NL193338C - Inrichting voor het lokaliseren van een punt in een driedimensionaal lichaam gebruikmakend van afbeeldingen van het lichaam genomen uit een aantal hoekposities. - Google Patents

Description

1 193338

Inrichting voor het lokaliseren van een punt in een driedimensionaal lichaam gebruikmakend van afbeeldingen van het lichaam genomen uit een aantal hoekposities

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting omvattende: 5 a. registratiemiddelen voor het registreren van een groep van twee-dimensionale aanzichten van een lichaam vanuit opeenvolgende azimuthhoeken rondom een bepaalde as; b. opslagmiddelen die zijn gekoppeld met de registratiemiddelen en die frames hebben voor de opslag van respectieve aanzichten van het lichaam; c. positie-indicatiemiddelen voor het genereren van een cursor; 10 d. weergeefmiddelen die zijn gekoppeld met zowel de opslagmiddelen als de positie-indicatiemiddelen en die een weergeefeenheid hebben voor het weergeven van zowel een uit de respectieve aanzichten van het lichaam afgeleide afbeelding als de cursor; e. invoermiddelen die zijn gekoppeld met de positie-indicatiemiddelen om een ingangssignaal van een gebruiker te ontvangen teneinde de cursor naar een gewenste positie op de weergeefeenheid te verschui-15 ven.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.259.725. In de bekende inrichting wordt een groep van twee-dimensionale aanzichten van een lichaam geregistreerd, bijvoorbeeld door gebruik te maken van röntgenstralen, vanuit opeenvolgende azimuth-hoeken rondom een bepaalde as. De twee- dimensionale aanzichten worden bewerkt om één gereconstrueerd beeld van een doorsnede van het 20 lichaam te maken.

Het doorsnedeaanzicht van het lichaam maakt een bepaalde hoek met een voorafbepaalde longitudinale as. Deze hoek kan door de gebruiker van de inrichting worden ingesteld om de hoek van inval van de gebruikte röntgenstralen naar wens te kunnen variëren. Het doel is bijvoorbeeld om de gebruikte röntgenstralen bepaalde in een lichaam aanwezige botten te laten vermijden, die de doorgang van de röntgenstra-25 len zouden belemmeren.

De bekende inrichting voorziet in het bereiken daarvan in middelen voor het genereren van een bijvoorbeeld lijnvormige cursor over het beeldscherm, waarop de dwarsdoorsnede van het lichaam wordt getoond. De inrichting is voorts voorzien van middelen om deze cursorlijn te kantelen ten opzichte van een bepaald ’’isocentrum”, waarvan de positie eveneens door de gebruiker kan worden gevarieerd. De hoek van 30 de cursorlijn simuleert als het ware de hoek waaronder de röntgenstralen door het lichaam treden. De gebruiker is aldus in staat om de cursorlijn zodanig te laten kantelen en verplaatsen, dat deze op de meest gewenste positie door het afgebeelde aanzicht van het lichaam gaat. De gebruiker kan dan de hoek en positie van de cursorlijn aflezen en daarmee de positie van de röntgenstralingsbron en de hoek van de gegenereerde röntgenstralen instellen.

35 De onderhavige uitvinding is gericht op het verschaffen van een inrichting waarmee de driedimensionale positie van een van belang zijnd punt in een lichaam kan worden vastgesteld.

Conventionele röntgenstraal-afbeeldingstechnieken produceren een schaduwbeeld van een te onderzoeken lichaam. Dit beeld bevat echter niet voldoende informatie om de diepte te specificeren van een bepaald van belang zijnd punt in het lichaam. Verder is het dikwijls onmogelijk om kleine objecten te onderscheiden, 40 omdat deze worden overschaduwd door de structuur van grotere overlappende objecten, zoals beenderen, die voor straling minder doorlatend zijn. Deze nadelen hebben geleid tot systemen waarin doorsneden van het lichaam worden gemaakt, welke techniek bekend staat als de röntgenstraal-tomografie.

De conventionele radiografische transversale tomografie tracht plenaire doorsneden of plakken zichtbaar te maken loodrecht op de langsas van een patiënt. In dergelijke systemen worden een stralingsbron en 45 bijbehorende detectormiddelen geroteerd in een vlak rond het te onderzoeken lichaam teneinde de absorptie te meten van het lichaam op elk van een aantal hoekposities. Gebruikmakend van een aantal op zichzelf bekende reconstructie-algoritmen kan op basis van de data die tijdens het aftasten van de patiënt is verkregen, een twee-dimensionale verdeling van absorptiecoëfficiënten worden berekend voor een plak, gedefinieerd door het vlak waarin de bron en de detectoren worden geroteerd.

