Альтернативное решение для неопределенных областей в изображениях mrcat

Авторы патента:

БЛАФФЕРТ Томас (NL)

ПРЕФРХАЛЬ Сфен (NL)

ШАДЕВАЛЬДТ Николь (NL)

ШУЛЬЦ Хайнрих (NL)

РЕНИЧ Штеффен (NL)

G01R33/4812 - Устройства для измерения переменных магнитных величин

G01R33/48 - системы получения изображения с использованием ядерного магнитного резонанса

A61N5/1031 - Лучевая терапия ( ультразвуковая терапия A61N 7/00; устройства и аппаратура для терапии и диагностики A61B 6/00; наложение или введение радиоактивного материала в организм человека A61M 36/00)

A61N5/10 - рентгенотерапия; гамма-лучевая терапия; терапия облучением элементарными частицами (A61N 5/01 имеет преимущество)

A61B5/055 - с применением электронного или ядерного магнитного резонанса (ЯМР), например получение изображения с помощью магнитного резонанса (устройства или приборы для измерения переменных магнитных величин с применением электронного или ядерного магнитного резонанса вообще G01R 33/20)

Владельцы патента RU 2721932:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС Н.В. (NL)

Изобретение относится к области медицины. Система обработки для вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности исследуемого объема содержит систему (30) обработки, выполненную с возможностью вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом система (30) обработки выполнена с возможностью замены в одной или более зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, отличающаяся тем, что система обработки дополнительно содержит систему (40) пользовательского интерфейса, выполненную с возможностью отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и содержащую систему (42) пользовательского ввода, позволяющую пользователю вводить пользовательские данные, идентифицирующие и разграничивающие упомянутые одну или более зон (90) артефактов на первой карте распределения электронной плотности. Система планирования для вычисления распределения дозы облучения, содержит систему (30) обработки по п. 1 или 2, предназначенную для вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, второй карты (82) распределения электронной плотности и альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, при этом альтернативная карта (84) распределения электронной плотности вычисляется с использованием упомянутых первой и второй карт (80, 82) распределения электронной плотности, систему планирования (45) лучевой терапии, выполненную с возможностью вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и повторного вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности. Способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема содержит этапы вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности, замены в одной или более идентифицированных зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и получения данных пользовательского ввода, идентифицирующих упомянутые одну или более зон (90) артефактов. Способ вычисления распределения дозы облучения содержит этапы вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием способа по п. 4 или 5 и/или системы по любому из пп. 1-3, вычисления второго распределения дозы облучения с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности. Компьютерное устройство для систем обработки и планирования лучевой терапии, включающее в себя компьютерный программный продукт, содержащий управляющую логику для предписания компьютеру выполнять команды, которые позволяют процессору выполнять этапы способа по любому из пп. 4-6. Технический результат заявленного изобретения состоит в улучшении карты распределения электронной плотности, что позволяет уменьшить воздействие радиации. 5 н.п. и 2 з.п. ф-лы,5 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области применения магнитно-резонансной (МР) томографии для планирования радиотерапии. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе и способу для вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Компьютерную томографию (КТ) применяют в области планирования лучевой терапии, при этом собранная методом КТ информация непосредственно связана с электронной плотностью (ED) и поэтому может быть использована в качестве основы для вычисления дозы облучения в процессе моделирования лечения.

Чтобы уменьшить воздействие радиации, было предложено создавать карту (ED) распределения электронной плотности пациента, подлежащего исследованию методом магнитно-резонансной (МР) томографии. Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует сильные магнитные поля и радиоволны для получения изображений поперечных сечений органов и внутренних структур в теле. Поскольку детектируемый установкой МРТ сигнал изменяется в зависимости от содержания воды и локальных магнитных свойств конкретной зоны тела, то при исследовании изображения можно отличать друг от друга разные ткани или вещества.

Карту распределения электронной плотности можно построить по магнитно-резонансным сигналам, и такая карта распределения электронной плотности, полученная в результате магнитно-резонансной томографии, называется изображением MR-CAT («распределения коэффициентов ослабления, рассчитанных по МР-сигналам»). Такое изображение можно также именовать "синтезированным КТ изображением", поскольку оно представляет подобную информацию, как компьютерно-томографические изображения, тогда как не требуется никакого опасного облучения рентгеновским излучением. Для планирования радиотерапии по магнитному резонансу, распределение дозы вычисляют на основе информации, собранной из изображения MR-CAT.

