)、圖像數(shù)據(jù)(例如、靶組織的分割區(qū)域、非靶 組織等)、處置信息和/或其他信息。利用這種信息，搜索引擎908搜索數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906，查 找具有類似解剖特征、腫瘤類型、處置信息和/或其他信息的患者。圖示的搜索引擎908能夠同時(shí)和/或順次使用各種過(guò)濾器910來(lái)輔助搜索。例如， 可以采用過(guò)濾器910中的第一過(guò)濾器基于腫瘤類型減少可搜索數(shù)據(jù)。在儲(chǔ)存庫(kù)906中的數(shù) 據(jù)被編目的情況下，這可以包括通過(guò)索引和/或以其他方式定位適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。能夠采用過(guò) 濾器910中的第二過(guò)濾器基于腫瘤階段進(jìn)一步減少可搜索數(shù)據(jù)。能夠基于可用的分割的感興趣區(qū)域同時(shí)采用過(guò)濾器910中的第三到第N過(guò)濾器， 例如，識(shí)別這樣的數(shù)據(jù)集，其中解剖結(jié)構(gòu)的形狀更類似于當(dāng)前患者解剖結(jié)構(gòu)形狀。要理解的 是，以上與過(guò)濾器相關(guān)的描述是為了解釋而提供的，在一些實(shí)施例中，不采用和/或省去過(guò) 濾器。用戶也可以手動(dòng)選擇要搜索的數(shù)據(jù)和/或要排除到搜索之外的數(shù)據(jù)。
向候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器912提供搜索結(jié)果。識(shí)別器912從搜索結(jié)果識(shí)別一個(gè) 或多個(gè)輻射處置計(jì)劃。在一種情況下，識(shí)別器912基于來(lái)自算法庫(kù)914的算法識(shí)別一個(gè)或多 個(gè)最佳匹配處置計(jì)劃。適當(dāng)?shù)乃惴ò?，但不限于基于如下?nèi)容的算法基于圖像的相似性 度量，例如在圖像配準(zhǔn)算法中采用的相似性度量，例如交互信息、互相關(guān)等，基于結(jié)構(gòu)的相 似性度量，例如基于諸如體積、形狀、幾何學(xué)構(gòu)象的感興趣區(qū)域特性的比較，界定患者尺寸、 形狀等的圖像的關(guān)鍵特征和/或其他相似性度量。適當(dāng)?shù)乃惴ㄟ€可以包括基于模式識(shí)別的算法，例如，使用對(duì)于從患者數(shù)據(jù)提取的 各種特征的多維特征矢量，患者數(shù)據(jù)包括人口統(tǒng)計(jì)、腫瘤階段劃分、腫瘤位置等。在另一實(shí) 施例中，能夠額外地或備選地采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法、暗中或明確受過(guò)訓(xùn)練的分類器、貝葉斯網(wǎng) 絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、成本函數(shù)等。使用這樣的算法能夠基于當(dāng)前患者和數(shù)據(jù)庫(kù)中患者之間的相似 性自動(dòng)識(shí)別輻射處置計(jì)劃，而不是通過(guò)計(jì)算成本高昂的方法來(lái)識(shí)別。適當(dāng)?shù)乃惴ㄟ€可以包 括用于從數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行基于內(nèi)容的圖像檢索的方法。在一些實(shí)施例中，概況916可用于促進(jìn)計(jì)劃識(shí)別。例如，概況916可以包括預(yù)定最 小和/或最大計(jì)劃數(shù)量的閾值。可以使用最小計(jì)劃數(shù)量閾值來(lái)確保至少識(shí)別出輻射處置計(jì) 劃或用戶將具有可選的輻射處置計(jì)劃以供其從中選擇。可以使用最小最大計(jì)劃閾值來(lái)限制 用戶必須從中做選擇的計(jì)劃數(shù)量。此外，相似性閾值可以是預(yù)定的。相似性閾值可以設(shè)置誤差和/或時(shí)間閾值，在該 閾值，無(wú)論已經(jīng)識(shí)別了多少輻射處置計(jì)劃，選擇過(guò)程都要終止。此外，可以由能夠手動(dòng)終止 選擇過(guò)程和/或修改選擇參數(shù)的用戶預(yù)覽或檢查選擇過(guò)程和/或結(jié)果。在一種情況下，向輻射處置規(guī)劃器904提供一個(gè)或多個(gè)識(shí)別的輻射處置計(jì)劃。同 樣，數(shù)據(jù)傳送能夠基于各種格式，例如DICOM和/或其他格式。用戶能夠與規(guī)劃器904交互 以選擇為患者建議的處置計(jì)劃之一。用戶還能夠修改所選計(jì)劃的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)和/或請(qǐng) 求處置計(jì)劃確定器900使用相同或不同參數(shù)重復(fù)過(guò)程。這種交互可以通過(guò)圖形用戶界面 (GUI)、命令行界面和/或其他界面。能夠像常規(guī)確定的計(jì)劃那樣實(shí)施所選輻射處置計(jì)劃。例如，能夠使用輻射處置計(jì) 劃在一時(shí)間段內(nèi)遞送單一劑量或分?jǐn)?shù)劑量。此外，能夠基于患者響應(yīng)、腫瘤響應(yīng)、新的信息 和/或以其他方式修改輻射處置計(jì)劃。此外，能夠利用處置期間獲得的信息和/或以其他 方式再次使用處置計(jì)劃識(shí)別器902以基于新信息提供更新的輻射處置計(jì)劃。在另一種情況下，處置計(jì)劃映射器918映射所選輻射處置計(jì)劃以使其適合靶圖像 的解剖結(jié)構(gòu)和/或其他特性。能夠使用類似于前面討論的搜索算法的各種方法完成這一操 作，這些方法包括，但不限于基于強(qiáng)度的相似性度量和基于模式的方法。處置計(jì)劃映射器 918能夠是處置計(jì)劃識(shí)別器902、輻射處置規(guī)劃器904的一部分，或是獨(dú)立部件。輻射處置規(guī)劃器904能夠?yàn)橛?jì)算系統(tǒng)，例如工作站、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)等。 