BE1019143A5 - Ijkmiddel voor maatbepaling in medisch beeld. - Google Patents

Abstract

Medische beelden, volgens de regels van centrale projectie of fotografie, zijn vaak een vergrote weergave van het object. Mits het beschreven ijkinstrument op de juiste manier te plaatsen bij het maken van de opname mits het medische beeld in de juiste orëntatie is genomen en duidelijk de meetpennen van het ijkinstrument toont mits de maat tussen de pennen gekend is, kan met deze maat het hele beeld getransformeerd worden in een beeld met zijn werkelijke afmeting. Dergelijk beeld is geschikt voor het kiezen van een passende prothese voor de ingreep.

Description

Ijkmiddel voor maatbepaling in medisch beeld 1. Doel:

De hier beschreven toestellen en werkwijzen beogen het maken en bewerken van tweedimensionale, medische beelden van organen of prothesen waarbij men afmetingen en vormpa-rameters kan bepalen met een bruikbare nauwkeurigheid.

Een van de moeilijkheden bij het maken van medische beelden van interne organen, is het feit dat de oriëntatie van het onderwerp uitwendig niet te zien is. Met de beschreven werkmethode kan men de gezochte oriëntatie zichtbaar maken, en een ijkmiddel in het beeld aanbrengen, waarmee de afmetingen van het onderwerp kunnen bepaald worden.

Bij wijze van voorbeeld wordt de methode toegepast op beelden van dijbeen en heup.

2. Beschrijving en definities

Vlak van onderwerp: Het medisch beeld wordt genomen om bepaalde kenmerken van een orgaan of prothese zichtbaar te maken. De specialist dient te bepalen in welk meetkundig vlak de gezochte kenmerken zichtbaar zijn. Dit is het vlak van onderwerp.

Figuur 1 toont de verschillende delen van een dijbeen: de schacht, dijbeenhals en de dij-beenkop. De aslijn van de dijbeenschacht (1) en de aslijn van de dijbeenhals (2) worden benaderd door een rechte zo dicht mogelijk door het hart van deze organen.

In het geval van een dijbeen of dijbeen-prothese, kan bijvoorbeeld een beeld van het vlak dat bepaald wordt door de aslijn van dijbeenschacht en dijbeenhals nuttige informatie opleveren, waaronder de hoek tussen dijbeenschacht en dijbeenhals.

Volgens de meetkunde is een vlak bepaald door twee elkaar snijdende rechten. De aslijnen vormen twee elkaar snijdende rechten en bepalen een vlak.

Vlak van onderwerp voor het dijbeen (A) noemen we het vlak bepaald door de aslijn van de dijbeenschacht 1 en de aslijn van de dijbeenhals 2.

De hoek van het dijbeen a noemen we de hoek tussen de aslijnen van dijbeenschacht 1 en dijbeenhals 2, gemeten in het vlak (A) van het dijbeen (zie figuur 1).

Een röntgenbeeid is een centrale projectie van het onderwerp. Bij een röntgenbeeid is het onderwerp op een fotogevoelige plaat geprojecteerd met behulp van röntgenstralen vertrekkende vanuit het centrum van projectie of oog (zie figuur 2). Een röntgenopname is een vergroot beeld ingevolge de centrale projectie op de fotogevoelige laag achter het te onderzoeken lichaamsdeel (zie figuur 2).

In figuur 2 onderscheiden we: 10 = te projecteren object of onderwerp 11 = oog of centrum van projectie ter hoogte van de horizon of stralingsbron 12 = projectiestraal 13 = tafereel of vlak waarop geprojecteerd wordt of vlak met fotogevoelige laag 14 = het geprojecteerde beeld 15 = grondvlak

Tegenover centrale projectie staat de orthosonale of parallelle projectiemethode. Deze projectiemethode is kenmerkend voor het technisch tekenen. Daar met evenwijdige lijnen gepro jecteerd wordt, kunnen het voorwerp en de tekening ervan even groot zijn mits de goede oriëntatie en projectierichting werden gekozen (voorbeeld figuur 3). Deze projectiemethode geeft de mogelijkheid om een nauwkeurige bepaling van maten en vormparameters van het onderwerp te doen.