Из-за физических процессов получения изображения интенсивности магнитно-резонансных сигналов не соответствуют однозначным образом электронной плотности. Следовательно, карты распределения электронной плотности нельзя получить из МР-изображения путем простой операции преобразования, обычно выполняемой при оценке этих карт распределения электронной плотности по КТ-изображениям. Первый подход к созданию изображения, подобного КТ-изображению, из МР-изображения описан в докладе «Evaluation of Dixon based Soft Tissue and Bone Classification in the pelvis for MR only based Radiation Therapy Planning», Michael Helle, Nicole Schadewaldt, et al., реферат получен на конференции ISMRM 2014. Этот первый подход основан на присвоении объемной плотности ряду предварительно заданных классов тканей. Другие подходы включают моделирование зависимости КТ-значения из многомерной МР-информации, как изложено в научной статье, озаглавленной «CT substitute derived from MRI sequences with ultrashort echo time», Adam Johansson, Mikael Karlsson and Tufve Nyholm, Medical Physics 38 (5) May 2011.

Однако, изображение MR-CAT, полученное с помощью этих подходов, может быть неточным эквивалентом карты распределения электронной плотности, например, из-за артефактов изображения в результате сбора МР данных или в результате обработки изображения. Это может впоследствии приводить к различию в вычисленном распределении дозы. Трудно оценить фактическое влияние артефакта MR-CAT на распределение дозы. Поэтому создание оценочных карт распределения электронной плотности из МР-изображений представляет собой проблему.

С учетом вышеизложенного, целью изобретения является предоставление системы и способа для получения улучшенной карты распределения электронной плотности из магнитно-резонансной томографии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изобретением, цель достигается с помощью системы обработки с признаками по пункту 1, системы планирования с признаками по п. 5, способа с признаками по п. 6 и способа с признаками по п. 10. Предпочтительные варианты осуществления охарактеризованы в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В одном аспекте раскрытия предлагается система обработки для вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема. Система обработки выполнена с возможностью вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты распределения электронной плотности, являющейся упрощенной версией первой карты распределения электронной плотности, и вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности с использованием первой карты распределения электронной плотности и второй карты распределения электронной плотности. Следовательно, настоящее раскрытие предлагает заменить карту распределения электронной плотности, полученную с неизвестными ошибками, альтернативной картой распределения электронной плотности. Настоящее изобретение касается вычисления карты распределения электронной плотности (ED-карты), в частности, путем магнитно-резонансной томографии. Вычисление по настоящему изобретению имеет две стадии. Для начала вычисляется первая ED-карта. Вычисляется вторая ED-карта, которая является упрощенной версией первой ED-карты. В частности, вторая EM-карта является упрощенной в том, что она представляет ту же самую часть анатомических структур, что и первая ED-карта, но содержит меньше деталей. В общем, вторая ED-карта менее подвержена артефактам. Затем, в соответствии с изобретением, вторая ED-карта применяется совместно с первой ED-картой для вычисления альтернативной ED-карты. В предпочтительном варианте осуществления изобретения альтернативная ED-карта формируется при замене зон артефактов первой ED-карты (данными) второй (упрощенной) ED-картой. Идея настоящего изобретения состоит в том, что альтернативная ED-карта является более надежной, например, для планирования лучевой терапии, чем первая ED-карта. Представляется, что замена меньшим числом деталей областей артефактов благоприятна и не требует усилий на устранение или исключение артефакта в целом в первой ED-карте.

В другом аспекте раскрытия система обработки выполнена с возможностью замены в одной или более зонах артефактов первой карты распределения электронной плотности второй картой распределения электронной плотности с получением альтернативной карты распределения электронной плотности. Следовательно, изобретение предлагает применение упрощенной карты распределения электронной плотности, которая менее подвержена артефактам. Альтернативная карта распределения электронной плотности может приводить к ошибкам в распределении дозы, однако, как известно, эти ошибки находятся в пределах клинических допусков. Другими словами, упомянутые одна или более зон артефактов с неизвестным влиянием на распределение дозы могут быть заменены артефактом с допустимым влиянием на распределение дозы.

В дополнительном аспекте системы предлагается система пользовательского интерфейса, выполненная с возможностью отображения первой карты распределения электронной плотности и содержащая систему пользовательского ввода, позволяющую пользователю вводить пользовательские данные, идентифицирующие и разграничивающие упомянутые одну или более зон артефактов на первой карте распределения электронной плотности. Следовательно, пользователь может интерактивно анализировать первую карту распределения электронной плотности и решать, какие зоны следует считать зонами артефактов.

В одном аспекте вторая карта распределения электронной плотности соответствует контуру первой карты распределения электронной плотности и заполнена равномерным значением, в частности, равномерное значение является плотностью водного эквивалента. Контур, заполненный равномерным значением, является примером упрощенной первой карты распределения электронной плотности, которая легко вычисляется и приводит к допустимой ошибке.