50 De boven beschreven röntgenstraal-afbeeldingstechnieken vereisen de transmissie van ioniserende straling door het te onderzoeken lichaam. Om de stralingsdosis voor een patiënt te minimaliseren worden in bepaalde toepassingen andere afbeeldingssystemen gebruikt waarin de blootstellingstijd aan de straling wordt gereduceerd. Gecomputeriseerde tomografie met enkelvoudige foton-emissie (ECT) is een dergelijk alternatief afbeeldingssysteem. Bij het uitvoeren van een ECT-behandeling wordt de patiënt allereerst 55 geïnjecteerd met een substantie die op zichzelf onschadelijk is, zoals een van de natuurlijke substanties van het lichaam, die gemerkt is met een radio-actief spoor of een radio-isotoop. Dit spoor of merkteken heeft bij voorkeur een korte halfwaardetijd, zodat er zeer weinig straling in het lichaam achterblijft nadat het 193338 2 onderzoek is voltooid. Het spoor zendt bij voorkeur gammastralen uit die niet gemakkelijk door het lichaam worden geabsorbeerd, zodat een aanzienlijk deel van de straling uit het lichaam zal ontsnappen in plaats van daarin te worden geabsorbeerd. De emissie vindt bij voorkeur plaats op één enkel energieniveau zodat de detectie gemakkelijk kan worden uitgevoerd en een meer nauwkeuriger kennis kan worden verkregen 5 omtrent de absorptiefactor van het lichaamsweefsel waardoor de gammastraling is gepropageerd.

Verder wordt een gamma-camera gebruikt om de patiënt af te tasten door het bewegen van de gamma-camera rond de patiënt in een gesloten baan, over het algemeen een cirkelvormige baan. De cirkelvormige baan maakt het bijvoorbeeld mogelijk om met de camera een reeks metingen uit te voeren waarbij elk elementair gebied van het detecterende oppervlak van de camera een cirkelvormige baan aftast 10 terwijl het detecterende oppervlak ten allen tijde loodrecht op de straalrichting wordt gehouden, waarbij de straalrichting is gedefinieerd als de straalvector vanaf de rotatiehartlijn van de camera. De eenvoudigste rotatie van dit type vindt plaats indien de rotatiehartlijn samenvalt met de hartlijn van het gekozen coördinatiesysteem.

De op deze wijzen verkregen emissiedata terwijl de camera zich bevindt in een gespecificeerde vooraf 15 bepaalde hoekpositie ten opzichte van de rotatiehartlijn, bestaat uit een twee-dimensionale afbeelding die een aanzicht vertegenwoordigt van de patiënt onder een bepaalde hoekpositie. Deze data wordt opgeborgen in wat hier aangeduid wordt als het geheugenframe. Als er voor elke 3° rotatie van de gamma-camera een geheugenframe wordt opgenomen, dan worden 120 van dergelijke frames verkregen bij een complete aftasting van de patiënt door de camera.

20 Gerelateerde lijnen in elk van de op deze wijzen verkregen geheugenframes hebben betrekking op data die behoort bij één enkel vlak loodrecht op de rotatiehartlijn van de camera rond de patiënt. De data in dergelijke lijnen is dus analoog met aanzichten die zouden worden verkregen indien een transmissie-aftasting zou worden uitgevoerd bij de patiënt in hetzelfde vlak. Door het bewerken van de data, aanwezig in de geheugenframes, gebruikmakend van een reconstructie-algoritme dat soortgelijk is aan dat, dat 25 gebruikt wordt in de transmissie-tomografie, verkrijgt men afbeeldingen van dwarsdoorsneden door de patiënt op een groot aantal verschillende axiale posities langs de rotatiehartlijn. Vanwege de aard van de ECT-techniek zelf en eveneens vanwege de gemaakte veronderstellingen met betrekking tot het reconstructie-algoritme, hebben de verkregen dwarsdoorsnede-afbeeldingen een naar verhouding slechte kwaliteit. Alhoewel dus de ECT-techniek het mogelijk maakt om data te verkrijgen met een reductie van de 30 stralingsdosis waaraan een patiënt wordt blootgesteld in vergelijking met de stralingsdoses die gebruikt worden bij transmissietomografie, maken de gereconstrueerde dwarsdoorsnede-afbeeldingen, die uit de op deze wijzen verkregen data kunnen worden geproduceerd, het voor degene die deze afbeeldingen moet beoordelen, niet mogelijk om nauwkeurig een van belang zijnd punt in de patiënt te localiseren en is het voor de beoordelaar niet mogelijk om de dichtheid van het radioactieve materiaal op dat punt kwantitatief te 35 schatten.

De uitvinding heeft derhalve ten doel de nauwkeurigheid waarmee een van belang zijnd punt in een patiënt kan worden gelokaliseerd, gebruikmakend van data die wordt verkregen met de boven beschreven ECT-techniek of soortgelijke technieken, te verbeteren.

In overeenstemming met deze doelstelling heeft een afbeeldinrichting volgens de uitvinding het kenmerk, 40 dat de inrichting is voorzien van bewerkingsmiddelen, die zowel met de positie-indicatiemiddelen als de weergeefmiddelen zijn gekoppeld om de gewenste positie van de cursor in een van de twee-dimensionale aanzichten te ontvangen en om een geprojecteerde locatie van de gewenste positie voor elk aanzicht uit de groep van twee-dimensionale aanzichten te berekenen en dat de weergeefmiddelen zijn ingericht om achtereenvolgens en herhaaldelijk de aanzichten van de groep van twee-dimensionale aanzichten weer te 45 geven tegelijkertijd met de geprojecteerde locaties van de cursor in elk aanzicht zodanig, dat het afgebeelde lichaam en de cursor rondom de as lijken te roteren.

