CN104036109A - 基于图像的病例检索、勾画及治疗计划系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图像的病例检索、勾画及治疗计划系统和方法，属于医学设备及应用方法技术领域。该系统包括器官识别模块、病例数据库、相似病例选择模块、器官及靶区定位模块和计划映射模块等，相应实现病历数据库、相似病例检索、器官勾画、计划设计和计划评估的功能，从而能够基于新病例图像检索出历史相似病例，进而根据相似病例确定新病例的器官勾画及治疗计划，不仅能够提高勾画和计划设计的速度，而且能够有效降低计划设计对使用者经验的依赖，从而提高治疗方案的稳定性和精确性。

Description

基于图像的病例检索、勾画及治疗计划系统和方法

技术领域

本发明涉及医学设备及应用方法技术领域，特别涉及放射治疗设备及方法技术领域。

背景技术

放射治疗与手术、化疗是当前肿瘤治疗的三大手段，放射治疗计划系统是放射治疗的重要组成部分。放射治疗计划的目的是尽可能地对靶区施行高剂量照射同时使周围正常组织所受影响最小。

现有的放射治疗系统，需要通过输入患者的CT影像数据，利用计算机来设计出可用于直线加速器的治疗方案。完成一个治疗计划通常包括靶区和关键器官的勾画、计划布野和优化、剂量计算和计划验证等关键步骤。其中器官及靶区勾画、计划布野、优化等不仅依赖于医生和物理师的技术水平，而且往往非常耗时，有的计划需要反复设计验证，重复很多次，因此成为了治疗计划设计中最耗时也是影响最终治疗方案好坏的关键步骤。因此，如何加快勾画和设计过程，同时提高计划的质量对整个肿瘤放射治疗具有重大意义。

专利“一种基于检索的放射治疗计划系统及检索方法(申请号：201110129576.4)”提出一种基于语义特征来进行相似病例的检索，从而将相似病例的治疗计划用于新病例的计划设计。这种基于语义的检索方法不仅需要人工输入每个病例的文字描述，工作量大，效率低，更重要的是，检索到的相似病例主要是基于文字描述的近似，而计划设计所依赖的影像数据可能差别较大，从而提高了在当前病例上使用相似病例的难度并且降低了相似病例作为参照的使用效果。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够提高相似病例检索的准确性，从而为新的放射治疗提供参考数据，加快新病例的器官和靶区勾画以及放射治疗的计划设计，进而提高放射治疗计划设计的整体速度和质量，缩短了制定治疗计划所需时间，降低医生工作强度，提高工作效率，且成本低廉的基于图像的放射治疗相似病例检索、器官及靶区勾画及计划系统和方法。

为了实现上述的目的，本发明的基于图像的相似病例检索系统具有如下构成：

该相似病例检索系统包括：输入模块、器官识别模块、病例数据库和相似病例选择模块。其中，输入模块用以通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；器官识别模块用以对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；病例数据库用以存储多个既有病例的图像，以及与所述的既有病例图像对应的既有病例的器官定位识别信息、器官及靶区定位信息和治疗计划信息；相似病例选择模块用以根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵。

该基于图像的相似病例检索系统中，所述的器官识别模块包括：皮肤轮廓提取单元、骨骼轮廓提取单元和区域定位单元。其中，皮肤轮廓提取单元用以在所述的新病例的图像中，通过皮肤分割算法，获取新病例的皮肤轮廓数据；骨骼轮廓提取单元用以根据所述的新病例的皮肤轮廓数据，在皮肤区域内，自动获取新病例的骨骼轮廓数据；区域定位单元用以将所述的皮肤轮廓数据和骨骼轮廓数据与标准人体模型的皮肤与骨骼数据的几何特征进行对比，获取所述的新病例的图像中的新病例器官定位识别信息。

该基于图像的相似病例检索系统中，所述的相似病例选择模块包括：筛选控制单元、相似性度量单元、选择控制单元和变换矩阵计算单元。其中筛选控制单元用以根据所述的新病例器官定位识别信息，在所述的病例数据库中筛选出具有与相同器官定位识别信息的至少一个既有病例作为候选病例；相似性度量单元用以将各所述的候选病例的图像通过基于像素的形变配准映射到所述的新病例的图像中，并基于像素计算既有病例与新病例之间的相似度；选择控制单元用以根据所述的既有病例与新病例之间的相似度，确定至少一个候选病例作为所述的相似病例；变换矩阵计算单元根据相似病例与新病例之间的形变配准映射关系计算获得将相似病例图像中的像素映射到新病例的图像中的对应像素的变换矩阵。