Настоящее раскрытие предлагает также систему планирования для вычисления распределения дозы облучения. Система планирования содержит систему обработки, которая описана выше. Система планирования предназначена для вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, второй карты распределения электронной плотности и альтернативной карты распределения электронной плотности, при этом альтернативная карта распределения электронной плотности вычисляется с использованием упомянутых первой и второй карт распределения электронной плотности. Система планирования дополнительно содержит систему планирования лучевой терапии, выполненную с возможностью вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты распределения электронной плотности и повторного вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты распределения электронной плотности.

Настоящее изобретение предлагает также способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема, содержащий этап вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты распределения электронной плотности, при этом вторая карта распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты распределения электронной плотности, и вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности.

В одном аспекте раскрытия способ содержит этап замены в одной или более зонах артефактов первой карты распределения электронной плотности второй картой распределения электронной плотности с получением альтернативной карты распределения электронной плотности. Следовательно, способ предлагает замену неизвестных ошибок ошибками, которые известны как допустимые.

В дополнительном аспекте раскрытия способ содержит отображение первой карты распределения электронной плотности и получение пользовательских входных данных, идентифицирующих упомянутые одну или более зон артефактов. Это позволяет пользователю оценить, следует ли, в соответствии с его субъективным мнением, считать артефактами одну или более зон первой карты распределения электронной плотности и очерчивать эти одну или более зон артефактов.

В одном аспекте раскрытия способ содержит присвоение второй карте распределения электронной плотности равномерного значения плотности, в частности, значения плотности водного эквивалента. Равномерное значение плотности, такое как значение плотности водного эквивалента, может, как известно, приводить к допустимым ошибкам. Дополнительно равномерно значение проще обрабатывать для вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности.

Настоящее раскрытие предлагает также способ вычисления распределения дозы облучения, содержащий этапы вычисления первой карты распределения электронной плотности, вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности с использованием вышеописанного способа и/или вышеописанной системы и вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты распределения электронной плотности. Поэтому способ позволяет пользователю оценить потенциальное влияние упомянутых одной или более зон артефактов на распределение дозы.

Настоящее раскрытие дополнительно предлагает компьютерный программный продукт, содержащий управляющую логику для предписания компьютеру выполнять команды, которые позволяют процессору выполнять этапы предложенных способов. Настоящее раскрытие предлагает также компьютерный программный продукт, содержащий компьютерное средство, выполненное с возможностью вычисления первой карты распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты распределения электронной плотности, при этом вторая карта распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты распределения электронной плотности, и вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности с использованием первой карты распределения электронной плотности и второй карты распределения электронной плотности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидны из и объяснены со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, описанные здесь далее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой блок-схему системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 2A и 2B показывают карты распределения плотности в изображении, полученные с помощью системы по фигуре 1;

Фиг. 3А показывает первую карту распределения плотности в изображении и соответствующее распределение дозы, и фиг. 3B показывает альтернативную карту распределения плотности в изображении и соответствующее распределение дозы, полученные с помощью системы по фигуре 1 и способа по фигуре 4; и

Фиг. 4 показывает способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности в соответствии с аспектом раскрытия;

Фиг. 5 показывает способ планирования облучения в соответствии с одним аспектом раскрытия.

Фиг. 1 показывает систему 1 для приближенного расчета карты распределения электронной плотности исследуемого объема V. Система 1 дополнительно выполнена с возможностью вычисления распределения дозы на основе приближенно рассчитанной карты распределения электронной плотности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Для этой цели система 1 содержит систему 10 визуализации для сбора множества данных 20 изображения для получения специального распределения физического свойства внутри исследуемого объема. Система 10 визуализации в описываемом варианте осуществления является известной в области техники системой магнитно-резонансной (МР) томографии. В этом случае физическим свойством являются интенсивности магнитного резонанса. Однако, система визуализации может быть системой визуализации другого типа, чьи данные визуализации можно использовать для оценки карты распределения электронной плотности.

Система 1 дополнительно содержит систему 30 обработки, выполненную с возможностью обработки множества данных 20 изображения. Система 30 обработки выполнена с возможностью построения первой карты 80 распределения электронной плотности на основе собранного множества данных 20 изображения. Первая карта 80 распределения электронной плотности показывает внутреннюю структуру костей и мягких тканей. Первую карту 80 распределения электронной плотности можно вычислить с использованием известных в области техники вычислительных методов.

