CN110889848A - 对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***及装置 - Google Patents

对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***及装置。该***包括处理器，处理器被配置成：接收目标对象包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域的图像，且感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；根据第一剂量体积目标和第二剂量体积目标设置第一目标区域和第二目标区域的剂量目标。本发明实施例的技术方案，以实现用户能够更方便、直观的处理具有器官交叠的放疗计划设计，提高用户使用放疗的效率和计划质量。

Description

对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***及装置
技术领域
本发明实施例涉及医疗技术领域，尤其涉及一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***及装置。
背景技术
在物理师使用放疗计划***(Treatment Planning System，TPS)进行放疗计划优化时，经常会遇到靶区(Target ROI)与保护器官(OAR ROI)相互交叠的情况，例如鼻咽癌病例中的靶区与左、右腮腺、***病例中的靶区与膀胱、直肠等等。通常情况下，放射治疗的要求是尽量使得射线靶区内的剂量沉积达到处方剂量的要求，同时尽可能减少对靶区周围的正常组织的剂量沉积。因此，在处理靶区与保护器官交叠的计划设计时，用户往往会陷入两难境地：一是靶区剂量必然导致交叠区域内的保护器官剂量过高；二是保护器官如若按照较严格的条件设置，靶区则会在该区域欠量。
现有技术中，物理师在使用现有的TPS进行计划优化时，由于TPS优化算法在处理靶区和保护器官交叠区域时，会因为同一个位置的体素点(Voxel)受到两个类型的约束条件的限制，导致最终剂量结果在该交叠区域的不确定。因此在计划设计过程中，用户会根据患者的病情、用药、以及各器官的位置、体积对该保护器官进行限量，并在后续的优化过程中根据剂量结果反复调整优化条件，以期达到靶区和保护器官两者间的平衡。具体有以下几种处理方式：采用勾画工具，将靶区中的保护器官扣除，或者将保护器官中的靶区扣除，将扣除后的靶区或保护器官作为新的靶区和保护器官在优化目标函数中设置约束条件；利用TPS中提供的优先级设置，在靶区优先时，只考虑靶区达到目标剂量；在保护器官优先时，优先考虑保护器官的目标；利用TPS中提供的可输入收缩(Shrink)距离的功能，对靶区进行用户指定距离的收缩处理，从而达到靶区与保护器官同时考虑的目的。但是，用户在进行上述操作时，当过渡器官或优化参数设置的不合理时，往往会在靶区和器官保护交叠区域生成的剂量分布具有很大的不确定性。
发明内容
本发明实施例提供一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***及装置，以实现用户能够更方便、合理、直观的处理具有器官交叠的放疗计划设计，提高用户使用TPS的效率和计划质量，用户设定保护器官的约束条件时，能够实时、直观的看到在给定保护器官剂量目标的条件下，交叠区域体素的所属以及靶区的理想剂量结果，减少用户对放疗计划最终结果的不确定性判断。
第一方面，本发明实施例提供了一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***，包含处理器，所述处理器被配置成：
接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；
根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标。
进一步的，所述处理器还被配置成：
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第三目标区域，所述第三目标区域、所述第一目标区域和所述第二目标区域共同组成所述重叠区域；
根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第三目标区域的剂量目标。
进一步的，所述处理器还被配置成：
显示所述第一感兴趣区域、第二感兴趣区域、第一目标区域和第二目标区域，以及各区域对应的体积信息。
进一步的，所述处理器还被配置成：
修改所述第一剂量体积目标、第二剂量体积目标、第一目标区域和第二目标区域中的至少一项，更新各区域对应的体积信息。
进一步的，所述处理器还被配置成：
根据更新后的体积信息，判断所述第一感兴趣区域是否达到所述第一剂量体积目标和/或所述第二感兴趣区域是否达到第二剂量体积目标。
进一步的，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域，包括：
根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域，将所述重叠区域中去除所述第二目标区域的区域作为所述第一目标区域。