這樣，輻射處置規(guī)劃器904能夠包括一個(gè)或多個(gè)處理器或存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī) 可執(zhí)行指令、要處理的數(shù)據(jù)、正被處理的數(shù)據(jù)、經(jīng)處理的數(shù)據(jù)和/或其他信息。圖示的輻射 處置規(guī)劃器904包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，在由處理器執(zhí)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令提供 處置規(guī)劃應(yīng)用，具有諸如以下功能圖像顯示、手動(dòng)和自動(dòng)化分割工具、圖像融合工具、三維 適形輻射治療(3D CRT)規(guī)劃、逆向IMRT優(yōu)化、劑量計(jì)算等。輻射處置規(guī)劃器904獲得各種信息，例如圖像數(shù)據(jù)，包括二維、三維和/或四維圖像數(shù)據(jù)。這樣的圖像數(shù)據(jù)可以表示待處置的解剖結(jié)構(gòu)，包括靶組織、存在受到處置影響的風(fēng) 險(xiǎn)的非靶或組織、沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)的非靶組織和/或其他組織。能夠經(jīng)由各種成像模態(tài)獲得這樣 的圖像數(shù)據(jù)，例如計(jì)算斷層攝影(CT)、磁共振(MR)、單光子發(fā)射斷層攝影(SPECT)等，包括 諸如CT/MR成像系統(tǒng)的組合或混合式成像系統(tǒng)。輻射處置規(guī)劃器904可以從成像系統(tǒng)、諸如HIS、RIS或PACS系統(tǒng)的歸檔系統(tǒng)、便 攜式存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、電子病歷、由人或機(jī)器人手動(dòng)輸入和/或以其他方式接收?qǐng)D 像。輻射處置規(guī)劃器904還獲得處置類型，包括輻射治療、化學(xué)治療、粒子治療、高強(qiáng)度聚焦 超聲(HIFU)、消融、圖像引導(dǎo)的輻射治療和/或其他處置類型。能夠經(jīng)由用戶和/或以其他 方式輸入這樣的信息。在另一實(shí)施例中，處置識(shí)別器902還能夠用于確定處置類型。例如，搜索可能不會(huì) 指出特定的輻射處置類型。例如，臨床醫(yī)生可能尚未確定處置類型，或者可能在規(guī)劃中這個(gè) 時(shí)間點(diǎn)還不能確定。在這種情況下，所識(shí)別的處置計(jì)劃可能包括不同類型。在另一種情況 下，處置識(shí)別器902可用于提供關(guān)于最佳地處置患者的信息，例如支持關(guān)于模態(tài)作出決定 的信息(3DCRT還是MRT還是VMAT ；僅EBRT還是EBRT+化學(xué)治療等)。圖10示出了一種方法。在1002，為診斷有腫瘤的患者進(jìn)行腫瘤的階段劃分。在1004，選擇處置選項(xiàng)。在1006，對(duì)腫瘤成像。在1008，獲得關(guān)于患者、處置、腫瘤的信息和/或其他信息。這樣的信息可以對(duì)應(yīng) 于諸如分割的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，諸如人口統(tǒng)計(jì)的患者數(shù)據(jù)，諸如尺寸、形狀、階段、類 型等的腫瘤數(shù)據(jù)，處置前的數(shù)據(jù)，這里所述的其他信息和/或其他信息。在1010，選擇處置類型。如這里所述，在一些實(shí)施例中，尚未選擇處置類型。在1012，如這里所述或以其他方式使用處置計(jì)劃識(shí)別器904以為患者識(shí)別一個(gè)或 多個(gè)輻射處置計(jì)劃。如這里討論的，這包括將關(guān)于當(dāng)前患者的各種信息與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906 中的患者信息進(jìn)行匹配，并基于匹配從數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906識(shí)別候選輻射處置計(jì)劃。在1014，向臨床醫(yī)生呈現(xiàn)關(guān)于所選一個(gè)或多個(gè)處置計(jì)劃的信息，臨床醫(yī)生能夠選 擇要為患者使用的計(jì)劃。可以使用前述方法將這一計(jì)劃映射到當(dāng)前患者以供審查。如這里 討論的，臨床醫(yī)生可以修改處置計(jì)劃參數(shù)和/或請(qǐng)求處置計(jì)劃識(shí)別器902重復(fù)候選識(shí)別過(guò) 程。在1016，選擇一個(gè)或多個(gè)處置計(jì)劃。在一種情況下，能夠從一個(gè)或多個(gè)所呈現(xiàn)的計(jì) 劃中手動(dòng)選擇計(jì)劃，并能夠應(yīng)用所選計(jì)劃的輸入?yún)?shù)來(lái)優(yōu)化新的處置計(jì)劃。在另一種情況 下，能夠使用來(lái)自在數(shù)據(jù)庫(kù)中識(shí)別的多個(gè)或所有計(jì)劃的參數(shù)產(chǎn)生若干計(jì)劃，可以向用戶呈 現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)所產(chǎn)生的計(jì)劃，用戶能夠選擇它們中的一個(gè)或多個(gè)。在1018，將所選計(jì)劃映射到對(duì)于待處置的患者的處置計(jì)劃。在一種情況下，這可以 包括如這里所述將所選輻射處置計(jì)劃配合到靶圖像的解剖結(jié)構(gòu)和/或其他特性。在另一種情況下，并不是從數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906檢索計(jì)劃，而是能夠從數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906 選擇計(jì)劃，并能夠?qū)⑺x計(jì)劃的參數(shù)用作進(jìn)一步IMRT優(yōu)化的輸入。這將允許數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù) 906的遞增構(gòu)建。