本发明专利技术涉及一种用于根据MR图像生成一幅或多幅模拟CT图像的方法，包括：检索针对生命体的一个或多个身体部分的MR图像数据(14)，所述MR图像数据(14)包括多个像素和/或体素；分析所述MR图像数据(14)以识别针对所述多个像素和/或体素中的一个或多个的一个或多个组织和/或材料类型；将一个或多个参考数据集配准到所识别的一个或多个组织和/或材料类型，所述参考数据集对应于所识别的组织和/或材料类型的特定的一个，所述参考数据集包括参考值；并且通过将所述参考值分配给对应于所识别的一个或多个组织和/或材料类型了计算一幅或多幅模拟CT图像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及辐射治疗(RT)，尤其涉及用于基于磁共振(MR)图像生成一幅或多幅模拟计算机断层摄影(CT)的方法和设备。本专利技术应用于辐射治疗(RT)处置和/或规划。具体而言，本专利技术结合磁共振成像(MRI)技术应用。然而，应当理解，本专利技术也适用于其他领域并且不一定限于前述应用。
技术介绍
在医学成像中，针对临床目的和/或医学科学，技术和过程被用于创建生命体的一个或多个身体部分(即，解剖区域，例如，人体的那些解剖区域)的图像。具体而言，能够对患者的内部解剖结构进行成像来确定特定疾病已经如何发展，从而手术人员能够在患者内的感染组织与健康组织之间进行区分。在辐射治疗中，这样的图像能够被用于确定施加到患者的辐射剂量，从而能够对治疗进行规划，使得患者接收的辐射的量最小化，同时仍然实现治疗的目标。一般而言，CT图像被用于RT剂量学。包括体素灰度值的CT图像通常以亨氏单位(HU)度量，其能够被直接转换为电子密度或衰减系数。因此，能够将所测量的HU值直接计算为辐射剂量。然而，常常越来越多地在RT处置规划之前针对诊断目的或器官描绘而采集MR图像。仅基于MR图像的剂量计算被视为高度有益的，因为这将消除对于针对剂量计算生成额外CT图像的需要并且因此简化工作流并且降低施加到患者的辐射量。迄今为止，存在从文献获知的方法，其被用于根据MR图像创建估计的密度图或衰减图以用于RF规划。由于图像采集的物理学，MR强度不唯一地对应于电子密度或衰减系数。因此，通过简单的查看操作不能够如从CT图像导出这些图那样从MR图像导出前述的图。至此，所提出的解决方案存在一系列缺点。例如，基于CT的密度图集与MR图像的配准可以有助于其中图集值被限制并且可靠的区域，例如大脑。然而，在高度可变解剖学区域(诸如骨盆区)中，配准可能不能够覆盖患者之间的解剖学变异，例如膀胱/肠容量或运动、结构(例如，肾、肝部分)的切除或病理变化。US 8588498 B2公开了一种用于分割MR图像上的骨骼的方法，包括检索MR图像并且对所述MR图像执行增强过程来生成骨骼增强的MR图像。骨骼增强的MR图像然后被配准到基于CT的骨骼图集。通过使用基于CT的骨骼图集作为掩膜分割骨骼增强的MR图像来生成具有骨骼分割的MR图像。Peter B.Greer等人于2011年1月1日在Medical Journal of Australia上的“A magnetic resonance imaging-based workflow for planning radiation therapy for prostate cancer”一文公开了一种根据MRI扫描创建伪CT扫描的方法，其中，该方法包括：检索患者的MRI扫描；定义前列腺和器官轮廓；通过将电子密度映射到组织来将CT电子密度图集配准到多个组织；得到具有被映射到患者的MRI扫描的电子密度的伪CT扫描。JASON A.DOWNLING等人于2012年5月1日在International Journal of Radiation Oncology上的“An Atlas-Based Electron Density Mapping Method for Magnetic Resonance Imaging(MRI)-Alone Treatment Planning and Adaptive MRI-Based Prostate Radiation Therapy”一文公开了一种针对前列腺辐射治疗根据MRI扫描生成现实电子密度信息(伪CT)的自动方法。M.HOFMANN等人于2011年9月1日在THE JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE，第52卷，第9号上的“MRI-Based Attenuation Correction for Whole-Body PET/MRI:Quantitative Evaluation of Segmentation-and Atlas-Based Methods”一文中公开了用于基于全身MRI的AC(MRAC)的算法，包括基本MR图像分割算法和基于图集配准和模式识别(AT&PR)的方法。
技术实现思路
本专利技术的目标是一种允许以增加的准确度和降低的工作量根据MR图像获得更好地模拟CT图像的方法和设备，其尤其能够用于RT处置和/或规划和/或用于剂量计算。在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于根据MR图像生成一幅或多幅模拟CT图像的方法，包括：检索针对生命体的一个或多个身体部分(即，解剖区域)的MR图像数据，所述MR图像数据包括多个像素和/或体素；分析所述MR图像数据以识别针对所述多个像素和/或体素中的一个或多个的一个或多个组织和/或材料类型；将一个或多个参考数据集配准到所识别的一个或多个组织和/或材料类型，所述参考数据集对应于所识别的组织和/或材料类型中的特定一个，所述参考数据集包括参考值；并且通过将所述参考值分配给对应于所识别的一个或多个组织和/或材料类型的所述像素和/或体素来计算一个或多个模拟CT图像，其中，分离地对所述组织和/或材料类型中的每个执行所述配准。