进一步的，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第三目标区域，所述第三目标区域、所述第一目标区域和所述第二目标区域共同组成所述重叠区域，包括：
根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域；
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定第三目标区域；
将所述重叠区域中去除所述第二目标区域和所述第三目标区域的区域作为所述第一目标区域。
进一步的，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定第三目标区域，包括：
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定剂量缓冲距离，所述剂量缓冲距离为由所述第二剂量体积目标中的第二剂量目标变化到所述第一剂量体积目标中的第一剂量目标所需要的距离；
根据所述距离在所述重叠区域中确定第三目标区域。
进一步的，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同。
进一步的，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同；所述第三目标区域的剂量目标在所述第一剂量目标和所述第二剂量目标之间变化。
进一步的，所述第三目标区域内各体素的剂量目标根据所述第一目标区域的剂量目标、所述第二目标区域的剂量目标以及各体素点到所述第二感兴趣区域去除第一目标区域和第三目标区域后的剩余区域的距离进行确定。
进一步的，所述第一感兴趣区域是保护器官区域，所述第二感兴趣区域是靶区区域。
第二方面，本发明实施例还提供了一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置，所述装置配置于处理器中，该装置包括：
图像接收模块，用于接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；
目标区域确定模块，用于根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；
剂量目标确定模块，用于根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标。
本发明实施例的技术方案，通过接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标，解决了在过渡器官或优化参数设置的不合理时可能出现在靶区和器官保护交叠区域生成的剂量分布具有很大的不确定性的问题，以实现用户能够更方便、直观的处理具有器官交叠的放疗计划设计，提高用户使用TPS的效率和计划质量，用户设定保护器官的约束条件时，能够实时、直观的看到在给定保护器官剂量目标的条件下，交叠区域体素的所属以及靶区的理想剂量结果，减少用户对放疗计划最终结果的不确定性判断。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中的处理器所配置的步骤的流程图；
图2是本发明实施例提供的对感兴趣区域的重叠区域进行划分的示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中的处理器所配置的步骤的流程图；
图4是本发明实施例提供的对感兴趣区域的重叠区域进行划分后形成第三目标区域的示意图；
图5是本发明实施例提供的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中的处理器所配置的步骤的流程图，本实施例可适用于在放疗计划优化时处理感兴趣区域的重叠区域会因为体素点受到两个类型的约束条件的限制而导致重叠区域剂量结果不确定的情况，该方法可以由对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置于本发明实施例提供的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***的处理器中。
参见图1，本发明实施例提供的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***可以包括处理器，该处理器可以被配置成如下步骤：
S110、接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域。
在物理师使用放疗计划***进行放疗计划优化前，首先需要进行常规模态数据的扫描，例如，常规诊断的CT扫描或是MRI扫描，以生成放疗计划***待处理的图像，即获得目标对象待检测部位的图像。所述目标对象的图像通常包含多个感兴趣区域。可选的，第一感兴趣区域为靶区区域，第二感兴趣区域为保护器官区域。