圖11示出了另一實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，諸如輻射處置規(guī)劃器904和/或至少一個(gè)其他客戶端1102的輻射處置(RT)客戶端經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)1106與訂購(gòu)服務(wù)或服務(wù)器1104通 信。訂購(gòu)服務(wù)器1104提供與處置計(jì)劃識(shí)別器902相關(guān)的基于訂購(gòu)的服務(wù)。在一種情況下， 該服務(wù)基于因特網(wǎng)。例如，保健設(shè)施或其他設(shè)施能夠付費(fèi)或依據(jù)其他向訂購(gòu)服務(wù)器1104訂購(gòu)。根據(jù)訂 購(gòu)，訂購(gòu)服務(wù)器1104將處置來(lái)自客戶端904和/或至少一個(gè)其他客戶端1102的處置計(jì)劃 請(qǐng)求。處理這樣的請(qǐng)求可能需要采用處置計(jì)劃識(shí)別器902以如這里所述那樣識(shí)別候選處置 計(jì)劃。在候選處置計(jì)劃被修改的情況下，可以提供所得處置計(jì)劃以包括到數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù) 906 中?？梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)可讀指令實(shí)現(xiàn)以上內(nèi)容，在由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行時(shí)，所述指令將 使所述處理器執(zhí)行所描述的技術(shù)。在這種情況下，將所述指令存儲(chǔ)在與相關(guān)計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)或 者能夠?yàn)槠渌L問(wèn)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。所描述的技術(shù)不需要與數(shù)據(jù)獲取同時(shí)執(zhí)行。已經(jīng)參考各實(shí)施例描述了本發(fā)明。在閱讀詳細(xì)描述后，其他人可以想到修改和變 化。旨在將本發(fā)明解讀為包括所有此類落在權(quán)利要求及其等同要件的范圍內(nèi)的修改和變 化。
權(quán)利要求
1.一種治療處置響應(yīng)模擬器，包括建模器O02)，所述建模器基于待處置的對(duì)象或受檢者的信息產(chǎn)生所述對(duì)象或受檢者 的結(jié)構(gòu)的模型；以及預(yù)測(cè)器(204)，所述預(yù)測(cè)器基于所述模型和治療處置計(jì)劃產(chǎn)生表示所述結(jié)構(gòu)可能如何 對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的預(yù)測(cè)響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬器，還包括參數(shù)圖發(fā)生器006)，所述參數(shù)圖發(fā)生器產(chǎn)生包括表示所述預(yù)測(cè)響應(yīng)的定量信息的參 數(shù)圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬器，其中，所述定量信息包括表示與所述結(jié)構(gòu)相關(guān)的示 蹤劑攝取的定量信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬器，其中，所述結(jié)構(gòu)包括處理由所述處置殺死的細(xì)胞的 巨噬細(xì)胞。
5.根據(jù)權(quán)利要求3到4中的任一項(xiàng)所述的模擬器，其中，所述示蹤劑是氟代脫氧葡萄 糖、氟代胸腺嘧啶、氟代酪氨酸、氟代甲氧甲基硝基咪唑乙醇和氟代氮霉素阿拉伯呋喃糖苷之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求4到5中的任一項(xiàng)所述的模擬器，其中，所述巨噬細(xì)胞的示蹤劑攝取類 似于被處置腫瘤的示蹤劑攝取，其中，所述巨噬細(xì)胞處理腫瘤周圍的已經(jīng)被所述處置殺死 的正常細(xì)胞。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)所述的模擬器，其中，所述處置包括輻射治療、化學(xué) 治療、粒子治療、高強(qiáng)度聚焦超聲、消融或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)所述的模擬器，其中，關(guān)于所述對(duì)象或受檢者的所述 信息包括從在所述處置之前采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任一項(xiàng)所述的模擬器，其中，關(guān)于所述對(duì)象或受檢者的所述 信息包括組織學(xué)數(shù)據(jù)、患者健康信息、病史、遺傳學(xué)信息、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果或病理性信息中 的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)所述的模擬器，其中，所述模型、所述預(yù)測(cè)或所述參 數(shù)圖中的至少一個(gè)是在電腦中產(chǎn)生的。