In de hier beschreven werkwijze wordt de centrale projectie van het medisch beeld omgezet in orthogonale projectie van het onderwerp, waaruit afmetingen en hoeken kunnen afgeleid worden met bruikbare nauwkeurigheid.

De nodige beeldopname wijkt enigszins af van standaard werkmethode in de medische sector.

Om een bruikbaar beeld van het vlak van onderwerp te nemen, moet de opname loodrecht op het vlak van onderwerp genomen worden. Bij een röntgenopname moet het vlak van onderwerp evenwijdig aan de fotogevoelige plaat en recht voor de stralingsbron geplaatst worden.

De ligging van het vlak van onderwerp (inwendig orgaan) dient men uitwendig zichtbaar te maken, om het nemen van het juiste beeld mogelijk te maken.

In het geval van het onderwerp dijbeen, kan men middels beelden van het dijbeen waarbij schacht en dijbeen in mekaars verlengde liggen, het vlak van onderwerp herkennen.

Om het vlak van onderwerp uitwendig te markeren, is een lat (5a) uit materiaal dat geen of nauwelijks hinder biedt aan de straling voorzien (zie figuur 7), die op een lijn afwisselend een reeks gleuven en metaaldraden (5c) in mekaars verlengde bevat. De metaaldraden zijn zichtbaar in het medische beeld. Bedoeling is de metaaldraden in de lat in het beeld in het vlak van het onderwerp te brengen. In het geval van het dijbeen, moeten de metalen draden in het beeld zo goed mogelijk samenvallen met de assen van het dijbeen.

Eens de lat in de juiste positie werd gebracht, kan men de gleuven in de lat gebruiken om het vlak van onderwerp te markeren.

Om de juiste stand van de lat te bepalen, wordt een punt in het vlak van onderwerp gekozen en gemerkt. Op dit punt wordt een as via bevestigingsplaatje vastgemaakt. Het bevesti-gingsplaatje kan bijvoorbeeld met klitteband, kleefband, elastiek, ... om het lichaamsdeel bevestigd worden. De lat wordt over de bevestigingsas geschoven en gedraaid naar de goede stand (zie punt 7). Deze handeling kan door de te onderzoeken persoon uitgevoerd worden terwijl de medisch beeldvormer buiten het stralingsgebied blijft en de instelling volgt op scherm.

Na het instellen, bij uitgeschakelde straling, kan het aftekenen op het been met een mar-keermiddel door de open gleuven. Er ontstaat een streeplijn. Het aftekenen gebeurt aan voor en aan achterkant van het betrokken lichaamsdeel, of boven en onder naargelang de doorlichting staande dan wel liggend geschiedt.

Vervolgens wordt het plaatje met asje en de eraan bevestigde lat weggenomen en de gemerkte streeplijn wordt aangevuld tot lijn.

Het ijkmiddel is een lattensysteem uit een materiaal dat geen of nauwelijks weerstand biedt aan de gebruikte straling en waarin twee meetstiften gebeur lijk aangevuld met oriënta-tiestiften zijn ingebracht. De meet- en oriëntatiestiften bestaan uit een materiaal dat zich duidelijk aftekent in het medisch beeld.

Het ijkmiddel in zijn eenvoudigste vorm kan beschreven worden als volgt: (zie ook figuur 6 ). Twee meetstiften (4) zijn ingebracht in 2 symmetrische latten (4 a).

De 2 symmetrische latten schuiven met gelijke afstanden in steunen (4 b). De richting van bewegen van de latten is richting 1. Een verbinding (4d) kan voorzien zijn om het gelijk uitschuiven te verkrijgen. Bij weglaten van dit deel moet het gelijk verplaatsen gemeten en manueel uitgevoerd worden. *·,

De 2 steunen (4b) worden samengehouden door de basis (4c). In de basis (4c) zijn de steunen (4b) uitschuifbaar, loodrecht op richting 1, zodat instellen naargelang de dikte van het lichaams deel kan. Er kan een systeem voorzien zijn dat het uitschuiven van de steunen, loodrecht op richting 1, symmetrisch laat verlopen (4e).