Bij voorkeur zijn de invoermiddelen zodanig ingericht, dat zij een ingangssignaal van de gebruiker kunnen ontvangen voor het verschuiven van de cursor naar het van belang zijnde punt in het afgebeelde lichaam gedurende de werking van de inrichting zodanig, dat de cursor beweegt met maar niet ten opzichte 50 van het van belang zijnde punt. Tijdens bedrijf beweegt de cursor dan over het scherm zowel onder invloed van de verwerkingsmiddelen, die de cursor steeds projecteren op de verschillende opeenvolgende aanzichten van het lichaam tijdens het afbeelden daarvan, als onder invloed van de handelingen van de gebruiker, die poogt de cursor bij elk weergegeven aanzicht te laten samenvallen met het van belang zijnde punt in de afbeelding van het lichaam. Als het voor de waarnemer lijkt of de cursor beweegt tezamen met 55 het van belang zijnde punt maar niet ten opzichte van het van belang zijnde punt tussen het ene aanzicht en het andere dan valt het geselecteerde punt samen met het van belang zijnde punt.

De twee-dimensionale aanzichten van het lichaam worden opgebouwd uit de diverse geheugenframes 3 193338 die data bevatten, verkregen tijdens de cirkelbaan van de gamma-camera rond het lichaam. Als deze aanzichten sequentieel worden weergegeven dan verschijnt het lichaam voor een waarnemer klaarblijkelijk als een drie-dimensionaal voorwerp dat roteert rond een as die samenvalt met de as waar omheen de gamma-camera roteert. Een cursor wordt in het weergegeven beeld ingesteld en gepositioneerd op een 5 bepaalde plaats, bijvoorbeeld door ze met behulp van een joy-stick te bewegen zodanig dat ze samenvalt met een bepaalde positie, dat wil zeggen een van belang zijnd punt. De processor berekent de geprojecteerde positie van de cursor in elk aanzicht en schrijft een desbetreffend gegeven in elk geheugenframe. Daarmee wordt de ruimtelijke locatie van een door een operateur geselecteerd punt in het lichaam vastgesteld terwijl de aanzichten achtereenvolgens worden weergegeven. Alleen als de cursor voor het oog 10 van de waarnemer lijkt te bewegen met een van belang zijnd punt in het lichaam maar niet ten opzichte van dit punt, zal de cursor samenvallen met het van belang zijnde punt. Omdat de cursor door de computer wordt gegenereerd zijn de coördinaten van het van belang zijnde punt met betrekking tot de klaarblijkelijke rotatie-as van het lichaam of ten opzichte van een willekeurig ander coördinatiesysteem bekend. Met deze informatie kan de werkelijke positie van het van belang zijnde punt in het lichaam worden vastgesteld. Deze 15 informatie kan direct worden gebruikt door een dokter of indirect worden gebruikt voor identificatie van de gereconstrueerde dwarsdoorsnede die het van belang zijnde punt bevat en zijn plaats binnen de dwarsdoorsnede.

Bij voorkeur is de cursor uitgelijnd met het van belang zijnde punt terwijl de weergave op de in het bovenstaande beschreven wijze beweegt.

20 In een uitvoeringsvorm heeft de inrichting het kenmerk, dat deze verder middelen omvat voor het stoppen van het weergeven bij een bepaald hoekaanzicht, waarbij een van belang zijnd punt in het afgebeelde lichaam bij benadering op een maximale afstand van de rotatie-as van de twee-dimensionale aanzichten is, die achtereenvolgens op de weergeefeenheid worden afgebeeld. Het beeld wordt op geschikte wijze gestopt door het ’’bevriezen” van de weergave bij een geselecteerd aanzicht. Het exacte 25 frame waar de maximale verplaatsing optreedt kan worden geïdentificeerd door het in beide richtingen achtereenvolgens zichtbaar maken van de frames (scrollen); maar identificatie van het frame bepaalt de azimuth (0O) van de gamma-camera waarbij het vlak van de detectorkop van de camera evenwijdig loopt aan een vlak dat het van belang zijnde punt bevat en verloopt door de rotatie-as van de camera. Als dit het geval is, dan kan de werkelijke afstand tussen het van belang zijnde punt en de rotatie-as (ZQ) en de 30 elevatie van het van belang zijnde punt, bepaald langs de rotatie-as Z0, worden gemeten. Op een bekende wijze kan de cursor worden gelokaliseerd in het geïdentificeerde frame zodanig, dat de cursor zich op het van belang zijnde punt bevindt waardoor de cilindercoördinaten r0, Z0, 0O van het van belang zijnde punt worden bepaald. De projectie van de cursor in elk van de andere frames kan op een zodanige wijze worden berekend dat, indien de frames opnieuw sequentieel worden weergegeven als de rotatie van het lichaam 35 wordt hervat, de cursor lijkt te roteren met het lichaam of, in de techniek waarin de cursor wordt uitgelijnd met het van belang zijnde punt terwijl de weergave doorgaat, de cursor lijkt te roteren met het lichaam terwijl de frames sequentieel worden gepresenteerd teneinde het roterende lichaam zichtbaar te maken. Als de cursor klaarblijkelijk samenvalt met het van belang zijnde punt tijdens de gehele rotatie van het lichaam, dan kan daaruit de conclusie worden getrokken dat de cursor zich bevindt in het van belang zijnde punt.