因此，本专利技术解决仅基于MR图像的组织和患者解剖结构的模糊性，同时仍考虑如在平均CT图像中所观察到的位置特异性密度变化。因此，本专利技术组合MR和CT成像技术两者的优点。具体而言，通过利用根据本专利技术的方法，与从现有技术已知的方法(其中，RT规划基于实时CT图像)相比较，能够降低施加到患者的辐射量。同时地，通过识别所述MR图像数据中的一个或多个组织和/或材料类型，考虑如在常规CT图像中所观察到的位置特异性密度变化。本专利技术的另一优点存在于MR图像的优良的子组织对比度。范例是对前列腺癌的处置，其中，例行MR图像被用于靶和风险结构化描绘，同时仅针对剂量计算采集额外的CT图像。此外，能够避免额外地采集的CT图像，并且还能够减少被连接到CT-MR配准的问题。组织和/或材料类型特异性参考数据集的使用增加了甚至针对具有高度可变解剖结构的身体部分(诸如所述骨盆)的参考值的分配的可靠性。根据前述现有技术(US 8588598 B2)的方法具有若干缺点。根据其中所公开的方法，针对RT处置和/或规划创建具有骨骼分割的MR图像，其中，该骨骼分割通过分析MR信号强度并且然后将骨骼图集作为掩模以移除来自该方法的伪影来完成。这样的方法依赖于以下事实：每组织种类分配平均衰减值是足够的，忽略区域变化，只要其在给定组织种类内。相反，本专利技术的方法生成模拟CT图像，其重新呈现了所述衰减中的典型局部变化，同时仍使用可用的MR信息，例如组织种类分离。在优选实施例中，所述一个或多个参考数据集包括基于CT的图集，所述参考值包括亨氏单位(HU)值。有利地，通过每组织种类不仅分配一个值，而是从组织种类特异性CT值图集导出真实CT值，来生成模拟CT图像。在更为特异性的实施例中，所述图集包括针对要在所述MR图像中识别的所述一个或多个组织和/或材料类型中的每个的CT值预测。在已经在来自数据库的CT图像中分离所述一个或多个组织和/或材料类型之后，能够生成具有HU值的基于CT的图集，被称为基于CT的HU图集。该图集生成是准备步骤，其不要求根据其进行MR的所述患者本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于根据MR图像生成一幅或多幅模拟CT图像的方法，包括：‑检索表示一个或多个解剖区域的MR图像数据(14)，所述MR图像数据(14)包括多个像素和/或体素；‑分析所述MR图像数据(14)以识别针对所述多个像素和/或体素中的一个或多个的一个或多个组织和/或材料类型；‑将一个或多个参考数据集配准到所识别的一个或多个组织和/或材料类型，所述参考数据集包括参考值；并且‑通过将所述参考值分配到对应于所识别的一个或多个组织和/或材料类型的所述像素和/或体素来计算一幅或多幅模拟CT图像，其特征在于，所述参考数据集对应于所识别的组织和/或材料类型中的特定的一个，并且其特征在于，所述配准是在所述组织和/或材料类型中的每个上分离地执行的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 EP 14162319.91.一种用于根据MR图像生成一幅或多幅模拟CT图像的方法，包括：-检索表示一个或多个解剖区域的MR图像数据(14)，所述MR图像数据(14)包括多个像素和/或体素；-分析所述MR图像数据(14)以识别针对所述多个像素和/或体素中的一个或多个的一个或多个组织和/或材料类型；-将一个或多个参考数据集配准到所识别的一个或多个组织和/或材料类型，所述参考数据集包括参考值；并且-通过将所述参考值分配到对应于所识别的一个或多个组织和/或材料类型的所述像素和/或体素来计算一幅或多幅模拟CT图像，其特征在于，所述参考数据集对应于所识别的组织和/或材料类型中的特定的一个，并且其特征在于，所述配准是在所述组织和/或材料类型中的每个上分离地执行的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个参考数据集包括基于CT的图集，所述参考值包括亨氏单位(HU)值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据多幅CT图像对所述基于CT的图集进行平均。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于CT的图集是位置特异性的和/或是组织和/或材料类型特异性的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配准包括应用至少一个刚性配准和/或至少一个非刚性配准，特别是可变形配准。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组织和/或材料类型是互不相交的。7.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述MR图像对所识别的组织和/或材料类型的所述分配是互不相交的。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分析包括：分割、和/或重建、和/或应用体提取算法、和/或应用涉及MR采集的同相图像到MR图像数据(14)的DIXON重建的方法。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MR图像数据(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·沙德瓦尔特，H·舒尔茨，M·G·赫勒，S·雷尼施，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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