De lijnen met markeermiddel uitwendig aangebracht op het lichaamsdeel worden nu benut om het ijkmiddel en hiermee het te onderzoeken lichaamsdeel in de juiste oriëntatie te brengen. De meetstiften 4 brengt men op de 2 lijnen getekend met de markeerstift. De maat tussen de meetstiften wordt gemeten en genoteerd. Vervolgens wordt het ijkmiddel bevestigd om het lichaamsdeel, bijvoorbeeld met een elastiek om de uitstekende delen van de meetstiften (4) of met klitteband of kleefband of een ander bevestigingsmiddel.

Dan volgt het positioneren van het lichaamsdeel voor de uitrusting. Het gemarkeerde lijnen (die het vlak van onderwerp aanduiden) moeten evenwijdig aan het tafereel of de fotogevoe-lige platen gebracht worden.

Bij het werken met horizontaal tafereel kan een waterpas (4f) ingebouwd of geplaatst aan de basis (4c) benut worden om de lijn centraal door de meetstiften in het vlak van het onderwerp, evenwijdig te stellen aan het tafereel.

Een aanduiding van het midden van de basis (4c) kan voorzien worden om het ijkmiddel centraal voor de stralingsbron te brengen. Kruisdraden in de uitrusting kunnen dit stellen vergemakkelijken.

Nadat de hiervoor beschreven instellingen zijn uitgevoerd kan het medisch beeld, loodrecht het vlak van onderwerp, worden gemaakt (zie figuur 5).

De gekende maat tussen de meetstiften in een vlak met de juiste oriëntering laat toe het beeld in zijn juiste dimensie te verschalen. Een medisch digitaal beeld dat op deze manier genomen werd, is bruikbaar voor maatbepaling van het lichaamsdeel en eventuele keuze van prothese.

3. Voorbeeld:

Figuur 8 is de in CAD ingevoegde en bewerkte röntgenopname van een rechter dijbeen.

De opname is zo precies mogelijk volgens het vlak van het dijbeen gemaakt. De oriëntatie is met de hulp van het ijkmiddel ingesteld en de gekende maat tussen de meetpennen 4 laat het verschalen naar 1/1 (werkelijke grootte) toe.

Figuur 8 toont volgende onderdelen: 4: het ijkmiddel 6a: omtrek van een gaaf dijbeen om de ligging van referentiepunten (zoals het middelpunt van dijbeenkop) te reconstrueren (gespiegeld van een opname van het gaaf dijbeen bij dezelfde persoon) 6b: röntgenbeeid van de prothese 6c: tekening van de prothese 6d: tekening van een alternatieve prothese Merk op: - In figuur 8 deel 4 zijn de meetpennen van het ijkmiddel zichtbaar. Bij gekende maat tussen de meetpennen kan men de opname verschalen naar de juiste maat.

- Figuur 8 deel 6c toont de tekening van de geplaatste prothese Kerboul. De overeenkomst of het overlappen van beeld en tekening is een bewijs voor de bruikbaarheid van de methode. Een beeldopname in vooraanzicht, nu algemeen gebruikt ter voorbereiding van ingrepen, toont de hoek α 5° groter doordat de oriëntatie vooraanzicht niet overeenkomt met de logische oriëntatie van het onderwerp (doorsnede A).

- Figuur 8 deel 6d toont een tekening van een alternatieve prothese (met hoek a 125°) op schaal 1/1 in het röntgenbeeid volgens vlak A.

4. Beschrijving aan de hand van de figuren

Het ijkmiddel is een hulpmiddel om het onderwerp van medische beelden in hun juiste oriëntering te stellen bij de opname en om via de gekende afstand tussen 2 of meer meetpennen de schaal van het medische beeld te bepalen.

Figuur 1 met als onderwerp het dijbeen en heupgewricht, toont het dijbeen met de aslijn van de dijbeenschacht(l), de aslijn van de dijbeenhals (2) en de dijbeenkop (3).

De hoek α is de hoek ingesloten tussen de aslijnen van dijbeenschacht (1) en dijbeenhals (2). Aslijn 1 en aslijn 2 zijn als twee elkaar snijdende rechten te beschouwen. Zij bepalen het te onderzoeken vlak en de oriëntering ervan.

Figuur 2 toont dat ingevolge de centrale projectie het gefotografeerde beeld vergroot kan zijn. De maten gemeten op het beeld zijn niet noodzakelijk de afmetingen van het gefotografeerde object.