11.一種治療系統(tǒng)，包括處置響應(yīng)模擬器(IM)，所述處置響應(yīng)模擬器基于對(duì)象或受檢者的模型和對(duì)于所述對(duì) 象或受檢者的治療處置計(jì)劃來(lái)產(chǎn)生參數(shù)圖，所述參數(shù)圖包括表示所述對(duì)象或受檢者的第一 結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的定量信息；以及處置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(1 )，所述處置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于所述參數(shù)圖增強(qiáng)從在所述處置之后采集 的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的治療系統(tǒng)，其中，所述圖像數(shù)據(jù)是從功能性成像掃描產(chǎn)生的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11到12中的任一項(xiàng)所述的治療系統(tǒng)，其中，所述圖像數(shù)據(jù)包括表示 所述對(duì)象或受檢者的所述第一結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)不同結(jié)構(gòu)的示蹤劑攝取的信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的治療系統(tǒng)，其中，所述示蹤劑是氟代脫氧葡萄糖、氟代胸腺 嘧啶、氟代酪氨酸、氟代甲氧甲基硝基咪唑乙醇和氟代氮霉素阿拉伯呋喃糖苷之一。
15.根據(jù)權(quán)利要求11到14中的任一項(xiàng)所述的治療系統(tǒng)，其中，所述處置監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (126)包括圖像數(shù)據(jù)處理器008)，所述圖像數(shù)據(jù)處理器處理所述圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生關(guān)于接受處置 的兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)的定量信息，其中，被處置的所述兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)之一包括所述第 一結(jié)構(gòu)；以及圖像數(shù)據(jù)增強(qiáng)器O10)，所述圖像數(shù)據(jù)增強(qiáng)器通過(guò)從所述圖像數(shù)據(jù)減去關(guān)于所述第一 結(jié)構(gòu)的所述定量信息來(lái)增強(qiáng)所述圖像數(shù)據(jù)中所述兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)中的第二結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11到15中的任一項(xiàng)所述的治療系統(tǒng)，其中，所述處置響應(yīng)模擬器 (124)包括建模器O02)，所述建模器基于從在所述處置之前采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)和所述 對(duì)象或受檢者來(lái)產(chǎn)生所述模型；預(yù)測(cè)器O04)，所述預(yù)測(cè)器基于所述模型和所述治療處置計(jì)劃來(lái)產(chǎn)生表示所述第一結(jié) 構(gòu)可能如何對(duì)所述處置進(jìn)行響應(yīng)的預(yù)測(cè)；以及參數(shù)圖發(fā)生器O06)，所述參數(shù)圖發(fā)生器基于所述預(yù)測(cè)產(chǎn)生所述參數(shù)圖。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的治療系統(tǒng)，其中，所述模型、所述預(yù)測(cè)或所述參數(shù)圖中的至 少一個(gè)是經(jīng)由計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生的。
18.根據(jù)權(quán)利要求11到17中的任一項(xiàng)所述的治療系統(tǒng)，其中，所述處置響應(yīng)模擬器 (124)基于組織學(xué)數(shù)據(jù)、患者健康信息、病史、遺傳學(xué)信息、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果或病理學(xué)信息中 的一種或多種產(chǎn)生所述參數(shù)圖。
19.一種方法，包括基于從在處置之前采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的表示對(duì)象或受檢者的第一結(jié)構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生 表示所述結(jié)構(gòu)的模型；基于所述模型和治療處置計(jì)劃產(chǎn)生表示所述第一結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的預(yù) 測(cè)；以及基于所述預(yù)測(cè)產(chǎn)生參數(shù)圖，所述參數(shù)圖包括關(guān)于所述第一結(jié)構(gòu)的示蹤劑攝取的定量信息ο
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括基于從在所述處置之后執(zhí)行的成像程序產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生關(guān)于兩個(gè)或更多個(gè)被處 置結(jié)構(gòu)的定量信息，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)被處置結(jié)構(gòu)之一包括所述第一結(jié)構(gòu)；以及基于關(guān)于所述第一結(jié)構(gòu)的所述定量信息增強(qiáng)所述圖像數(shù)據(jù)中所述兩個(gè)或更多個(gè)被處 置結(jié)構(gòu)中的第二結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括抑制所述圖像數(shù)據(jù)中關(guān)于所述第一結(jié)構(gòu)的所述定量信息。
22.根據(jù)權(quán)利要求19到21中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述圖像數(shù)據(jù)包括表示示蹤 劑攝取的信息。