本发明还提供一种利用所述的系统实现基于图像的相似病例检索方法，该方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵。

该基于图像的相似病例检索方法中，所述的器官识别模块包括皮肤轮廓提取单元、骨骼轮廓提取单元和区域定位单元，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(21)所述的皮肤轮廓提取单元，通过自动皮肤分割算法，在所述的新病例的图像中获取新病例的皮肤轮廓数据；

(22)所述的骨骼轮廓提取单元，并根据所述的新病例的皮肤轮廓数据，在皮肤区域内获取新病例的骨骼轮廓数据；

(23)所述的区域定位单元将所述的皮肤轮廓数据和骨骼轮廓数据与标准人体模型的皮肤与骨骼数据的几何特征进行对比，获取所述的新病例的图像中的新病例器官定位识别信息。

该基于图像的相似病例检索方法中，所述的相似病例选择模块包括筛选控制单元、相似性度量单元、选择控制单元和变换矩阵计算单元，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(31)所述的筛选控制单元在所述的病例数据库中筛选出具有与所述的新病例器官定位识别信息相同的器官定位识别信息的至少一个既有病例作为候选病例；

(32)所述的相似性度量单元将各所述的候选病例的图像通过基于像素的形变配准映射到所述的新病例的图像中，并基于像素计算既有病例与新病例之间的相似度；

(33)所述的选择控制单元根据所述的既有病例与新病例之间的相似度，确定至少一个候选病例作为所述的相似病例；

(34)所述的变换矩阵计算单元根据相似病例与新病例之间的形变配准映射关系计算获得将相似病例图像中的像素映射到新病例的图像中的对应像素的变换矩阵。

本发明还提供一种基于图像的器官及靶区勾画系统，该器官及靶区勾画系统包括：所述的相似病例检索系统以及器官及靶区定位模块。其中，器官及靶区定位模块用以根据相似病例检索系统获得的相似病例的器官及靶区定位信息确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

该基于图像的器官及靶区勾画系统中，所述的器官及靶区定位模块包括：器官及靶区轮廓映射单元和器官及靶区定位单元。其中，器官及靶区轮廓映射单元用以根据所述的变换矩阵将至少一个相似病例的器官及靶区定位信息映射到新病例的图像中；器官及靶区定位单元用以根据所述的至少一个相似病例的器官及靶区定位信息在新病例的图像中的映射结果确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

本发明还提供一种利用所述的器官及靶区勾画系统实现基于图像的器官及靶区勾画方法，该方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵；

(4)所述的器官及靶区定位模块根据所述的相似病例的器官及靶区定位信息以及所述的变换矩阵确定所述的新病例的靶区定位信息。

该基于图像的器官及靶区勾画方法中，所述的器官及靶区定位模块包括器官及靶区轮廓映射单元和器官及靶区定位单元，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：

(41)所述的器官及靶区轮廓映射单元根据所述的变换矩阵将至少一个相似病例的靶区定位信息映射到新病例的图像中；

(42)所述的器官及靶区定位单元根据所述的至少一个相似病例的器官及靶区定位信息在新病例的图像中的映射结果确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

本发明还提供一种基于图像的放射治疗计划系统，该放射治疗计划系统包括：

如前所述的基于图像的放射治疗靶区定位系统以及计划映射模块。该计划映射模块用以根据所述的相似病例的治疗计划信息和变换矩阵确定所述的新病例的治疗计划信息。

本发明还提供一种利用所述的放射治疗计划系统实现基于图像的放射治疗计划方法，该基于图像的放射治疗计划方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵；

(4′)所述的计划映射模块根据所述的相似病例的治疗计划信息和变换矩阵确定所述的新病例的治疗计划信息。

采用了该发明的基于图像放射治疗相似病例检索、器官及靶区勾画及计划系统和方法，由于相似病例检索系统包括器官识别模块、病例数据库和相似病例选择模块，从而能够基于新病例器官定位识别信息和既有病例器官定位识别信息确定相似病例，为新的放射治疗提供参考数据，进而根据相似病例的器官及靶区定位信息确定所述的新病例的器官及靶区定位信 息，从而无需对新病例图像进行语义描述，避免了采用语义相近但图像差距较大的既有病例，提高了检索出的既有病例的相似性，进而大幅加快了新病例的器官和靶区勾画以及放射治疗的计划制定，提高了放射治疗计划设计的整体速度和质量，有效缩短了制定治疗计划所需时间，进一步降低医生工作强度，提高工作效率，且本发明的基于图像的放射治疗相似病例检索、器官及靶区勾画及计划系统和方法，其成本也相当低廉。