Пример первой карты 80 распределения электронной плотности показан на фигуре 2А. Специалисту будет понятно, что первую карту 80 распределения электронной плотности можно вычислять имеющей как можно более высокой степени детализации с помощью системы 10 визуализации и известных в области техники вычислительных методов визуализации. Как пояснено во вводной части, первая карта 80 распределения электронной плотности соответствует изображению MR-CAT («коэффициенты ослабления, рассчитанные по МР-сигналам»), которое может иметь одну или более зон, которые идентифицируются как зоны 90 артефактов. В примере на фигуре 2А, первая карта 80 распределения электронной плотности имеет одну зону 90 артефакта, содержащую артефакт со значениями 91 артефакта, и его окрестность со значениями 92 окрестности, показанными в виде яркого пятна на фигуре 2А. Эта зона 90 артефакта может получаться в результате сбора магнитно-резонансных данных или в результате ошибок присваивания в процессе обработки множества данных визуализации и вычисления первой карты 80 распределения электронной плотности.

Система 30 обработки дополнительно выполнена с возможностью построения второй карты 82 распределения электронной плотности. Вторая 82 карта распределения электронной плотности является упрощенной картой распределения электронной плотности по сравнению с первой картой 80 распределения электронной плотности, с меньшей степенью детализации, но с меньшими рисками артефактов. В описываемом варианте осуществления вторая карта 82 распределения электронной плотности может представлять контур 92 первой карты 80 распределения электронной плотности. Вторую карту 82 распределения электронной плотности можно заполнить равномерным значением 93 плотности. Пример второй карты 82 распределения электронной плотности показан на фигуре 2B. В этом примере вторая карта 82 распределения электронной плотности представляет сегментированное тело, очерченное и заполненное значениями плотности водного эквивалента. Это неограничивающий пример, и можно использовать другие эквивалентные значения плотности.

Система 30 обработки дополнительно выполнена с возможностью вывода третьей карты 84 распределения электронной плотности с использованием первой карты 80 распределения электронной плотности и второй карты 82 распределения электронной плотности. Точнее, система 30 обработки выполнена с возможностью замены в упомянутых одной или более зонах 90 артефактов, идентифицированных на первой карте 80 распределения электронной плотности, первой карты 80 распределения электронной плотности второй картой распределения электронной плотности с получением коррелированной третьей карты 84 распределения электронной плотности. Другими словами, артефакт со значениями 91 артефакта и его окрестность со значениями 92 окрестности на первой карте 80 распределения электронной плотности заменяются значениями 93 плотности второй карты распределения электронной плотности из второй карты 82 распределения электронной плотности в идентифицированных зонах артефактов. Значения 93 плотности второй карты распределения электронной плотности являются замещающими значениями 93.

В системе 1 обеспечена система 40 пользовательского интерфейса, предназначенная для интерактивного отображения пользователю. Система 40 пользовательского интерфейса может быть встроена в систему 30 обработки или может быть вспомогательным компьютерным устройством.

Система пользовательского интерфейса 40 выполнена с возможностью отображения по меньшей мере одной из первой карты 80 распределения электронной плотности 80, второй карты 82 распределения электронной плотности 82 и третьей карты 84 распределения электронной плотности.

Система 40 пользовательского интерфейса выполнена с системой 42 ввода, выполненной с возможностью допуска ввода пользователем идентификационных данных 44, идентифицирующих упомянутые одну или более зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности. Например, пользователь может очерчивать на дисплее, в качестве идентификационных данных 44, контур артефакта упомянутых одной или более зон 90 артефактов с помощью устройства-стилуса. Другая система 42 ввода может включать в себя, например, размещение «посевом» и наращивание областей, инструмент расцветки, средство live-wire для обводки области, размещение шарика в области.

Пользователь может полагаться на свой профессиональный опыт, чтобы идентифицировать и ограничить те области на первой карте 80 распределения электронной плотности, которые считаются артефактами, или на пороговые значения, предусмотренные для облегчения его работы или для ввода в систему обработки изображений, чтобы идентифицировать и ограничить зоны артефактов.

Система 30 обработки может быть выполнена с возможностью идентификации и ограничения областей, которые считаются зонами артефактов. Например, упомянутые одну или более зон 90 артефактов можно обнаруживать по порогу размеров сегментов кортикальных слоев костей в теле. Система 30 обработки может учитывать отношение между типами обнаруженных тканей в изображении и использовать упомянутое отношение в качестве показателя достоверности для указания артефактов. Примером такого отношения может быть доля кортикального слоя кости в кости. Для ограничения упомянутых одной или более зон артефактов можно применить способ, использующий минимальное и максимальное пороговые значения.

Система 30 обработки выполнена с возможностью использования идентифицированных одной или более зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности и замены первой карты 80 распределения электронной плотности второй картой 82 распределения электронной плотности в идентифицированной одной или более зонах 90 артефактов, с получением в результате третьей карты 84 распределения электронной плотности.