23.一種方法，包括模擬靶組織對(duì)處置的第一響應(yīng)；模擬參考組織對(duì)所述處置的第二響應(yīng)；處置所述靶組織和所述參考組織；確定所述靶組織對(duì)所述處置的第三響應(yīng)；確定所述參考組織對(duì)所述處置的第四響應(yīng)；以及基于所述第四響應(yīng)對(duì)所述第三響應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述參考組織包括與所述靶組織類似的示蹤 劑攝取屬性。
25.根據(jù)權(quán)利要求23到M中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，利用基本類似的輻射劑量或 分?jǐn)?shù)劑量之一處置所述第一和第二組織。
26.根據(jù)權(quán)利要求23到25中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，基于在所述處置之后執(zhí)行的 功能性掃描確定所述第三和第四響應(yīng)。
27.一種確定治療功效的方法，包括獲得處置前信息；基于所述處置前信息開(kāi)發(fā)治療的可能效果的模型；獲得處置后功能性圖像數(shù)據(jù)；以及將所述處置后功能性圖像與所述模型比較以確定所述治療功效。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括顯示表示所述比較的信息。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中，所述信息采用圖像覆蓋的形式。
30.根據(jù)權(quán)利要求27到四中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述處置是輻射、粒子、高強(qiáng) 度聚焦超聲、化學(xué)或消融治療之一。
31.一種系統(tǒng)，包括處理部件(502)，所述處理部件處理與患者對(duì)應(yīng)的患者數(shù)據(jù)；候選參數(shù)選擇器(504)，所述候選參數(shù)選擇器基于經(jīng)處理的數(shù)據(jù)選擇用于處置確定電 腦模擬的模擬參數(shù)候選集；患者狀態(tài)模擬器(506)，所述患者狀態(tài)模擬器使用所述參數(shù)候選集執(zhí)行對(duì)于所述患者 的患者狀態(tài)確定電腦模擬，并基于該模擬產(chǎn)生表示所述患者的預(yù)測(cè)狀態(tài)的第一信號(hào)；以及判決部件(510)，所述判決部件基于所述預(yù)測(cè)狀態(tài)和所述患者的已知狀態(tài)產(chǎn)生表示所 述參數(shù)候選集是否適用于所述患者的第二信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中，所述候選集包括與至少一個(gè)其他患者對(duì)應(yīng)的 已知患者特異性模擬參數(shù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求31到32中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述候選集包括與至少一個(gè) 其他患者對(duì)應(yīng)的電腦模擬確定的患者特異性模擬邊界和初始條件。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述候選集包括與所述至少一個(gè)其他患者對(duì) 應(yīng)的電腦模擬確定的處置響應(yīng)信息。
35.根據(jù)權(quán)利要求31到34中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述候選集是從患者臨床試 驗(yàn)獲得的。
36.根據(jù)權(quán)利要求31到34中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述候選集是從患者信息儲(chǔ) 存庫(kù)獲得的。
37.根據(jù)權(quán)利要求31到36中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括分析器(508)，所述分析器 分析所述第一信號(hào)，其中，所述判決部件(510)基于所述分析的結(jié)果產(chǎn)生所述第二信號(hào)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中，所述分析包括比較所述患者的所述預(yù)測(cè)狀態(tài)和所述患者的所述已知狀態(tài)。
39.根據(jù)權(quán)利要求31到38中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述患者數(shù)據(jù)包括成像和非 成像數(shù)據(jù)。
40.根據(jù)權(quán)利要求31到39中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括處置確定設(shè)備(600)，所述 處置確定設(shè)備至少部分基于所述參數(shù)候選集執(zhí)行電腦處置模擬以預(yù)測(cè)處置響應(yīng)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述處置確定設(shè)備(600)包括處置選擇器 (602)，所述處置選擇器基于所述患者的所述已知狀態(tài)選擇模擬的處置類型。
42.根據(jù)權(quán)利要求39到41中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述處置確定設(shè)備(600)包 括呈現(xiàn)處置模擬信息的處置模擬器(604)。
43.一種方法，包括基于對(duì)于第一患者的經(jīng)處理的患者數(shù)據(jù)選擇參數(shù)集，其中，所述參數(shù)集與不同患者對(duì) 應(yīng)；以及基于所述參數(shù)集執(zhí)行第一電腦模擬，其中，模擬結(jié)果預(yù)測(cè)所述第一患者的狀態(tài)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，還包括在所預(yù)測(cè)的狀態(tài)代表所述第一患者的已知狀 態(tài)時(shí)，采用所述參數(shù)集執(zhí)行基于所述參數(shù)集的第二電腦模擬。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中，所述第二電腦模擬預(yù)測(cè)所述第一患者的處置 響應(yīng)。