具体的，放疗是针对患者癌变部位的局部治疗，例如鼻咽癌、乳腺癌或是脑瘤等。通常情况下，在获取目标对象的图像中包含有靶区区域和保护器官区域相互交叠所形成的重叠区域，示例性的，鼻咽癌病例中的靶区区域与左、右腮腺相互交叠所形成的重叠区域，或是***病例中的靶区区域与膀胱或直肠相互交叠所形成的重叠区域等。由于放疗计划优化在处理靶区区域和保护器官区域交叠的重叠区域时，重叠区域的同一个位置的体素点往往会受到两个类型的约束条件的限制，即靶区区域和保护器官区域的剂量目标都会对重叠区域的剂量目标产生影响，这样将会导致重叠区域的剂量结果在该重叠区域变得不确定。本发明实施例提供的技术方案旨在直观、方便的设计包含有靶区区域和保护器官区域相互交叠所形成的重叠区域的放疗计划优化。
S120、根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域。
其中，根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域，将所述重叠区域中去除所述第二目标区域的区域作为所述第一目标区域。剂量体积目标是对感兴趣区域的剂量和体积的约束，例如保护器官区域的剂量体积目标可以为大于等于第一预设剂量的体积百分比不大于第一阈值；靶区区域的剂量体积目标可以为大于等于第二预设剂量的体积百分比不小于第二阈值。
第一感兴趣区域内的体素点的剂量目标按照第一剂量体积目标中的第一剂量目标设定的，第二感兴趣区域内的体素点的剂量目标按照第二剂量体积目标中的第二剂量目标设定的，则重叠区域内的体素点受到第一感兴趣区域和第二感兴趣区域的剂量目标共同的作用。现有技术中，对重叠区域的划分以及目标函数的设计通常是根据医生的要求、患者的体征或是医生的个人经验等情况进行处理的。重叠区域计划设计具体包括：一是通过放疗计划***的勾画工具，直接对重叠区域进行勾画，也可以由用户先进行逻辑运算生成重叠区域的过渡区域用于进一步优化重叠区域的目标函数；二是利用放疗计划***设置感兴趣区域的优先级，两个感兴趣区域重叠区域的剂量目标由优先级高的感兴趣区域决定，这样的方式尽管省去了生成过渡区域的操作，但在本质上是将重叠区域笼统的划分到了其中一个感兴趣区域；三是通过放疗计划***对重叠区域的剂量梯度进行直接设置或是优化算法进行处理，从而划分出重叠区域包含的目标区域。本发明实施例提供的技术方案通过感兴趣区域的剂量目标对重叠区域实现自动的目标区域划分，避免了手动操作对重叠区域进行裁剪，同时考虑到两个感兴趣区域，维持两个感兴趣区域的平衡，满足了放射治疗的基本要求。
示例性的，如图2所示为本发明实施例提供的对感兴趣区域的重叠区域进行划分的示意图，第一感兴趣区域10为在某横断面上的勾画出的靶区区域，第二感兴趣区域20为在同一横断面上的勾画出的保护器官区域，靶区区域和保护器官区域在该横断面上的位置关系，得到如图2上图所示的重叠区域30，重叠区域30内的体素点为第一感兴趣区域10和第二感兴趣区域20所共有。如图2下图所示的重叠区域30被划分为第一目标区域40和第二目标区域50，第二目标区域50为根据第二感兴趣区域20的剂量体积目标中的体积目标得到的在第一感兴趣区域10和第二感兴趣区域20的重叠区域30范围内的体素点的集合，在放疗优化算法的目标函数中认为第二目标区域50内的体素点不再属于第一感兴趣区域10，第一目标区域40为重叠区域30中经过放疗优化算法自动处理后其体素点仍然属于第一感兴趣区域10的区域。
S130、根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标。
其中，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同。
具体的，将第一目标区域和第二目标区域的剂量目标设定为第一剂量目标和第二剂量目标，即将第一目标区域和第二目标区域内的每个体素点的剂量目标设置为唯一的值，这样设置的好处在于无需手动设置第一感兴趣区域的第一剂量体积目标中的第一剂量目标到重叠区域对应的剂量目标的远离距离，自动处理感兴趣区域的重叠区域的体素点的剂量目标分配。同时，放射治疗的要求是尽量使得射线靶区区域内的剂量沉积达到处方剂量的要求，同时尽可能减少对靶区区域周围的正常组织的剂量沉积，本申请技术方案中通过感兴趣区域的剂量目标确定目标区域的剂量目标，解决了重叠区域内的目标区域可能出现的剂量目标过高的问题，同时维持了感兴趣区域之间的剂量目标的平衡。
本发明实施例通过接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；根据所述第一感兴趣区域的第一剂量目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；根据所述第一剂量目标和所述第二剂量目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标，解决了在过渡器官或优化参数设置的不合理时可能出现在靶区和器官保护交叠区域生成的剂量分布具有很大的不确定性的问题，以实现用户能够更方便、直观的处理具有器官交叠的放疗计划设计，提高用户使用TPS的效率和计划质量，用户设定保护器官的约束条件时，能够实时、直观的看到在给定保护器官剂量目标的条件下，交叠区域体素的所属以及靶区的理想剂量结果，减少用户对放疗计划最终结果的不确定性判断。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中的处理器所配置的步骤的流程图。本实施例以上述实施例为基础进行优化，在本实施例中，上述处理器还可以被配置成：根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第三目标区域，所述第三目标区域、所述第一目标区域和所述第二目标区域共同组成所述重叠区域；根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第三目标区域的剂量目标。