附图说明

图1为本发明的基于图像的相似病例检索系统的结构示意图。

图2为本发明的基于图像的相似病例检索方法的步骤流程图。

图3为本发明的基于图像的放射治疗相似病例检索、器官及靶区定位及计划方法应用于实际的放射治疗计划制定过程中的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，为本发明的基于图像的相似病例检索系统的结构示意图。

在一种实施方式中，该基于图像的相似病例检索系统包括输入模块、器官识别模块、病例数据库和相似病例选择模块。其中，输入模块用以通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；器官识别模块用以对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；病例数据库用以存储多个既有病例的图像，以及与所述的既有病例图像对应的既有病例的器官定位识别信息、器官及靶区定位信息和治疗计划信息；相似病例选择模块用以根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵。

利用该实施方式所述的系统实现基于图像的相似病例检索方法，如图2所示，包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵。

在一种优选的实施方式中，所述的器官识别模块包括：皮肤轮廓提取单元、骨骼轮廓提 取单元和区域定位单元。其中，皮肤轮廓提取单元用以在所述的新病例的图像中，通过皮肤分割算法，获取新病例的皮肤轮廓数据；骨骼轮廓提取单元用以根据所述的新病例的皮肤轮廓数据，在皮肤区域内，通过自适应阈值分割算法，获取新病例的骨骼轮廓数据；区域定位单元用以将所述的皮肤轮廓数据和骨骼轮廓数据与标准人体模型的皮肤与骨骼数据的几何特征进行对比，获取所述的新病例的图像中的新病例器官定位识别信息。

利用该优选实施方式所述的系统实现基于图像的相似病例检索方法中，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(21)所述的皮肤轮廓提取单元，通过皮肤分割算法，在所述的新病例的图像中获取新病例的皮肤轮廓数据；

(22)所述的骨骼轮廓提取单元，通过自适应阈值分割算法，并根据所述的新病例的皮肤轮廓数据，在皮肤区域内获取新病例的骨骼轮廓数据；

(23)所述的区域定位单元将所述的皮肤轮廓数据和骨骼轮廓数据与标准人体模型的皮肤与骨骼数据的几何特征进行对比，获取所述的新病例的图像中的新病例器官定位识别信息。

在更优选的实施方式中，所述的相似病例选择模块包括：筛选控制单元、相似性度量单元、选择控制单元和变换矩阵计算单元。其中筛选控制单元用以根据所述的新病例器官定位识别信息，在所述的病例数据库中筛选出具有与相同器官定位识别信息的至少一个既有病例作为候选病例；相似性度量单元用以将各所述的候选病例的图像通过基于像素的形变配准映射到所述的新病例的图像中，并基于像素计算既有病例与新病例之间的相似度；选择控制单元用以根据所述的既有病例与新病例之间的相似度，确定至少一个候选病例作为所述的相似病例；变换矩阵计算单元根据相似病例与新病例之间的形变配准映射关系计算获得将相似病例图像中的像素映射到新病例的图像中的对应像素的变换矩阵。

利用该更优选实施方式所述的系统实现基于图像的相似病例检索方法中，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(31)所述的筛选控制单元在所述的病例数据库中筛选出具有与所述的新病例器官定位识别信息相同的器官定位识别信息的至少一个既有病例作为候选病例；

(32)所述的相似性度量单元将各所述的候选病例的图像通过形变配准映射到所述的新病例的图像中，并基于像素计算既有病例与新病例之间的相似度；

(33)所述的选择控制单元根据所述的既有病例与新病例之间的相似度，确定至少一个候选病例作为所述的相似病例；

(34)所述的变换矩阵计算单元根据相似病例与新病例之间的形变配准映射关系计算获 得将相似病例图像中的像素映射到新病例的图像中的对应像素的变换矩阵。

本发明还提供一种基于图像的器官及靶区勾画系统，在一种实施方式中，该器官及靶区勾画系统包括所述的相似病例检索系统以及器官及靶区定位模块。其中，器官及靶区定位模块用以根据相似病例检索系统获得的相似病例的器官及靶区定位信息确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