46.根據(jù)權(quán)利要求44到45中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括將表示所預(yù)測(cè)的狀態(tài)的第一值和表示所述已知狀態(tài)的第二值之間的差異值與預(yù)定閾 值進(jìn)行比較；以及在所述差異小于所述閾值時(shí)，采用所述參數(shù)集執(zhí)行第二電腦模擬。
47.根據(jù)權(quán)利要求44到45中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括產(chǎn)生表示所預(yù)測(cè)的狀態(tài)和所述已知狀態(tài)之間的相似性的相似性度量；將所述相似性度量與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；以及在所述相似性度量超過(guò)所述閾值時(shí)，采用所述參數(shù)集執(zhí)行第二電腦模擬。
48.根據(jù)權(quán)利要求43到46中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述參數(shù)集包括與另一患者 對(duì)應(yīng)的處置后參數(shù)和已知邊界及初始條件。
49.一種方法，包括基于對(duì)于患者的患者特異性參數(shù)集為所述患者執(zhí)行電腦處置模擬，所述患者特異性參 數(shù)集是通過(guò)電腦參數(shù)模擬確定的，其中，所述患者特異性參數(shù)集開(kāi)始是未知的，且是基于已 知參數(shù)和另一患者的狀態(tài)確定的。
50.一種用于識(shí)別至少一個(gè)候選輻射處置計(jì)劃的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)(906)，所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)包括對(duì)于先前處置的患者的輻射處置計(jì)劃以及關(guān) 于所述先前處置的患者的相關(guān)信息；處置計(jì)劃搜索引擎(908)，所述處置計(jì)劃搜索引擎基于關(guān)于待處置的患者的信息搜索 所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)(906)以查找輻射處置計(jì)劃并產(chǎn)生搜索結(jié)果；以及候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器(912)，所述候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器基于關(guān)于所述待處置 的患者的信息和關(guān)于所述先前處置的患者的對(duì)應(yīng)信息之間的相似性在所述搜索結(jié)果中識(shí) 別至少一個(gè)輻射處置計(jì)劃。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，還包括映射器，所述映射器基于可變形圖像配準(zhǔn)、模 式匹配或參數(shù)匹配中的至少一種將所識(shí)別的輻射處置計(jì)劃映射到對(duì)于所述待處置的患者 的輻射處置計(jì)劃。
52.根據(jù)權(quán)利要求50到51中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述信息包括圖像數(shù)據(jù)，并且 所述候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器(91 基于所述圖像數(shù)據(jù)之間的相似性識(shí)別所述至少一個(gè) 輻射處置計(jì)劃。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中，所述候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器(912)基于所述 圖像數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)的維度之間的相似性識(shí)別所述至少一個(gè)輻射處置計(jì)劃。
54.根據(jù)權(quán)利要求50到51中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述信息包括腫瘤特性，并且 所述候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器(91 基于所述腫瘤特性之間的相似性識(shí)別所述至少一個(gè) 輻射處置計(jì)劃。
55.根據(jù)權(quán)利要求50到M中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述信息包括代表不同疾病 部位之間的組織變化性的數(shù)據(jù)。
56.根據(jù)權(quán)利要求50到55中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述信息包括代表處置源之 間的處置設(shè)計(jì)變化的數(shù)據(jù)。
57.根據(jù)權(quán)利要求50到56中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述信息包括代表患者人口 統(tǒng)計(jì)變化的數(shù)據(jù)。
58.根據(jù)權(quán)利要求50到57中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述處置計(jì)劃搜索引擎基于 關(guān)于所述待處置的患者的信息向所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)906)應(yīng)用過(guò)濾器(910)以選擇所述輻射 處置計(jì)劃的子集。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其中，所述過(guò)濾器(910)識(shí)別感興趣腫瘤特性或感興 趣患者人口統(tǒng)計(jì)中的至少一個(gè)。