4.1. Dijbeen en projecties van het dijbeen

Figuur 3 is een projectietekening die schematisch het bovenste deel van het dijbeen voorstelt. Figuur 3 toont 1 : hartlijn of aslijn van de dijbeenschacht, 2: aslijn van de dijbeenhals, 3: dijbeenkop met center of middelpunt van het heupgewricht en 4: de meetpennen in het vlak van onderwerp.

Figuur 3 is opgebouwd uit 4 aanzichten getekend volgens Europese projectie, namelijk de aanzichten: . S3. B = Bovenaanzicht . SI. F = Vooraanzicht. Bij medische beeldvorming is de vaknaam van dit aanzicht ‘Face’. . S2. P = Axiaal zicht. De vaknaam van dit beeld is ‘profiel’.

. S4. A = Doorsnede volgens snijvlak A. Dit aanzicht toont het gewenste beeld in het vlak van de heup.

Alleen het aanzicht S4. A , doorsnede volgens snijvlak A, toont de hoek α in zijn werkelijke dimensie in het te onderzoeken vlak. De hoek α toont zich hier als de kleinst waarneembare hoek. In andere zichten zal de hoek tussen dijbeenschacht en dijbeenhals steeds groter afgebeeld worden.

De tekening lig. 3 toont dat S2. P en S4. A loodrecht op elkaar staan.

Indien meerdere beelden gemaakt worden zoals bij het CT en MRI doorlichten, schematisch voorgesteld in figuur 4, dan is dat beeld dat dichtst het beeld in het vlak van onderwerp nadert, datgene wat de kleinste hoek α tussen aslijn 1 en aslijn 2 insluit.

Dit beeld met kleinste hoek α staat ook hier loodrecht op het beeld met max. hoek tussen aslijn 1 en aslijn 2 namelijk = 180°.

Een beeld volgens het vlak van onderwerp A vormt de basis voor het bepalen van afmeting en vormkenmerken.

4.2. Werkmethode bij het malten van medisch beeld “Vlak van het dijbeen”

Om het vlak van het dijbeen te kunnen situeren, moet de radioloog een beeld waarnemen tangentieel aan het vlak van onderwerp (vaknaam profiel) (zie figuur 5 rechts). Vervolgens dient hij de ligging van de aslijnen 1 en 2 uitwendig te markeren op de dij met een markeermiddel. Hiertoe kan hij als volgt te werk gaan : 1. Het markeren start met het aanduiden van de werkhoogte indien het doorlichten staande wordt uitgevoerd . Het oog van doorlichten (stralingsbron) wordt op dezelfde hoogte gesteld.

2. Vervolgens stelt men het oog van doorlichten in dit midden bij het beeld axiaal of profiel. De patiënt blijft nu onbeweeglijk ,de röntgenstraling wordt uitgeschakeld.

Indien de uitrusting voor beeldvorming uitgerust is met richtingaanwijzende kruisdraden zichtbaar bij gewoon licht, kan men hiermee op het been een merktekens plaatsen dat de ligging van het vlak van onderwerp, hier het dijbeen, aanduidt.

3. Indien het vlak van onderwerp geen direct herkenbare richting zoals horizontaal, verticaal door het volgens methode 2 gemerkte punt heeft kan men deze richting als volgt vinden en merken.

Een plaat (figuur 7 deel 5) bevat as 5b. Deze plaat wordt bevestigd rondom het lichaamsdeel vb. het dijbeen, zodat as 5b op het gemerkte punt staat. Dit bevestigen kan met een elastiek aan de uiteinden van plaat 5 of klitteband of kleefband of een ander bevestigingsmiddel.

4. Een vb. plastic lat (5a) bevat in lengterichting achter elkaar gleuven en metaaldraden (5c).

De lat wordt over het asje geschoven of was er reeds mee verbonden bij constructie.

De voor beeldvorming gebruikte straling wordt terug ingeschakeld, de beeldvormer plaatst patiënt zo dat hij het beeld axiaal of profiel op zijn scherm ziet. Patiënt draait de lat rond het asje tot de metaaldraden zo precies mogelijk samenvallen met de aslijnen 1 en 2 van het dijbeen. De lat wordt vastgehouden in deze stand, de straling wordt uitgeschakeld en de beeldvormer markeert de richting door de gleuven waarna de lat wordt verwijderd. Men herhaalt deze werkwijze aan de tegenoverliggende kant van het dijbeen.