40 Iedere willekeurige relatieve beweging tussen de cursor en het van belang zijnde punt geeft een gebrek aan overlap aan, hetgeen de operateur noodzaakt om de positie van de cursor nog nauwkeuriger te bepalen.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zijn bij wijze van voorbeeld geïllustreerd in de tekening. Figuur 1 is een blokschema van een inrichting volgens de onderhavige aanvraag voor het niet-45 reconstructief bepalen van de driedimensionale positie van een van belang zijnd punt in een lichaam.

Figuur 2a illustreert een lichaam dat wordt onderzocht tezamen met een van belang zijnd punt, dat gemarkeerd is in een doorsnede ervan, tezamen met de afbeeldingsmiddelen; figuur 2b illustreert aanzichten van het van belang zijnde punt vanuit opeenvolgende hoekposities ongeveer 90° van elkaar gescheiden.

50 Figuur 3 illustreert de hoekrelatie tussen de hoekaanzichten getoond in figuur 2b.

Figuur 4 illustreert een beweging van het van belang zijnde punt op het weergeefscherm wanneer de vier frames van figuur 2b achtereenvolgens op het scherm worden weergegeven; en figuur 5 illustreert de techniek voor het stoppen van de weergave bij een bepaald hoekaanzicht nadat de afbeelding over een hoek is "geroteerd”, zodanig dat het van belang zijnde punt een maximale afstand 55 heeft ten opzichte van de klaarblijkelijke rotatie-as van de weergegeven afbeelding.

In figuur 1 is met het referentiecijfer 1 een lichaam aangeduid dat onderzocht moet worden met behulp van 193338 4 de afbeeldingsmiddelen 3, in het illustratieve geval bestaande uit een gamma-camera. Als de afbeeldings-middelen 3 bestaan uit een gamma-camera, dan wordt deze gebruikt voor het genereren van een groep van twee-dimensionale aanzichten van een lichaam 1 op achtereenvolgende stapsgewijze ten opzichte van elkaar geplaatste hoekposities rond de hartlijn 5. Deze aanzichten kunnen worden verkregen ofwel door het 5 roteren van het voorwerp 1 rond de hartlijn 5 waarbij de afbeeldingsmiddelen 3 stationair worden gehouden, ofwel door de middelen 3 te bewegen rond het lichaam 1 in een gesloten baan, over het algemeen een cirkelvormige baan rond de hartlijn 5. In beide gevallen zijn de afbeeldingsmiddelen 3, die bij voorkeur voorzien zijn van een plat twee-dimensionaal oppervlak 7 dat gericht is naar het lichaam 1, in staat om een reeks twee-dimensionale aanzichten van het lichaam 1 te maken, waarbij elke pixel of elementair gebiedje 10 van het platte oppervlak 7 van de naar het lichaam 1 toegekeerde afbeeldingsmiddelen 3 lopen volgens een cirkelvormige baan terwijl het oppervlak 7 ten allen tijde loodrecht wordt gehouden op de straalvector vanaf de bewegingshartlijn 5 naar de afbeeldingsmiddelen 3. De straalvector is gedefinieerd als een vector die loodrecht staat op de bewegingshartlijn en gericht is naar de camera. De bewegingshartlijn 5 kan plaatselijk gelden; ze kan periodiek tijdens de rotatie op een willekeurige vooraf bepaalde of door de operateur 15 bestuurde wijze worden veranderd.

Er wordt opgemerkt dat, indien de afbeeldingsmiddelen 3 bestaan uit een röntgenstraalinrichting, een groep van twee-dimensionale afbeeldingen van het lichaam 1 wordt verkregen bij opeenvolgende stapsgewijze hoekposities, terwijl indien de afbeeldingsinrichting 3 een gecomputeriseerde transmissie-tomografie-inrichting is, een groep van een-dimensionale aanzichten van het lichaam wordt verkregen bij opeenvol-20 gende stapsgewijze verplaatste hoekposities. Indien dergelijke een-dimensionale aanzichten van een plenaire plak van het lichaam worden geproduceerd, dan maken de werkwijze en de inrichting volgens de onderhavige uitvinding het mogelijk om de twee-dimensionale positie van het van belang zijnde punt in een plenaire plak van het lichaam te bepalen.

In het volgende wordt verwezen naar het gebruik van een gamma-camera als afbeeldingsmiddel 3, maar 25 het zal duidelijk zijn dat de onderhavige principes op soortgelijke wijze ook van toepassing zijn op andere typen afbeeldingsmiddelen.