相应的，本实施例的处理器可以被配置成如下步骤：
S210、接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域。
S220、根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域、第二目标区域和第三目标区域。
其中，第三目标区域是在第二目标区域确定后，第一目标区域和第二目标区域之间形成的剂量缓冲区域，第三目标区域内的体素点既不属于第一感兴趣区域也不属于第二感兴趣区域。
具体的，根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标中的体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域；根据所述第一感兴趣区域的第一剂量目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量目标确定第三目标区域；将所述重叠区域中去除所述第二目标区域和所述第三目标区域的区域作为所述第一目标区域。其中，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定第三目标区域，包括：根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定剂量缓冲距离，所述剂量缓冲距离为由所述第二剂量体积目标中的第二剂量目标变化到所述第一剂量体积目标中的第一剂量目标所需要的距离；根据所述距离在所述重叠区域中确定第三目标区域。可选的，剂量缓冲距离可以为由第一剂量目标变化到第二剂量目标的最短距离。
示例性的，如图4是本发明实施例提供的对感兴趣区域的重叠区域进行划分后形成第三目标区域的示意图，重叠区域30根据第二感兴趣区域的第二剂量体积目标中的体积目标确定第二目标区域50，在第二目标区域50生成后形成第三目标区域60，将重叠区域30中去除第二目标区域50和第三目标区域60的区域作为第一目标区域40。第三目标区域60为剂量缓冲区域根据剂量缓冲距离所决定，即由第一剂量体积目标中的第一剂量目标变化到第二剂量体积目标中的第二剂量目标所需要的距离，根据该距离可以自动生成在重叠区域30中的第三目标区域60。
S230、根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域、所述第二目标区域和所述第三目标区域的剂量目标。
具体的，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同；所述第三目标区域的剂量目标在所述第一剂量目标和所述第二剂量目标之间变化。所述第三目标区域内各体素的剂量目标根据所述第一目标区域的剂量目标、所述第二目标区域的剂量目标以及各体素点到所述第二感兴趣区域去除所述第一目标区域和第三目标区域后的剩余区域的距离进行确定。
示例性的，假定第一感兴趣区域A的剂量体积目标为剂量DoseTarget所占的体积百分比不小于VolumeTarget，第二感兴趣区域B的剂量体积目标为剂量DoseOAR所占的体积百分比不大于VolumeOAR，|X|表示任意区域X中的体素点个数。
第二目标区域中的体素点由第二感兴趣区域的剂量体积目标中的体积目标决定，具体可以由如下公式进行表示：其中，B表示第二感兴趣区域，C表示重叠区域，D表示第二目标区域；当|B|*VolumeOAR≤|B-C|时，|D|＝0；当|B|*VolumeOAR＞|B-C|时，重叠区域中的各体素点距离第二感兴趣区域中体素点更近的体素点将被优先划归至第二目标区域，直到满足公式|D|+|B-C|＝|B|*VolumeOAR。进一步的，可以理解的是第三目标区域的体素点由第二感兴趣区域的剂量体积目标中的剂量目标决定。例如：首先，给定剂量缓冲距离为DistBuffer，该距离定义为由剂量DoseTarget跌落至剂量DoseOAR所需要的最短距离确定；之后，在重叠区域C中去除第二目标区域D的剩余区域(即区域C-D)中各体素点距离在第二感兴趣区域B中去除第一感兴趣区域A的剩余区域与第二目标区域D形成的组合区域(即区域B-A+D)中各体素点的任一点的最短距离小于DistBuffer的体素点，被划归为第三目标区域中的体素点。将重叠区域C中去除第二目标区域D和第三目标区域的剩余区域作为第一目标区域。