利用该实施方式所述的器官及靶区勾画系统实现基于图像的器官及靶区勾画方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵；

(4)所述的器官及靶区定位模块根据所述的相似病例的器官及靶区定位信息以及所述的变换矩阵确定所述的新病例的靶区定位信息。

在优选的实施方式中，所述的器官及靶区定位模块包括：器官及靶区轮廓映射单元和器官及靶区定位单元。其中，器官及靶区轮廓映射单元用以根据所述的变换矩阵将至少一个相似病例的器官及靶区定位信息映射到新病例的图像中；器官及靶区定位单元用以根据所述的至少一个相似病例的器官及靶区定位信息在新病例的图像中的映射结果确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

利用该优选的实施方式所述的器官及靶区勾画系统实现基于图像的器官及靶区勾画方法中，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：

(41)所述的器官及靶区轮廓映射单元根据所述的变换矩阵将至少一个相似病例的靶区定位信息映射到新病例的图像中；

(42)所述的器官及靶区定位单元根据所述的至少一个相似病例的器官及靶区定位信息在新病例的图像中的映射结果确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

本发明还提供一种基于图像的放射治疗计划系统，在一种实施方式中，该放射治疗计划系统包括：如前所述的基于图像的放射治疗靶区定位系统以及计划映射模块。所述的计划映射模块用以根据所述的相似病例的治疗计划信息和变换矩阵确定所述的新病例的治疗计划信 息。

利用该实施方式所述的放射治疗计划系统实现基于图像的放射治疗计划方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵；

(4′)所述的计划映射模块根据所述的相似病例的治疗计划信息和变换矩阵确定所述的新病例的治疗计划信息。

在实际应用中，本发明的提出了基于图像检索的放射治疗计划设计的思想，作为解决相似病例检索的关键技术。可以包括利用X射线、Y射线、电子线、质子等进行放射治疗的各种放射治疗计划系统。其主要技术思路是，随着计算机技术特别是云计算技术的发展，通过建立肿瘤病人的临床数据库，利用云计算等技术实现基于图像检索的智能化放射治疗计划系统，对提高当前病例放射治疗计划的设计不仅能够提高设计得效率和质量，而且具有重要的学术和临床价值。具体而言，则是通过在历史病例数据中搜索与当前病例相似的病例数据，通过图像处理技术，将历史病例的治疗方案映射到当前病例，从而实现快速的方案设计。

在该系统中，根据当前病例的图像数据获取历史相似病例的勾画、治疗计划及剂量等数据，用于指导当前病例放射治疗计划的勾画及计划设计，这将大大减少放射治疗计划设计的时间和复杂性，降低由于使用者经验不足等带来的低效和计划欠优等弊端，从而提高放射治疗计划设计的效率以及放射治疗计划的质量，这是对现有放射治疗计划设计方式的重要改进。

如图3所示，为本发明的基于图像的放射治疗相似病例检索、器官及靶区定位及计划方法应用于实际的放射治疗计划制定过程中的流程示意图。

整个基于图像检索的放射治疗计划设计过程，包括两大部分：相似病例图像检索(左边矩形框所示)和利用检索到的相似病例完成计划设计(右边矩形框包括部分)。具体可分为：

1、相似病例检索：

相似病例检索过程的输入是新病例的图像和历史病例数据库，输出即为所有找到的相似病例数据。在给定一个新的病例数据后，从数据库中搜索相似病例的过程包括：

(1)皮肤轮廓提取：在新的病例图像中，通过皮肤全自动分割算法，获取患者的三维皮 肤表面轮廓数据。

(2)骨骼轮廓提取：在皮肤区域内，通过全自动骨骼检测算法，获取患者骨骼轮廓表面数据；也可以采用自适应阈值分割算法获取患者骨骼轮廓表面数据，即CT值最大的那些像素就是骨骼所在区域，通过自适应阈值分割算法即可完成骨骼轮廓的提出。

(3)区域定位：由于人体从头到脚不同位置其皮肤包围区域及骨骼具有不同的几何特征(比如头部与胸部或腹部，其皮肤区域的面积、骨骼的形状等都不同)，从而通过与标准人体模型的皮肤与骨骼区域几何特征的比较，能够获取新病例图像所在位置及包含区域范围。