Nog steeds verwijzend naar figuur 1 waarin de afbeeldingsmiddelen 3 de vorm hebben van een gamma-camera, zijn de middelen 3 voorzien van detectiemiddelen voor het meten van de hoeveelheid straling die door het lichaam 1 wordt uitgezonden nadat het lichaam is geïnjecteerd met een substantie, 30 bijvoorbeeld een voor het lichaam natuurlijke substantie die gemerkt is met een radio-actief spoor, bijvoorbeeld een radio-isotoop. Andere emissie-waarnemingstechnieken gebruikmakend van een gammacamera voor het genereren van een groep van twee-dimensionale aanzichten van het lichaam kunnen worden gebruikt.

De weergeefeenheid 9 ontvangt de data, waarmee de boven beschreven groep van twee-dimensionale 35 aanzichten wordt gerepresenteerd en deze data wordt gebruikt voor het achtereenvolgens weergeven van deze twee-dimensionale aanzichten. De combinatie van het menselijk oog en de menselijke hersenen is zeer eenvoudig in staat om een drie-dimensionale interpretatie te geven aan deze variërende tweedimensionale afbeeldingen op de weergeefeenheid, zodat het lijkt alsof de weergegeven afbeelding roteert rond een as die correspondeert met de werkelijke as 5 waar omheen het lichaam 1 of de afbeeldingsmid-40 delen 3 worden bewogen. De weergeefeenheid 9 kan bijvoorbeeld bestaan uit een cinematografisch scherm gekoppeld met een filmcamera.

De eerste geheugenmiddelen 11 kunnen worden gebruikt voor het opbergen van data geleverd door de afbeeldingsmiddelen 3. Deze data wordt vervolgens indien gewenst toegevoerd aan de weergeefeenheid 9.

De weergeefeenheid 9 is voorzien van positie-indicatiemiddelen 13 die in staat zijn om een pixel of 45 elementair gebiedje op het weergeefscherm van de weergeefeenheid 9 selectief te markeren. De middelen 13 kunnen bestaan uit een cursor die kan worden bewogen naar een willekeurige positie op het weergeefscherm. Data, waarmee de positie van de middelen 13 wordt gerepresenteerd, wordt toegevoerd aan de processor 15 die de geprojecteerde plaats van deze positie berekent voor elk aanzicht in de groep van twee-dimensionale aanzichten van het lichaam, verschaft door de afbeeldingsmiddelen 3. De stuurschake-50 ling 19 ontvangt data die deze geprojecteerde locaties representeert van de processor 15 en werkt samen met de weergeefeenheid 9 om de geprojecteerde locaties van de gemarkeerde pixel of het gemarkeerde elementaire gebiedje voor elk aanzicht uit de groep van twee-dimensionale aanzichten simultaan met de opeenvolgende weergave van de twee-dimensionale aanzichten op het scherm 9 zichtbaar te maken, zodanig dat de gemarkeerde pixel lijkt te roteren synchroon met de achtereenvolgens weergegeven 55 twee-dimensionale aanzichten op het weergeefscherm.

Tweede geheugenmiddelen 17 kunnen worden gebruikt voor het bufferen van het uitgangssignaal van de processor 15 voordat dit uitgangssignaal naar de weergeefschakeling 19 wordt gezonden.

5 193338

De onderhavige aanvraag verschaft een niet-reconstructieve bepaling van de positie van een van belang zijnd punt in het lichaam dat onderzocht wordt. Zoals in figuur 2 is geïllustreerd betreft dit het genereren van een groep van twee-dimensionale aanzichten van een lichaam 1, gebruikmakend van afbeeldingsmiddelen 3, b.v. een gamma-camera, vanuit opeenvolgende stapsgewijze verplaatste hoekposities ten opzichte van 5 de bewegingsas 5. Deze groep van twee-dimensionale aanzichten kan worden gegenereerd op de in het bovenstaande beschreven wijze ofwel door het lichaam 1 te laten roteren rond de as 5 en de afbeeldingsmiddelen 3 op een vaste positie te houden, ofwel door de middelen 3 te bewegen rond het lichaam 1. In het bovenstaande is eveneens besproken dat de afbeeldingsmiddelen 3 kunnen bestaan uit een röntgenstraal-inrichting die twee-dimensionale aanzichten produceert op een conventionele computergestuurde 10 transmissie-tomografie-inrichting die een groep van een-dimensionale aanzichten van een plenaire plak van het lichaam produceert.

Een en ander zal in het onderstaande verder worden beschreven met verwijzing naar een gammacamera maar het zal duidelijk zijn dat de beschrijving op gelijke wijze toepasbaar is met de bijbehorende modificaties op een röntgenstraalinrichting of op een computergestuurde transmissie-tomografie-inrichting.

15 In figuur 2a wijst het referentiesymbool ”A” op een van belang zijnd punt in het lichaam 1. Figuur 2b toont het punt "A” met vier onder verschillende 90° ten opzichte van elkaar gescheiden hoekposities. Figuur 3 illustreert de hoekrelaties tussen de vier aanzichten van figuur 2b. Figuur 4 illustreert de beweging van het punt ”A” op het scherm van de weergeefeenheid 9 wanneer de vier frames van figuur 2b achtereenvolgens op het scherm worden weergegeven.