在放射治疗计划的优化过程中，还需要对各区域的剂量目标进行设定。示例性的，第一目标区域中的每个体素点的剂量目标仍然按照第一感兴趣区域的剂量目标进行设置，即为剂量DoseTarget。第二目标区域中的每个体素点的最大剂量设置为第二感兴趣区域的剂量目标DoseOAR。第三目标区域的剂量目标由根据所述第一目标区域的剂量目标、所述第二目标区域的剂量目标以及各体素点到所述第二感兴趣区域去除所述第一目标区域和第三目标区域后的剩余区域的距离所决定。例如，第三目标区域中的每个体素点与在第二感兴趣区域去除所述第一目标区域和第三目标区域后的剩余区域中体素点的最短距离为DistE'，则第三目标区域中的每个体素点的最大剂量设置为DoseE'＝f(DoseTarget,DoseOAR,DistE')，其中f为定义域在区间[0,DistBuffer]内，值域为[DoseOAR,DoseTarget]内的单调递增函数，进一步地，对剂量缓冲距离DistBuffer和该第三目标区域内的体素点的剂量目标函数f的设置可以通过算法自动设置、用户手动设置或是通过机器学习的方法从现有放射治疗计划的剂量分布中进行建模实现，本发明实施例对此不作限制。
在上述实施例1和/或实施例2的基础上，还可以处理器还可以执行如下步骤：
S240、显示所述第一感兴趣区域、第二感兴趣区域、第一目标区域和第二目标区域，以及各区域对应的体积信息。
具体的，可以在放射治疗计划***设置针对感兴趣区域的重叠区域进行处理的人机交互显示界面，人机交互显示界面包括两个方面：重叠区域辅助信息显示，以及重叠区域分界线的自定义与显示。
假设重叠区域被划分为第一目标区域和第二目标区域，在这样的情况下，辅助信息可以包括：重叠区域的绝对体积；重叠区域的体积占第一感兴趣区域总体积的百分比，即重叠区域/第一感兴趣区域*100％；重叠区域的体积占第二感兴趣区域总体积的百分比，即重叠区域/第二感兴趣区域*100％；第二感兴趣区域的体积扣除重叠区域内被划归为第一感兴趣区域的体积占第二感兴趣区域总体积的百分比，即(第二感兴趣区域-第一目标区域)/第二感兴趣区域*100％；第一感兴趣区域的体积扣除重叠区域内被划归为第二感兴趣区域的体积占第一感兴趣区域总体积的百分比，即(第一感兴趣区域-第二目标区域)/第一感兴趣区域*100％。辅助信息的显示用于帮助用户了解当前状态下的重叠区域在第一感兴趣区域和第二感兴趣区域之间的分配，方便用户进行目标函数设计和剂量结果估计。
如果重叠区域被划分为第一目标区域、第二目标区域和第三目标区域。则，上述的辅助信息可以包括重叠区域的绝对体积；重叠区域的体积占第一感兴趣区域总体积的百分比，即重叠区域/第一感兴趣区域*100％；重叠区域的体积占第二感兴趣区域总体积的百分比，即重叠区域/第二感兴趣区域*100％；第二感兴趣区域的体积扣除重叠区域内被划分为非第二感兴趣区域的体积占第二感兴趣区域总体积的百分比，即(第二感兴趣区域-第一目标区域-第三目标区域)/第二感兴趣区域*100％；第一感兴趣区域的体积扣除重叠区域内被划归为不属于第一感兴趣区域的体积占第一感兴趣区域总体积的百分比，即(第一感兴趣区域-第二目标区域-第三目标区域)/第一感兴趣区域*100％。
重叠区域分界线的自定义与显示，用于在放射治疗计划优化时，指示在重叠区域内分别属于第一感兴趣区域和第二感兴趣区域的体积，最终的剂量体积直方图以及评估指标仍然采用第一感兴趣区域和第二感兴趣区域的原始体积，分界线的拖动可以所有层面同时修改、单层修改或是约束条件联动修改。对分界线的操作有以下方式：修改所述第一剂量目标、第二剂量目标、第一目标区域和第二目标区域中的至少一项，更新各区域对应的体积信息；或者确定所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标是否达到预设剂量体积目标，修改各区域对应的体积信息。也就是说，用户通过调整第二感兴趣区域的剂量-体积约束条件，算法自动进行分割线位置的确定，并更新上述辅助信息的显示；用户通过在勾画窗口，使用分界线拖动、或自定义输入体积功能，可以同时在重叠区域的所有CT层面，或者某一个指定CT层面修改分界线位置，并实时更新上述辅助信息的显示；用户通过某种方式修改分界线位置时，软件会计算并在界面反馈当前第一感兴趣区域和第二感兴趣区域的剂量目标是否可以达到用户预设的剂量目标。
本发明实施例提供的技术方案，在放射治疗计划***中进行放疗计划优化时，处理感兴趣区域的重叠区域的情况，用户不需要手动设置感兴趣区域之间的远近距离，用户只需调整感兴趣区域的剂量-体积目标，算法会自动处理该感兴趣区域与其他感兴趣区域的重叠部分的体素分配，为感兴趣区域的重叠区域提供了每个体素唯一的剂量目标，使得优化算法更容易搜索最优点。同时，提供了用户交互方式，旨在帮助用户在优化开始前，就可以设计感兴趣区域的重叠区域内的体素归属，并能充分估计最终剂量分布的效果。人机交互方式设置主要特征和优势包括：显示更全面的信息，感兴趣区域的重叠区域的绝对体积、感兴趣区域的重叠区域体积分别占感兴趣区域总体积的百分比、去除感兴趣区域的重叠区域后的感兴趣区域分别占感兴趣区域总体积的百分比；用户不需要手动或自动生成过渡器官用于优化目标函数，用户自定义在感兴趣区域的重叠区域内感兴趣区域的分界线，并实时更新上述信息。用户设定感兴趣区域的约束条件时，能够实时、直观的看到在给定感兴趣区域的剂量-体积目标的条件下，感兴趣区域的重叠区域体素的所属，以及感兴趣区域的理想剂量结果，减少用户对放疗优化计划最终结果的不确定性判断。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置的结构图，该装置配置于处理器中，所述处理器配置于上述任意实施例所提供的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中，则该装置可以用于执行对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中的处理器所配置的步骤。该装置与上述各实施例的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***属于同一个发明构思，在对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***的实施例。本实施例可适用于在放疗计划优化时处理感兴趣区域的重叠区域会因为体素点受到两个类型的约束条件的限制而导致重叠区域剂量结果不确定的情况。