5. Zeker bij een patiënt met één gaaf been en één been met heupprothese, een patiënt met een normale symmetrie tussen beide benen, is het nuttig de onder nummers 1 tot 4 beschreven handelingen toe te passen aan beide benen.

6. Het ijkmiddel afgebeeld in figuur 6 wordt gesteld zodanig dat meetpunten 4 bevestigd in de symmetrische latten 4a op de onder nummers 1-4 beschreven gemerkte lijnen vallen. Aanpassen aan de dikte van het lichaamsdeel kan door de twee symmetrische latten 4a volgens een eerste richting uit te schuiven uit steunen 4b. Zij dienen hierbij op gelijke afstand van basis 4c te blijven. Dit kan via een verbinding principieel voorgesteld door deel 4 d of via meten en stellen. Volgens een tweede richting loodrecht op de eerste kunnen steunen 4c in en uitschuiven in basis 4c. Om dit in en uitschuiven symmetrisch te laten verlopen kan een systeem 4e ingebouwd zijn eventueel aangevuld met een maatafle-zing. Eenmaal ingesteld en alle bewegende delen gefixeerd, wordt de maat of dimensie tussen de meetpunten, D in figuur 6, gemeten of afgelezen.

7. Indien het ijkmiddel voor het meten van D was weggenomen, wordt het terug in de stand beschreven onder nummers 1 tot 6 gebracht en bevestigd om het dijbeen met bijvoorbeeld een elastiek om de aan de buitenkant uitstekende delen van de meetpunten 4. Zoals in punt 3 beschreven kunnen ook hier andere materialen dan wel elastiek worden gebruikt.

8. Vanaf hier is het best het tafereel met de fotogevoelige platen horizontaal te stellen. De patiënt wordt met het ijkmiddel centraal voor het oog gebracht, beide meetpennen duidelijk in beeld. Bij horizontaal tafereel kan de juiste oriëntering of het vlak van onderwerp evenwijdig aan het tafereel en de fotogevoelige platen met de hulp van een waterpasje gemeten worden. Hiertoe kan basis 4c (zie figuur 6) voorzien zijn van een waterpas 4f.

9. Nadat alle handelingen en instellingen beschreven onder 1 tot 8 zijn uitgevoerd kan het medische beeld “Vlak van het dijbeen” gemaakt worden.

10. Een digitaal beeld gemaakt volgens werkmethode nummers 1 tot 9 is geschikt voor maatbepaling. Het kiezen van een passende prothese vóór de ingreep kan ermee daar ook de technische tekeningen van de prothesen ingevoegd kunnen worden om ze te passen over het beeld.

Claims (8)

1. Het ijkmiddel maakt een vrij nauwkeurige maatbepaling en oriëntering van een medisch beeld mogelijk. Vlak van onderwerp: Het medisch beeld wordt genomen om bepaalde kenmerken van een orgaan of prothese zichtbaar te maken. De specialist dient te bepalen in welk meetkundig vlak de gezochte kenmerken zichtbaar zijn. Dit is het vlak van onderwerp. Het ijkmiddel is gebouwd uit een materiaal dat niet of weinig contrasteert in het medisch beeld. Het ijkmiddel bevat twee in het beeld contrasterende meetpennen die in het vlak van onderwerp gebracht dienen te worden. Het vlak van onderwerp dient evenwijdig aan het tafereel te zijn bij het maken van het medisch beeld. De meetpennen (4)vastgehouden in 2 symmetrische latten (4a) zijn in diepte gelijk verplaatsbaar in hun steunen (4b)of via instellen of via een verbinding (4d). De latten (4a) vastgehouden in hun steunen (4b) zijn samen hiermee instelbaar bevestigd aan basis (4c). Hierin zijn ze in breedte verschuifbaar. Dit verschuiven kan constructief gebouwd zijn zodat de symmetrie bewaard blijft en maataflezing kan (4e). Het instrument wordt om het lichaamsdeel gebracht, de instellingen maken dat plaatsen om een dikker of slanker lichaamsdeel kan. Het ijkmiddel wordt vastgehouden om het lichaamsdeel met een elastiek, klitteband of een ander koordachtig hecht of kleefmiddel. De richting of oriëntering van het ijkmiddel is hierbij fundamenteel daar hiermee ook de oriëntering van het medisch beeld wordt bepaald. Gezien de horizontale stand eenvoudig gemeten kan worden met een waterpas is deze stand het meest praktisch bij het maken van het beeld. Het ijkmiddel kan hiertoe een waterpasje (4f) bevatten.