20 Als de weergeefeenheid 9 is opgebouwd met cinematografische middelen voorzien van een filmcamera, dan is het in deze weergeefeenheid mogelijk om op cinematografische wijze de twee-dimensionale afbeeldingen te variëren. Als de successievelijke frames worden weergegeven zal in de meeste gevallen het van belang zijnde punt lijken te bewegen over het scherm terwijl het wordt waargenomen vanuit diverse hoeken. De enige uitzondering op deze beweging treedt op indien het van belang zijnde punt zich bevindt 25 op de rotatie-as van de afbeeldingsmiddelen 3 of de rotatie-as van het lichaam 1. Elk punt binnen de weergegeven afbeelding, dat zich bevindt op een bepaalde hoogte boven een gekozen nulhoogte zal lijken te bewegen alleen langs een lijn op deze bepaalde hoogte in het geval dat loodrecht geplaatste colimatoren met parallelle openingen worden gebruikt tezamen met de gamma-camera. Hetzelfde effect wordt bereikt in een conventionele computergestuurde transmissie-tomografie-inrichting waarin de bron en de detector 30 gelokaliseerd zijn in een gemeenschappelijk vlak. Bovendien is een soortgelijk effect eveneens gemakkelijk verkrijgbaar met conventionele röntgenstraalinrichtingen.

Volgens een uitvoering van de onderhavige aanvrage wordt de cursor geplaatst op het van belang zijnde punt terwijl de afbeelding beweegt, en de geprojecteerde plaats van de cursor in elk aanzicht wordt tegelijkertijd door de processor berekend en zodanig weergegeven dat voor elk punt, waarnaar de cursor 35 wordt bewogen, de cursor lijkt te roteren synchroon met het lichaam. Een voortdurende berekening van de geprojecteerde positie waarbij gelet wordt op de hoekstand of op het tijdstip waarop het van belang zijnd punt het verst lijkt af te liggen van de klaarblijkelijke rotatie-as verschaft accurate resultaten, en er kunnen hoekwaarden worden berekend waarvoor geen werkelijke afbeelding optreedt, dat wil zeggen door een interpolatie tussen de opeenvolgende van elkaar gescheiden hoekaanzichten.

40 Volgens een andere uitvoering van de onderhavige aanvrage worden de weergeefmiddelen 9 gestopt of bevroren Indien het van belang zijnde punt een maximale afstand lijkt te bereiken tot aan de klaarblijkelijke rotatie-as op het weergeefscherm. Dit bepaalt de hoekpositiecoördinaat Θ van het van belang zijnde punt. Er wordt op gewezen dat een bepaald hoekaanzicht of frame in de groep van twee-dimensionale aanzichten of frames behoort bij dit punt. Dat geldt omdat, bijvoorbeeld aannemend dat het van belang zijnde punt ligt in 45 een vlak dat parallel staat aan het cameravlak en dat loopt door de rotatie-as van de camera of van het lichaam, en verder aannemend dat de weergeefeenheid 9 een twee-dimensionaal aanzicht illustreert dat zich bevindt op de gekozen nulreferentiehoek, het van belang zijnde punt op het beeld zal verschijnen op een bepaald punt langs de X-as dat dichter bij de rotatie-as lijkt te liggen dan wanneer de weergeefeenheid 9 het bepaalde aanzicht van het object toont onder de hoek die in werkelijkheid het van belang zijnde punt 50 insluit. Dit is geïllustreerd in figuur 3, waarin de vier frames van figuur 2b zijn getoond. Alhoewel de figuren 2b en 3 vereenvoudigd zijn doordat slechts 90° van elkaar verwijderde opeenvolgende aanzichten zijn getoond, terwijl in de praktijk de hoekaanzichten over het algemeen enkele graden van elkaar gescheiden zullen worden gemaakt, bijvoorbeeld met afstanden van 3°-6°, illustreren deze figuren nochtans de principes van de onderhavige uitvinding. Figuur 4 illustreert derhalve de waarneming van het van belang 55 zijnde punt voor aanzichten die achtereenvolgens zijn genomen op 0°, 90°, 180°, 270°. Het van belang zijnde punt "A” is bij elk van deze hoekwaarden gemarkeerd op de display 9 in figuur 4 en lijkt zich in een harmonische beweging te verplaatsen tussen twee eindpunten. Het frame dat behoort bij de eindpunten 193338 6 wordt genomen als representatie van de hoekpositie van het van belang zijnde punt ”A” ten opzichte van de gekozen nul-referentiehoek zoals in het bovenstaande werd beschreven. Dat geldt omdat de hoek waarover de bij de weergeefmiddelen of cinematografische eenheid 9 behorende frames moeten bewegen voor deze maximale afstand optreedt de hoekpositie Θ bepalen voor het van belang zijnde punt. De cinematografische 5 eenheid is bij voorkeur voorzien van een heen en weer verplaatsingsmogelijkheid (scrol-mogelijkheid) waarmee de afbeeldingen kunnen worden doorlopen zodat het voor de gebruiker mogelijk is om exact dat frame te detecteren waarbij de maximale afstand optreedt.