如图5所示，所述装置包括：图像接收模块310、目标区域确定模块320和剂量目标确定模块330，其中：
图像接收模块310，用于接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；
目标区域确定模块320，用于根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；
剂量目标确定模块330，用于根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标。
本实施例的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置，通过接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标，解决了在过渡器官或优化参数设置的不合理时可能出现在靶区和器官保护交叠区域生成的剂量分布具有很大的不确定性的问题，以实现用户能够更方便、直观的处理具有器官交叠的放疗计划设计，提高用户使用TPS的效率和计划质量，用户设定保护器官的约束条件时，能够实时、直观的看到在给定保护器官剂量目标的条件下，交叠区域体素的所属以及靶区的理想剂量结果，减少用户对放疗计划最终结果的不确定性判断。
在上述各实施例的基础上，所述装置还包括：
第三目标区域确定模块，用于根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第三目标区域，所述第三目标区域、所述第一目标区域和所述第二目标区域共同组成所述重叠区域；
根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第三目标区域的剂量目标。
在上述各实施例的基础上，所述装置还包括：
显示所述第一感兴趣区域、第二感兴趣区域、第一目标区域和第二目标区域，以及各区域对应的体积信息。
在上述各实施例的基础上，所述装置还包括：
修改所述第一剂量体积目标、第二剂量体积目标、第一目标区域和第二目标区域中的至少一项，更新各区域对应的体积信息。
在上述各实施例的基础上，所述装置还包括：
根据更新后的体积信息，判断所述第一感兴趣区域是否达到所述第一剂量体积目标和/或所述第二感兴趣区域是否达到第二剂量体积目标。
在上述各实施例的基础上，目标区域确定模块320具体用于：
根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域，将所述重叠区域中去除所述第二目标区域的区域作为所述第一目标区域。
在上述各实施例的基础上，所述装置还包括：
根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域；
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定第三目标区域；
将所述重叠区域中去除所述第二目标区域和所述第三目标区域的区域作为所述第一目标区域。
在上述各实施例的基础上，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量目标确定第三目标区域，包括：
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定剂量缓冲距离，所述剂量缓冲距离为由所述第二剂量体积目标中的第二剂量目标变化到所述第一剂量体积目标中的第一剂量目标所需要的距离；
根据所述距离在所述重叠区域中确定第三目标区域。
在上述各实施例的基础上，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同。
在上述各实施例的基础上，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同；所述第三目标区域的剂量目标在所述第一剂量目标和所述第二剂量目标之间变化。
在上述各实施例的基础上，所述第三目标区域内各体素的剂量目标根据所述第一目标区域的剂量目标、所述第二目标区域的剂量目标以及各体素点到所述第二感兴趣区域去除第一目标区域和第三目标区域后的剩余区域的距离进行确定。
在上述各实施例的基础上，所述第一感兴趣区域是靶区区域，所述第二感兴趣区域是保护器官区域。