60.根據(jù)權(quán)利要求50到59中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別 器(912)基于對(duì)于所述待處置的患者和所述先前處置的患者的分割圖像中對(duì)應(yīng)感興趣區(qū) 域之間的圖像配準(zhǔn)來(lái)識(shí)別所述至少一個(gè)輻射處置計(jì)劃。
61.根據(jù)權(quán)利要求50到60中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別 器(91 識(shí)別與所述信息之間的相似性量度的最大值對(duì)應(yīng)的所述至少一個(gè)輻射處置計(jì)劃。
62.根據(jù)權(quán)利要求50到61中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，選擇所述至少一個(gè)輻射處置 計(jì)劃之一作為對(duì)于所述待處置的患者的所述輻射處置計(jì)劃。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的系統(tǒng)，其中，所選擇的計(jì)劃包括射束數(shù)量、射束角度、劑量 測(cè)定處方和劑量目標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)。
64.一種用于為輻射處置規(guī)劃客戶端(904,110 識(shí)別至少一個(gè)候選輻射處置計(jì)劃的 計(jì)算系統(tǒng)，包括經(jīng)確認(rèn)的輻射處置計(jì)劃和相關(guān)患者特征的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)(906)；處置計(jì)劃搜索引擎(908)，所述處置計(jì)劃搜索引擎基于由所述客戶端(904,110 提供 的一個(gè)或多個(gè)感興趣患者特征搜索所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)(906)；以及候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器(912)，所述候選輻射處置計(jì)劃識(shí)別器基于所提供的所述一 個(gè)或多個(gè)感興趣患者特征識(shí)別輻射處置計(jì)劃，其中，所述輻射處置計(jì)劃被提供給所述客戶 端(904，1102)。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的計(jì)算系統(tǒng)，還包括映射器，所述映射器基于可變形圖像配 準(zhǔn)、模式匹配或參數(shù)匹配中的至少一種將所識(shí)別的輻射處置計(jì)劃映射到對(duì)于待處置的患者 的輻射處置計(jì)劃。
66.根據(jù)權(quán)利要求64到65中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算系統(tǒng)是基于訂 購(gòu)的服務(wù)，并且所述客戶端(904，1102)是輻射處置規(guī)劃系統(tǒng)(904)。
67.根據(jù)權(quán)利要求64到66中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)患者特 征包括處置類型，該處置類型包括輻射治療、化學(xué)治療、粒子治療、高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)、 消融或圖像引導(dǎo)的輻射治療之一。
68.根據(jù)權(quán)利要求64到67中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，被提供給所述客戶端 (904,1102)的所述輻射處置計(jì)劃包括射束數(shù)量、射束角度、劑量測(cè)定處方和劑量目標(biāo)中的 一個(gè)或多個(gè)。
69.根據(jù)權(quán)利要求64到68中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，所述候選輻射處置計(jì)劃 識(shí)別器(91 基于所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)(906)中的特征和所述客戶端(904,110 提供的特征 之間的相似性識(shí)別所述輻射處置計(jì)劃。
70.一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，包括獲得第一患者的第一圖像數(shù)據(jù)以及對(duì)于所述第一患者的與腫瘤相關(guān)的信息；基于對(duì)來(lái)自所述第一圖像數(shù)據(jù)的所述第一患者的特性與來(lái)自第二圖像數(shù)據(jù)的先前處 置的患者的對(duì)應(yīng)特性的匹配來(lái)識(shí)別用于處置所述第一患者體內(nèi)的所述腫瘤的處置計(jì)劃，其 中，所述處置計(jì)劃是從經(jīng)確認(rèn)的處置計(jì)劃的儲(chǔ)存庫(kù)(906)中選擇的；以及基于所述匹配選擇用于處置所述先前處置的患者的輻射處置計(jì)劃以處置所述第一患者ο
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，還包括基于所選擇的計(jì)劃的參數(shù)產(chǎn)生 新的處置計(jì)劃。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，還包括向所述儲(chǔ)存庫(kù)(906)增加所述 新的處置計(jì)劃。
73.根據(jù)權(quán)利要求70到72中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，還包括選擇至少一個(gè)額外的輻射處置計(jì)劃；以及基于所選擇的計(jì)劃的參數(shù)產(chǎn)生多個(gè)新的處置計(jì)劃。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，還包括呈現(xiàn)所述新的處置計(jì)劃供用戶 選擇。