Vervolgens wordt, met de weergeefmiddelen 9 gestopt of bevroren op het frame waarop het van belang zijnde punt de boven beschreven maximale afstand vertoont tot aan de klaarblijkelijke rotatie-as, een 10 positie-indicatiemiddel behorend bij de weergeefmiddelen over het scherm bewogen totdat dit ligt op het van belang zijnde punt. Daarmee worden twee verdere coördinaten bepaald; d.w.z. r0, te weten de radiale afstand vanaf een gekozen radiaal nulpunt, en Z0, de hoogte boven een gekozen nul-hoogte. In deze techniek wordt r0 bepaald omdat het bekend is dat bij dit punt met maximale afstand het van belang zijnde punt zich bevindt in een vlak dat parallel verloopt aan het vlak van de afbeeldingsmiddelen 3 en in welk vlak 15 de rotatie-as zich bevindt. Omdat zoals in het bovenstaande is beschreven bovendien loodrechte collima-toren met parallelle openingen worden gebruikt bij de gamma-camera kan Zq eenvoudig worden verkregen.

Tenslotte wordt de werking van de weergeefmiddelen 9 hervat waarbij de positie-indicatiemiddelen tezamen met het lichaam "roteren”. Er kan een computer worden gebruikt voor het berekenen van de geprojecteerde plaats van de positie-indicatiemiddelen voor elk aanzicht behorend bij elke hoek Θ die door 20 de camera bijvoorbeeld voor elk frame is aangehouden. Elk aanzicht heeft een bepaalde Θ en derhalve wordt bij het punt (Θ, r(6, Zq) door de positie-indicatiemiddelen een groep van "projecties” gecreëerd die worden opgesteld bij de aanzichten. Het hervatten van de beweging van de cinematografische middelen, dat wil zeggen het hervatten van de rotatie van de aanzichten met daarop gesuperponeerd de positie-indicatiemiddelen is noodzakelijk om de gebruiker de zekerheid te geven dat de correcte locatie inderdaad 25 is aangewezen.

In de techniek waarin de cursor is uitgelijnd met het van belang zijnde punt tijdens de werking van de weergeefmiddelen 9 kunnen de positie-indicatiemiddelen in de drie dimensies worden bewogen. Indien de weergeefmiddelen 9 bestaan uit cinematografische middelen en de positie-indicatiemiddelen worden gevormd door een cursor, dan kan de cursor in drie dimensies worden bewogen door gebruik te maken van 30 een joystick of een bij de weergeefmiddelen behorend toetsenbord. De joystick bestuurt bijvoorbeeld Zq en r(0) terwijl het toetsenbord Θ bestuurt. Het is ook mogelijk om Zq te bepalen met de hoog/laag-beweging van de joystick terwijl het toetsenbord bepaalt of de links/rechts-beweging van de joystick bepalend is voor Θ of voor Zq.

Ook hier kan een computer worden gebruikt voor het berekenen van de geprojecteerde locatie voor een 35 bepaalde positie van de positie-indicatiemiddelen ofwel de cursor voor elk aanzicht, zelfs als de positie-indicatiemiddelen worden bewogen. Op elk moment wordt dus een gehele groep van cursorprojecties gedefinieerd zodanig dat de gebruiker de positie-indicatiemiddelen waarneemt als "roterend" tezamen met het lichaam, en altijd met dezelfde snelheid als het lichaam. Door de indicatiemiddelen uit te lijnen met het van belang zijnde punt terwijl het lichaam en de positie-indicatiemiddelen "roteren” is de exacte locatie, 40 d.w.z. (Θ, r(0o) en Zq) voor het van belang zijnde punt direct beschikbaar. Deze methode biedt voordelen omdat θ0 ook kan worden gevonden zelfs als er geen afbeelding was verkregen op exact deze hoek.

Volgens de onderhavige aanvrage kan de drie-dimensionale positie van een van belang zijnd punt in een lichaam op niet-reconstructieve wijze worden vastgesteld door het genereren van een groep van tweedimensionale aanzichten van het lichaam vanuit opeenvolgende stapsgewijze van elkaar verschillende 45 hoekposities rond een bepaald as voor het meten van de stralingshoeveelheid die door het lichaam wordt uitgestraald nadat het lichaam is geïnjecteerd met een substantie die gemerkt is met een radioactief spoormateriaal. De op deze wijze gegenereerde twee-dimensionale aanzichten worden achtereenvolgens weergegeven op een weergeefeenheid, en de drie-dimensionale coördinaten behorend bij de plaats van het van belang zijnde punt binnen het lichaam worden vastgesteld. De geprojecteerde locatie van het van 50 belang zijnde punt in elk aanzicht in de groep van twee-dimensionale aanzichten wordt berekend, en deze geprojecteerde locaties worden voor elk aanzicht weergegeven terwijl het aanzicht zichtbaar wordt gemaakt op de weergeefmiddelen.