(4)候选相似病例：将获取的区域位置与病例数据库中每个病例的区域信息，获得具有相同或相近区域位置的候选病例数据，通过计算当前病例与候选病例的基于像素的图像相似性，获得多个相似病例及其对应的相似度供用户选择。

(5)病例数据库：包括病人的图像、器官靶区勾画数据、治疗计划、计算剂量等放射治疗所需基本信息；另外对每个病例定义一个在人体中的区域位置信息——该数据在病人导入数据库时自动求出，计算方法与新病例的区域定位方法相同。

(6)相似性度量：将候选病例的图像通过基于像素的形变配准的方法映射到新病例数据中，计算出基于像素的相似度。

(7)相似病例：通过相似性度量的结果，获得最为相似的几个或全部病例作为相似病例供后续计划设计使用。每个相似病例不仅包括其与新病例的相似度，也包括一个该病例到新病例的变换矩阵，该矩阵以形变的方式将其每个像素映射到新病例的对应像素。

2、计划设计：

(1)器官和靶区的轮廓形状映射：用户可以选择最相似的一个病例或其认为最适合做参考的某个相似病例，通过对应的变换矩阵将器官和靶区的勾画结果映射到新的病例中，从而简单快速地完成了新病例的器官勾画。

(2)治疗计划的映射：将选择的相似病例的计划数据映射到新病例中，其中与病人位置有关的参数通过变换矩阵转换为新病例的参数。

(3)计划优化：对映射的勾画与计划数据，用户进行评审，对不满足要求的数据进行人工修改；对计划数据，也可通过逆向优化来进一步优化计划参数，使设定的计划能更好地适应新病例数据。

(4)剂量计算：完成计划优化后，调用系统的剂量计算引擎完成剂量计算。

(5)计划评估：医生对设计的计划进行评估验证，确保计划的合理性。

(6)计划数据输出：将经过评估验证的治疗计划输出给治疗直线加速器，等待治疗。

采用了该发明的基于图像放射治疗相似病例检索、器官及靶区勾画及计划系统和方法，由于相似病例检索系统包括器官识别模块、病例数据库和相似病例选择模块，从而能够基于新病例器官定位识别信息和既有病例器官定位识别信息确定相似病例，为新的放射治疗提供参考数据，进而根据相似病例的器官及靶区定位信息确定所述的新病例的器官及靶区定位信息，从而无需对新病例图像进行语义描述，避免了采用语义相近但图像差距较大的既有病例，提高了检索出的既有病例的相似性，进而大幅加快了新病例的器官和靶区勾画以及放射治疗的计划制定，提高了放射治疗计划设计的整体速度和质量，有效缩短了制定治疗计划所需时间，进一步降低医生工作强度，提高工作效率，且本发明的基于图像的放射治疗相似病例检索、器官及靶区勾画及计划系统和方法，其成本也相当低廉。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种基于图像的相似病例检索系统，其特征在于，所述的相似病例检索系统包括：

输入模块，用以通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

器官识别模块，用以对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

病例数据库，用以存储多个既有病例的图像，以及与所述的既有病例图像对应的既有病例的器官定位识别信息、器官及靶区定位信息和治疗计划信息；以及

相似病例选择模块，用以根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵。

2.根据权利要求1所述的基于图像的相似病例检索系统，其特征在于，

所述的器官识别模块包括：

皮肤轮廓提取单元，用以在所述的新病例的图像中，通过自动皮肤分割算法，获取新病例的皮肤轮廓数据；

骨骼轮廓提取单元，用以根据所述的新病例的皮肤轮廓数据，自动获取新病例的骨骼轮廓数据；以及

区域定位单元，用以将所述的皮肤轮廓数据和骨骼轮廓数据与标准人体模型的皮肤与骨骼数据的几何特征进行对比，获取所述的新病例的图像中的新病例器官定位识别信息图像相似病例检索系统；

所述的相似病例选择模块包括：

筛选控制单元，用以根据所述的新病例器官定位识别信息，在所述的病例数据库中筛选出具有与相同器官定位识别信息的至少一个既有病例作为候选病例；

相似性度量单元，用以将各所述的候选病例的图像通过基于像素的形变配准映射到所述的新病例的图像中，并基于像素计算既有病例与新病例之间的相似度；

选择控制单元，用以根据所述的既有病例与新病例之间的相似度，确定至少一个候选病例作为所述的相似病例；

变换矩阵计算单元，根据相似病例与新病例之间的形变配准映射关系计算获得将相似病例图像中的像素映射到新病例的图像中的对应像素的变换矩阵。

3.一种利用权利要求1所述的系统实现基于图像的相似病例检索方法，其特征在于，所 述的方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵。