Следовательно, третья карта 84 распределения электронной плотности не содержит артефактов или имеет по меньшей мере такое отклонение относительно фактических значений плотности исследуемого объема в идентифицированных зонах 90 артефактов, которое меньше отклонения относительно фактических значений плотности, обусловленных значениями 91 артефактов. Другими словами, система 30 обработки выполнена с возможностью замены идентифицированных зон 90 артефактов с неизвестными ошибками с помощью областей, показывающих известную и допустимую ошибку. Третья карта 84 распределения электронной плотности является альтернативной картой распределения электронной плотности, которую можно использовать, например, для планирования лучевой терапии.

Система 45 планирования лучевой терапии выполнена с возможностью вычисления распределения дозы облучения для визуализируемого объема с использованием одной из первой карты 80 распределения электронной плотности или третьей карты 84 распределения электронной плотности. В частности, система 45 планирования лучевой терапии выполнена с возможностью вычисления первого распределения 6 дозы облучения для визуализируемого объема с использованием первой карты 80 распределения электронной плотности и второго распределения 7 дозы облучения для визуализируемого объема с использованием третьей карты 84 распределения электронной плотности.

Первое распределение 6 дозы облучения может отображаться и налагаться на первую карту 80 распределения электронной плотности, как показано на фигуре 3A. Второе распределение 7 дозы облучения может отображаться и налагаться на третью карту 84 распределения электронной плотности (фигура 3B).

Изображения, показывающие первое распределение 35 дозы, вычисленное по первой карте 80 распределения электронной плотности, или второе распределение 37 дозы, вычисленное по третьей карте 84 распределения электронной плотности, могут отображаться интерактивным дисплеем 40 или вспомогательным дисплеем 44.

Изображения, представляющие первое распределение 35 дозы, вычисленное по первой карте 80 распределения электронной плотности, или второе распределение 37 дозы, вычисленное по третьей карте 84 распределения электронной плотности, могут отображаться одновременно или в отдельных зонах отображения интерактивного дисплея 40 или вспомогательным дисплеем 44.

Следовательно, специалисту будет понятно, что настоящее изобретение предлагает замену изображения MR-CAT в некоторых зонах, например, зонах, маркированных пользователем как неправдоподобные, участками из другой ED-карты, которая в общем может проявлять более значительные отклонения от истинной ED-карты, но, как известно, дает допустимые результаты для вычисления лечебной дозы. Другими словами, области с неизвестной ошибкой заменяются областями, показывающими известную и допустимую ошибку в распределении дозы.

Другое преимущество настоящей системы состоит в том, что пользователь может оценивать потенциальное влияние артефакта на распределение дозы при изменении идентифицированных одной или более зон артефактов.

Систему 30 обработки и систему 45 планирования лучевой терапии можно реализовать с использованием компьютерного устройства любого типа, имеющего один или более компьютерных процессоров.

Фигура 4 показывает способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности или изображения MR-CAT в соответствии с аспектом раскрытия. Способ описан со ссылкой на систему по фиг. 1.

На первом этапе S1 система 30 обработки использует множество данных отображения для вычисления первой карты 80 распределения электронной плотности. Множество данных отображения могут быть собранными данными, полученными из системы магнитно-резонансной томографии. Первая карта 80 распределения электронной плотности соответствует исходному изображению MR-CAT, показывающему максимально возможную степень детализации. Первая карта 80 распределения электронной плотности может иметь одну или более зон, которые считаются неправдоподобными и поэтому считаются зонами 90 артефактов.

Зоны артефактов могут быть идентифицированы и помечены пользователем, визуализирующим на системе 40 пользовательского интерфейса первую карту 80 распределения электронной плотности. Например, пользователь может вводить посредством стилуса контур, ограничивающий упомянутые одну или более зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности. Этап идентификации и ограничения может также выполняться автоматически подходящими системой обработки изображений и программным обеспечением. Система 30 обработки может, например, для указания артефактов использовать отношение между типами обнаруженных тканей в изображении в качестве показателя достоверности. Примером такого отношения может быть доля кортикальной зоны кости в кости.

Система 30 обработки может использовать любой известный в области техники вычислительный способ для вычисления изображения MR-CAT на основе данных отображения, собранных с помощью магнитно-резонансных измерений.

На втором этапе S2 система обработки вычисляет вторую карту 82 распределения электронной плотности, имеющую меньше деталей, чем первая карта 80 распределения электронной плотности. Другими словами, вторая карта 82 распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты 80 распределения электронной плотности. На фигуре 2B показан пример, в котором вторая карта 82 распределения электронной плотности соответствует упрощенной первой карте 80 распределения электронной плотности, на которой сегментирован и заполнен равномерными значениями только контур тела. Например, можно использовать значения плотности водного эквивалента.