75.一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，包括在基于訂購(gòu)的服務(wù)器(1104)從客戶端輻射處置系統(tǒng)(904,110 接收對(duì)于候選輻射處 置計(jì)劃的請(qǐng)求，所述客戶端輻射處置系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(1106)向所述基于訂購(gòu)的服務(wù) 器(1104)進(jìn)行訂購(gòu)；基于所述請(qǐng)求提供的信息識(shí)別滿足所述請(qǐng)求的處置計(jì)劃；以及經(jīng)由所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(1106)向所述客戶端輻射處置系統(tǒng)(904,110 提供所識(shí)別的輻 射處置計(jì)劃。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的計(jì)算系統(tǒng)，還包括將所識(shí)別的輻射處置計(jì)劃映射到對(duì)于待 處置的患者的輻射處置計(jì)劃。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，映射所識(shí)別的輻射處置計(jì)劃包括基于可 變形圖像配準(zhǔn)、模式匹配或參數(shù)匹配中的至少一種映射所識(shí)別的輻射處置計(jì)劃。
78.一種方法，包括基于對(duì)第一患者的特性與先前處置的患者的對(duì)應(yīng)特性的匹配來(lái) 識(shí)別用于處置所述第一患者體內(nèi)的腫瘤的候選處置計(jì)劃，其中，所述候選處置計(jì)劃是從對(duì) 于先前處置的患者的經(jīng)確認(rèn)的處置計(jì)劃的儲(chǔ)存庫(kù)(906)中選擇的。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，還包括將所識(shí)別的候選處置計(jì)劃的參數(shù)映射到對(duì)于 所述第一患者的處置計(jì)劃。
80.根據(jù)權(quán)利要求78到79中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括基于所識(shí)別的候選處置計(jì)劃 執(zhí)行電腦模擬以預(yù)測(cè)所述第一患者對(duì)所識(shí)別的候選處置計(jì)劃的處置響應(yīng)。
81.根據(jù)權(quán)利要求78到80中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括基于所識(shí)別的候選處置計(jì)劃 執(zhí)行電腦模擬以預(yù)測(cè)所述第一患者的當(dāng)前狀態(tài)。
82.根據(jù)權(quán)利要求78到81中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述儲(chǔ)存庫(kù)(906)中所述經(jīng) 確認(rèn)的處置計(jì)劃中的至少一個(gè)是通過(guò)電腦參數(shù)模擬確定的。
83.根據(jù)權(quán)利要求78到82中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所識(shí)別的候選處置計(jì)劃是通 過(guò)電腦模擬識(shí)別的。
84.根據(jù)權(quán)利要求78到83中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括產(chǎn)生表示所述第一患者的第一結(jié)構(gòu)的模型；以及基于所述模型和所識(shí)別的候選處置計(jì)劃產(chǎn)生表示所述第一結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行 響應(yīng)的預(yù)測(cè)。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的方法，還包括獲得處置后數(shù)據(jù)；以及基于所述處置后數(shù)據(jù)和所述預(yù)測(cè)之間的比較確定所述處置的功效。
86.根據(jù)權(quán)利要求78到83中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括基于所述結(jié)構(gòu)的模型和所識(shí)別的候選處置計(jì)劃產(chǎn)生參數(shù)圖，所述參數(shù)圖包括表示第一 結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的定量信息。
87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的方法，還包括基于所述參數(shù)圖增強(qiáng)所述第一結(jié)構(gòu)的圖像 數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種治療處置響應(yīng)模擬器包括建模器(202)，所述建模器基于對(duì)象或受檢者的信息產(chǎn)生對(duì)象或受檢者的結(jié)構(gòu)的模型；以及預(yù)測(cè)器(204)，所述預(yù)測(cè)器基于所述模型和治療處置計(jì)劃產(chǎn)生表示所述結(jié)構(gòu)可能如何對(duì)處置進(jìn)行響應(yīng)的預(yù)測(cè)。在另一方面中，一種系統(tǒng)包括使用與另一患者對(duì)應(yīng)的候選參數(shù)集為患者執(zhí)行確定患者狀態(tài)的電腦模擬并產(chǎn)生表示預(yù)測(cè)的患者狀態(tài)的第一信號(hào)，以及基于患者的已知狀態(tài)產(chǎn)生表示所述候選參數(shù)集是否適于所述患者的第二信號(hào)。
文檔編號(hào)A61N5/10GK102132280SQ200980131607
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者I-C·卡爾森, J·威斯, J·薩巴奇恩斯基, K·A·布茲杜澤克, M·考斯, R·奧普弗, S·卡布斯, S·雷尼施, V·佩卡爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司