4.根据权利要求3所述的基于图像的相似病例检索方法，其特征在于，所述的器官识别模块包括皮肤轮廓提取单元、骨骼轮廓提取单元和区域定位单元，且所述的相似病例选择模块包括筛选控制单元、相似性度量单元、选择控制单元和变换矩阵计算单元，

所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(21)所述的皮肤轮廓提取单元，通过皮肤分割算法，在所述的新病例的图像中获取新病例的皮肤轮廓数据；

(22)所述的骨骼轮廓提取单元，根据所述的新病例的皮肤轮廓数据，在皮肤区域内获取新病例的骨骼轮廓数据；

(23)所述的区域定位单元将所述的皮肤轮廓数据和骨骼轮廓数据与标准人体模型的皮肤与骨骼数据的几何特征进行对比，获取所述的新病例的图像中的新病例器官定位识别信息；

所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(31)所述的筛选控制单元在所述的病例数据库中筛选出具有与所述的新病例器官定位识别信息相同的器官定位识别信息的至少一个既有病例作为候选病例；

(32)所述的相似性度量单元将各所述的候选病例的图像通过基于像素的形变配准映射到所述的新病例的图像中，并基于像素计算既有病例与新病例之间的相似度；

(33)所述的选择控制单元根据所述的既有病例与新病例之间的相似度，确定至少一个候选病例作为所述的相似病例；

(34)所述的变换矩阵计算单元根据相似病例与新病例之间的形变配准映射关系计算获得将相似病例图像中的像素映射到新病例的图像中的对应像素的变换矩阵。

5.一种基于图像的器官及靶区勾画系统，其特征在于，所述的器官及靶区勾画系统包括：

如权利要求1所述的相似病例检索系统，以及

器官及靶区定位模块，用以根据相似病例检索系统获得的相似病例的器官及靶区定位信息确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

6.根据权利要求5所述的基于图像的器官及靶区勾画系统，其特征在于，所述的器官及靶区定位模块包括：

器官及靶区轮廓映射单元，用以根据所述的变换矩阵将至少一个相似病例的器官及靶区定位信息映射到新病例的图像中；

器官及靶区定位单元，用以根据所述的至少一个相似病例的器官及靶区定位信息在新病例的图像中的映射结果确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

7.一种利用权利要求5所述的器官及靶区勾画系统实现基于图像的器官及靶区勾画方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵；

(4)所述的器官及靶区定位模块根据所述的相似病例的器官及靶区定位信息以及所述的变换矩阵确定所述的新病例的靶区定位信息。

8.根据权利要求7所述的基于图像的器官及靶区勾画方法，其特征在于，所述的器官及靶区定位模块包括器官及靶区轮廓映射单元和器官及靶区定位单元，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：

(41)所述的器官及靶区轮廓映射单元根据所述的变换矩阵将至少一个相似病例的靶区定位信息映射到新病例的图像中；

(42)所述的器官及靶区定位单元根据所述的至少一个相似病例的器官及靶区定位信息在新病例的图像中的映射结果确定所述的新病例的器官及靶区定位信息。

9.一种基于图像的放射治疗计划系统，其特征在于，所述的放射治疗计划系统包括：

如权利要求1所述的基于图像的放射治疗靶区定位系统；

计划映射模块，用以根据所述的相似病例的治疗计划信息和变换矩阵确定所述的新病例的治疗计划信息。

10.一种利用权利要求9所述的放射治疗计划系统实现基于图像的放射治疗计划方法，其特征在于，所述的基于图像的放射治疗计划方法包括以下步骤：

(1)所述的输入模块通过用户操作，获取需要进行放射治疗的新病例的图像；

(2)所述的器官识别模块对所述的新病例的图像中的各器官进行识别，获得新病例器官定位识别信息；

(3)所述的相似病例选择模块根据所述的新病例器官定位识别信息与各个既有病例器官定位识别信息进行对比，选择至少一个既有病例器官作为相似病例，并计算相似病例与新病例间的变换矩阵；

(4′)所述的计划映射模块根据所述的相似病例的治疗计划信息和变换矩阵确定所述的新病例的治疗计划信息。