Этот этап S2 устойчивее к артефактам изображения, с другой стороны, отклонение от истинной карты распределения плотности будет в общем больше по сравнению с исходным изображением MR-CAT.

Этапы S1 и S2 могут выполняться параллельно или один за другим. Вторая карта 82 распределения электронной плотности может быть вычислена с использованием множества данных визуализации. В альтернативном аспекте изобретения вторая карта 82 распределения электронной плотности может быть получена из первой карты 80 распределения электронной плотности. Например, система 30 обработки может построить контур первой карты распределения электронной плотности и заполнить первую карту распределения электронной плотности другими значениями плотности для представления второй карты 82 распределения электронной плотности. Вторая карта 82 распределения электронной плотности создается при задании максимального порога на первой карте 80 распределения электронной плотности и при задании другого значения плотности вместо любых значений плотности выше этого максимального порога. Предпочтительное другое значение плотности является значением плотности воды.

На третьем этапе S3 система 30 обработки вычисляет альтернативную карту 84 распределения электронной плотности с использованием первой карты 80 распределения электронной плотности и второй карты 82 распределения электронной плотности. Система 30 обработки заменяет в упомянутых одной или более зон 90 артефактов первую карту 80 распределения электронной плотности второй картой 82 распределения электронной плотности с получением альтернативной карты распределения электронной плотности 84.

Фигура 5 представляет последовательность операций способа вычисления распределения дозы облучения в одном аспекте раскрытия. Способ описан со ссылкой на систему, описанную на фигуре 1.

На первом этапе S21 с использованием данных визуализации, полученных магнитно-резонансными или аналогичными методами, вычисляется первая карта 80 распределения электронной плотности. С использованием первой карты распределения электронной плотности вычисляется первое распределение 6 дозы облучения и отображается вместе с первой картой распределения электронной плотности.

На втором этапе S22 с использованием способа, описанного со ссылкой на фигуру 4, вычисляется альтернативная карта 84 распределения плотности. С использованием альтернативной карты 84 распределения плотности вычисляется второе распределение 7 дозы. Второе распределение 7 дозы отображается вместе с альтернативной картой 84 распределения электронной плотности.

Будет очевидно, что второе распределение 7 дозы создается с допустимой ошибкой, вместо первого распределения 6 дозы, которое создано с неизвестной ошибкой из-за зон 90 артефактов на первой карте 80 распределения электронной плотности. Кроме того, принципы настоящего раскрытия дают возможность пользователю оценить потенциальное влияние артефакта на распределение дозы.

Это изобретение применимо к системам планирования лучевой терапии, которые используют карты распределения плотности, основанные на МР-сигналах, например, к системе Pinnacle или потенциальному решению для планирования лучевой терапии на основе МР-сигналов. Кроме того, оно может также быть применено к реконструкции в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) в системах ПЭТ/МР.

Разумеется, изобретение не ограничено описанными или показанными вариантами осуществления, но в общем распространяется на любой вариант осуществления, который находится в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, как видно в свете вышеприведенного описания и чертежей. Хотя конкретный признак изобретения мог быть описан выше со ссылкой только на один из показанных вариантов осуществления, такие признаки можно объединять с одним или более признаками других вариантов осуществления, которые могут быть необходимы и выгодны для любого заданного конкретного применения. Из вышеприведенного описания изобретения специалисты в данной области техники создадут усовершенствования, изменения и модификации. Предполагается, что такие усовершенствования, изменения и модификации в пределах опыта в данной области техники должны охватываться прилагаемой формулой изобретения. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не ограничивают объем изобретения. Термин «содержащий» следует понимать как не исключающий другие элементы или этапы, а признак единственного числа не исключает множества.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1: система

6: первое распределение дозы

7: второе распределение дозы

10: система визуализации

20: множество данных изображения

30: система обработки

40: система пользовательского интерфейса

42: пользовательский ввод

44: вспомогательный дисплей

80: первая карта распределения электронной плотности

82: вторая карта распределения электронной плотности

84: третья карта распределения электронной плотности

90: зона артефакта

91: значение плотности артефакта

92: значение плотности окрестности

93: заменяющее значение плотности

95: контур

1. Система обработки для вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности исследуемого объема, содержащая систему (30) обработки, выполненную с возможностью

- вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации,

- вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности,

- вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности,

при этом система (30) обработки выполнена с возможностью замены в одной или более зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности,

отличающаяся тем, что система обработки дополнительно содержит систему (40) пользовательского интерфейса, выполненную с возможностью отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и содержащую систему (42) пользовательского ввода, позволяющую пользователю вводить пользовательские данные, идентифицирующие и разграничивающие упомянутые одну или более зон (90) артефактов на первой карте распределения электронной плотности.