2. Om het ijkmiddel volgens conclusie 1 in de oriëntering “vlak van onderwerp” te brengen dient men uitwendig op het lichaamsdeel merktekens aan te brengen. Daartoe brengt men het onderwerp in een duidelijk herkenbare oriëntering in beeld. Recht tegenover het centrum van straling (oog) wordt een merkteken geplaatst. Op dit merkteken bevestigd men om het lichaamsdeel met een elastiek of..., een asje (nr 5b fig. 7) met een in het beeld weinig of niet contrasterende lat (nr. 5a fig. 7). De lat is vastgehouden aan het asje en heeft in lengterichting een reeks op elkaar volgende gleuven en metaaldraden (nr. 5c fig. 7). Zodra de lat op de goede plaats, met het asje is bevestigd, wordt de voor beeldvorming aangewende straling ingeschakeld. De patiënt draait nu de lat om het asje tot de medicus op zijn scherm merkt dat de lijnen getekend door de metaaldraden zo precies mogelijk samenvallen met de aslijnen of het midden van het te onderzoeken lichaamsdeel. Deze instelling wordt gefixeerd,de lat wordt vast gehouden of gekleefd. Bij uitgeschakelde straling kan de medicus uitwendig op het te onderzoeken lichaamsdeel de richting markeren met een markeerstift door de gleuven. Op deze wijze ontstaat uitwendig op het lichaamsdeel een gemarkeerde streeplijn, basis van een lijn in het vlak van onderwerp.

3. Nadat handelingen volgens conclusie 1 en conclusie 2 zijn uitgevoerd worden zij herhaald aan de tegenoverliggende kant van het te onderzoeken lichaamsdeel. Het resultaat zijn twee gemarkeerde lijnen tegenover elkaar in het vlak van onderwerp.

4. Het ijkmiddel wordt met de instelmogelijkheden onder conclusie 1 beschreven gesteld zodat het aangepast is aan de dikte of slankheid van het lichaamsdeel en met de meetpennen (4) op gelijke verwijdering van basis 4c. Het ijkmiddel dient met 2 meetpennen op de in conclusie 2 en 3 gemarkeerde lijnen te zijn. De diverse uitschuifbare delen worden gefixeerd.

5. Om de schaal van het medische beeld te kunnen bepalen (zie conclusie 1), wordt de maat tussen de meetpunten gemeten of afgelezen en genoteerd.

5. Conclusies

6. Indien het ijkmiddel voor het meten van D was weggenomen, wordt om het medische beeld te nemen met de juiste oriëntatie van het onderwerp en ijkmiddel (zie conclusie 1 ; 2; 3; 4), terug gebracht in de stand beschreven in conclusie 4, en gefixeerd om het lichaamsdeel.

7. Om het medische beeld te nemen met de juiste oriëntatie van het onderwerp (zie conclusie 1; 2; 3; 4), wordt nu het lichaamsdeel gebracht in een stand waarin de gemarkeerde lijnen (en de meetpennen van het ijkmiddel) evenwijdig zijn aan het fotogevoelige deel van de uitrusting voor medische beeldvorming. Een eenvoudig middel hiertoe is het uitvoeren van de doorlichting met horizontaal tafereel. De waterpasstand kan dan gebruikt worden om de evenwijdigheid te meten en te stellen. Het ijkmiddel kan hiertoe uitgerust zijn met een in basis (4c fig. 6) ingebouwd waterpasje (4f).

8. Het medisch beeld gemaakt met onder conclusie 1 tot en met 7 beschreven werkpatroon is geschikt voor het vaststellen van maat en vormkenmerken van het te onderzoeken lichaamsdeel volgens het vlak van onderwerp van dit lichaamsdeel.