上述各实施例所提供的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置可执行本发明任意实施例所提供的对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中的处理器所配置的步骤，具备执行对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***中的处理器所配置的步骤相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的***，包含存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，包括：
所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；
根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第三目标区域，所述第三目标区域、所述第一目标区域和所述第二目标区域共同组成所述重叠区域；
根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第三目标区域的剂量目标。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：
显示所述第一感兴趣区域、第二感兴趣区域、第一目标区域和第二目标区域，以及各区域对应的体积信息。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：
修改所述第一剂量体积目标、第二剂量体积目标、第一目标区域和第二目标区域中的至少一项，更新各区域对应的体积信息。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：
根据更新后的体积信息，判断所述第一感兴趣区域是否达到所述第一剂量体积目标和/或所述第二感兴趣区域是否达到第二剂量体积目标。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域，包括：
根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域，将所述重叠区域中去除所述第二目标区域的区域作为所述第一目标区域。
7.根据权利要求2所述的***，其特征在于，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第三目标区域，所述第三目标区域、所述第一目标区域和所述第二目标区域共同组成所述重叠区域，包括：
根据所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标在所述重叠区域中确定第二目标区域；
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定第三目标区域；
将所述重叠区域中去除所述第二目标区域和所述第三目标区域的区域作为所述第一目标区域。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定第三目标区域，包括：
根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标确定剂量缓冲距离，所述剂量缓冲距离为由所述第二剂量体积目标中的第二剂量目标变化到所述第一剂量体积目标中的第一剂量目标所需要的距离；
根据所述距离在所述重叠区域中确定第三目标区域。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同。
10.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述第一目标区域的剂量目标与所述第一感兴趣区域相同；所述第二目标区域的剂量目标与所述第二感兴趣区域相同；所述第三目标区域的剂量目标在所述第一剂量目标和所述第二剂量目标之间变化。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述第三目标区域内各体素的剂量目标根据所述第一目标区域的剂量目标、所述第二目标区域的剂量目标以及各体素点到所述第二感兴趣区域去除第一目标区域和第三目标区域后的剩余区域的距离进行确定。
12.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一感兴趣区域是靶区区域，所述第二感兴趣区域是保护器官区域。
13.一种对感兴趣区域的重叠区域进行处理的装置，其特征在于，所述装置配置于处理器中，所述装置包括：
图像接收模块，用于接收目标对象的图像，所述图像包含第一感兴趣区域和第二感兴趣区域，且所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域相互交叠形成重叠区域；
目标区域确定模块，用于根据所述第一感兴趣区域的第一剂量体积目标和所述第二感兴趣区域的第二剂量体积目标将所述重叠区域进行划分确定第一目标区域和第二目标区域；
剂量目标确定模块，用于根据所述第一剂量体积目标和所述第二剂量体积目标设置所述第一目标区域和所述第二目标区域的剂量目标。
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