2. Система обработки по п. 1, в которой вторая карта (82) распределения электронной плотности соответствует контуру первой карты (80) распределения электронной плотности и заполнена равномерным значением, в частности, равномерное значение является эквивалентной плотностью воды.

3. Система планирования для вычисления распределения дозы облучения, содержащая

- систему (30) обработки по п. 1 или 2, предназначенную для вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, второй карты (82) распределения электронной плотности и альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, при этом альтернативная карта (84) распределения электронной плотности вычисляется с использованием упомянутых первой и второй карт (80, 82) распределения электронной плотности,

- систему планирования (45) лучевой терапии, выполненную с возможностью вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и повторного вычисления второго распределения дозы с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности.

4. Способ вычисления альтернативной карты распределения электронной плотности исследуемого объема, содержащий этапы

- замены в одной или более идентифицированных зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности,

отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап

- отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и получения данных пользовательского ввода, идентифицирующих упомянутые одну или более зон (90) артефактов.

5. Способ по п. 4, содержащий присвоение второй карте (82) распределения электронной плотности равномерного значения плотности, в частности значения эквивалентной плотности воды.

6. Способ вычисления распределения дозы облучения, содержащий этапы

- вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности,

- вычисления первого распределения дозы облучения с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности,

- вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием способа по п. 4 или 5 и/или системы по любому из пп. 1-3,

- вычисления второго распределения дозы облучения с использованием альтернативной карты (84) распределения электронной плотности.

7. Компьютерное устройство для систем обработки и планирования лучевой терапии, включающее в себя компьютерный программный продукт, содержащий управляющую логику для предписания компьютеру выполнять команды, которые позволяют процессору выполнять этапы способа по любому из пп. 4-6.

Группа изобретений относится к анализу и обнаружению тканей тела с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Система для неинвазивного анализа ткани содержит неферромагнитный ручной зонд, выполненный с возможностью установления различия между нервами, мышцами и кровеносными сосудами.

Способ измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок и устройство для его осуществления // 2714314

Группа изобретений относится к измерительной технике и предназначена для неразрушающего контроля качества и однородности тонких магнитных пленок. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют производную от величины поглощения электромагнитной энергии СВЧ-поля образцом, который помещается в скрещенные высокочастотное магнитное поле и постоянное магнитное поле, причем параллельно высокочастотному магнитному полю формируется модулирующее магнитное поле.

Визуализация силы давления акустического излучения // 2711326

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для магнитно-резонансной визуализации силы давления акустического излучения (MR-AFRI). Устройство содержит систему высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука и систему магнитно-резонансной томографии для сбора магнитно-резонансных данных из зоны визуализации, при этом область соникации и зона визуализации по меньшей мере частично совмещаются, процессор управления, память для хранения машинно-выполняемых команд импульсной последовательности для управления системой магнитно-резонансной томографии в соответствии с протоколом визуализации силы давления акустического излучения, первых команд соникации для управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука, чтобы воздействовать ультразвуком на область соникации в соответствии с протоколом визуализации силы давления акустического излучения, вторых команд соникации для управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука, чтобы воздействовать ультразвуком на область соникации в соответствии с протоколом визуализации силы давления акустического излучения, причем команды импульсной последовательности задают сбор магнитно-резонансных данных в течение нескольких повторений импульсной последовательности, устанавливают для каждого из нескольких повторений последовательности первую группу градиентов кодирования движения и вторую группу градиентов кодирования движения, причем первая и вторая группы градиентов кодирования движения подаются с одинаковой полярностью, причем выполнение машинно-выполняемых команд предписывает процессору: собирать первые магнитно-резонансные данные посредством управления системой магнитно-резонансной томографии командами импульсной последовательности и посредством управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука первыми командами соникации, причем первые команды соникации предписывают системе высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука воздействовать ультразвуком на область соникации в течение первой группы градиентов кодирования движения; собирать вторые магнитно-резонансные данные посредством управления системой магнитно-резонансной томографии командами импульсной последовательности и посредством управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука вторыми командами соникации, причем вторые команды соникации предписывают системе высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука воздействовать ультразвуком на область соникации в течение второй группы градиентов кодирования движения и вводить разные задержки включения для первых и вторых команд соникации; реконструировать первое изображение с кодированием движения из первых магнитно-резонансных данных; реконструировать второе изображение с кодированием движения из вторых магнитно-резонансных данных и построить карту смещений по разности между первым изображением с кодированием движения и вторым изображением с кодированием движения.

Реактор высокого давления для регистрации спектров электронного парамагнитного резонанса // 2711218

Изобретение относится к области спектроскопии, а именно к устройствам для регистрации спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в жидкостях и сверхкритических флюидах при высоком давлении.

Силовое и управляющее устройство, предназначенное для средневольтного оборудования, и средневольтное переключающее устройство // 2710209

Изобретение относится к области электротехники. Силовое и управляющее устройство (1) для средневольтного оборудования содержит силовой и управляющий модуль (2), имеющий первый порт (21) питания, выполненный с возможностью электрического соединения с источником (60) электропитания; первое управляющее устройство (3), электрически соединенное в рабочем режиме с первым портом питания и источником электропитания, причем первое управляющее устройство выполнено с возможностью предотвращения подачи электропитания на силовой и управляющий модуль через первый порт питания, если рабочая температура силового и управляющего устройства ниже первого порогового значения (ТН1), отражающего минимальную рабочую температуру, предусмотренную для силового и управляющего модуля.

Способ измерения параметров магнитного поля // 2709703

Изобретение относится к измерению направления или напряженности магнитных полей. Способ измерения постоянного магнитного поля путем измерения параметра, возникающего на обкладках конденсатора из диэлектрического материала, снабженного двумя токопроводящими пластинами с выводами, установленными параллельно друг к другу, где диэлектриком является композит, при помещении его в магнитное поле, при этом применяют композит магнитожидкостной с 10% содержанием частиц из нанокристаллического магнитномягкого материала с высокой магнитной проницаемостью (μ≥50000) продолговатой формы и размеров, лежащих в пределах 1-100 мкм, измерение емкости производят на частоте 1 МГц, и величину магнитного поля определяют по градуировочной кривой или по известной величине, характеризующей чувствительность конденсатора.

Магнитно-резонансная система исследования с подвижным держателем пациента // 2708817

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к магнитно-резонансной системе исследования пациента с подвижным держателем пациента. Система содержит зону исследования, магнит для приложения статического магнитного поля в зоне исследования, держатель пациента с опорной поверхностью, RF-антенну, имеющую фиксированное геометрическое отношение с опорной поверхностью, причем держатель пациента установлен подвижно в направлении, поперечном к опорной поверхности, причем магнит имеет опорную раму и снабжен мостовым элементом, установленным на опорной раме и подвижно в направлении, поперечном к опорной поверхности, и мостовой элемент поддерживает держатель пациента, магнит является магнитом цилиндрической формы с зазором, в котором расположена зона исследования, причем элементы кожуха обеспечены между мостовым элементом и внутренней стенкой зазора или между держателем пациента и внутренней стенкой зазора.

Магнитометр с термокомпенсацией сигнала датчика магнитного поля // 2707586

Изобретение относится к области измерений индукции магнитного поля с помощью магнитометра, например, феррозондового типа. Сущность изобретения заключается в преобразовании индукции магнитного поля ВМП в цифровой или аналоговый сигнал S1(ВМП) с последующей компенсацией температурной погрешности первичного датчика.

Способ изготовления дисковых секторов для захвата, удержания и анализа магнитных микрочастиц и меченных ими биологических объектов на поверхности спиновых вентилей с помощью фемтосекундного лазерного облучения // 2704972

Изобретение относится к области разработки биомедицинских сенсоров новых поколений, а именно к созданию секторов на поверхности приборов спинтроники. В биомедицине разделение здоровых и больных клеток основано на разной вероятности захвата магнитных наночастиц или микрочастиц клетками в зависимости от их состояния.

Механизм обнаружения витков кабеля для использования в сильных магнитных полях // 2702943

Группа изобретений относится к обеспечению безопасности пациента при работе с магнитно-резонансным томографом (МРТ). Система магнитно-резонансной томографии (МРТ) содержит сборку кабелей, содержащую электропроводящий кабель и многожильное оптическое волокно, собранное вместе с электропроводящим кабелем для образования сборки кабелей; электрический компонент, соединенный с электропроводящим кабелем кабельной сборки; устройство считывания формы волокна, оптически связанное с многожильным оптическим волокном кабельной сборки и выполненное с возможностью измерения коэффициента отражения света, введенного в многожильное оптическое волокно, и вычисления формы кабельной сборки на основании измеренных значений коэффициента отражения; процессор, выполненный с возможностью обнаружения части электропроводящего кабеля, подверженной явлению резонанса на частоте магнитного резонанса, на основании формы, вычисленной для многожильного оптического волокна в сборке с электропроводящим кабелем.

Визуализация силы давления акустического излучения // 2711326