Verder wordt voor het bepalen van de positie van het van belang zijnde punt in het lichaam, een groep van twee-dimensionale aanzichten van het lichaam gegenereerd vanuit opeenvolgende onderling stapsge-55 wijze verschillende hoekposities rond een bepaalde hartlijn, en wordt uit deze groep dat twee-dimensionale aanzicht vastgesteld dat zich het dichtst bevindt bij het van belang zijnde punt. Dit dichtst bijkomende twee-dimensionale aanzicht wordt gemarkeerd op een punt dat zich het dichtst bevindt bij het van belang

Claims (6)

7 193338 zijnde punt, en het twee-dimensionale aanzicht met deze markering wordt weergegeven. Het tweedimensionale aanzicht dat zich het dichtst bevindt bij het van belang zijnde punt kan worden bepaald door achtereenvolgens de twee-dimensionale aanzichten weer te geven op een weergeefeenheid en het weergeven te stoppen bij een bepaald hoekaanzicht waarbij het van belang zijnde punt ongeveer de 5 maximale afstand heeft van een klaarblijkelijke rotatie-as van de twee-dimensionale aanzichten die achtereenvolgens op de weergeefeenheid zichtbaar gemaakt worden. Als alternatief wordt het dichtstbijzijnde twee-dimensionale aanzicht gemarkeerd op een punt dat zich het dichtst bevindt bij het van belang zijnde punt voor een positie-indicatiemiddel, behorend bij de weergeefeenheid, zodanig dat het positie-indicatiemiddel komt te liggen op het weergegeven van belang zijnde punt terwijl de twee-dimensionale 10 aanzichten achtereenvolgens worden weergegeven op de weergeefeenheid, waarbij simultaan met het bewegen van de positie-indicatiemiddelen de geprojecteerde locatie voor de positie-indicatiemiddelen in elk aanzicht van de groep van twee-dimensionale aanzichten wordt berekend en weergegeven zodanig dat voor elk punt waarnaar de positie-indicatiemiddelen wordt bewogen de positie-indicatiemiddelen lijken te roteren rond de schijnbare rotatie-as van de twee-dimensionale aanzichten op de weergeefeenheid synchroon met 15 de schijnbare rotatie van de twee-dimensionale aanzichten. Referentiepunten kunnen worden ingesteld voor het bepalen van nul-referentiepunten voor het coördinatensysteem voor het definiëren van de ruimtelijke locatie van het van belang zijnde punt in het lichaam op interne punten, zoals de punt van het borstbeen, of externe punten zoals een radioactief merkteken. Alhoewel de voorkeurswerkwijze voor het verkrijgen van de initiële coördinaten refereert aan het boven 20 beschreven sferische coördinatensysteem, kan de locatie van het van belang zijnde punt uit deze sferische coördinaten worden vertaald naar relatieve carthesiaante coördinaten gebruikmakend van bekende wiskundige algoritmen. Indien het eveneens gewenst is om een samengestelde afbeelding te reconstrueren gebruikmakend van een groep van opeenvolgende hoekaanzichten, dan is het een verder voordeel van de onderhavige 25 uitvinding dat na reconstructie een merkteken, bijvoorbeeld een kruis of een pijl, kan worden geplaatst op die sectie waarbij z het dichtst ligt bij z0, op de coördinaten (Θ, r0). Dat maakt het bijvoorbeeld voor een arts gemakkelijker om de organen te herkennen die hij op de ’’roterende” weergeefeenheid heeft waargenomen. 30 Conclusies

1. Afbeeldinrichting omvattende: a. registratiemiddelen voor het registreren van een groep van twee-dimensionale aanzichten van een lichaam vanuit opeenvolgende azimuth-hoeken rondom een bepaalde as; 35 b. opslagmiddelen die zijn gekoppeld met de registratiemiddelen en die frames hebben voor de opslag van respectieve aanzichten van het lichaam; c. positie-indicatiemiddelen voor het genereren van een cursor; d. weergeefmiddelen die zijn gekoppeld met zowel de opslagmiddelen als de positie-indicatiemiddelen en die een weergeefeenheid hebben voor het weergeven van zowel een uit de respectieve aanzichten 40 van het lichaam afgeleide afbeelding als de cursor; e. invoermiddelen die zijn gekoppeld met de positie-indicatiemiddelen om een ingangssignaal van een gebruiker te ontvangen teneinde de cursor naar een gewenste positie op de weergeefeenheid te verschuiven, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van bewerkingsmiddelen (15, 17, 19), die zowel met de positie-indicatiemiddelen 45 (13) als de weergeefmiddelen (9) zijn gekoppeld om de gewenste positie van de cursor in een van de twee-dimensionale aanzichten te ontvangen en om een geprojecteerde locatie van de gewenste positie voor elk aanzicht uit de groep van twee-dimensionale aanzichten te berekenen en dat de weergeefmiddelen (9) zijn ingericht om achtereenvolgens en herhaaldelijk de aanzichten van de groep van twee-dimensionale aanzichten weer te geven tegelijkertijd met de geprojecteerde locaties van de cursor 50 in elk aanzicht zodanig, dat het afgebeelde lichaam en de cursor rondom de as lijken te roteren.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de invoermiddelen zijn ingericht om een ingangssignaal van een gebruiker te ontvangen voor het verschuiven van de cursor naar een van belang zijnd punt in het afgebeelde lichaam gedurende de werking van de inrichting zodanig, dat de cursor beweegt met maar niet ten opzichte van het van belang zijnde punt.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze verder middelen omvat voor het stoppen van het weergeven bij een bepaald hoekaanzicht, waarbij een van belang zijnd punt in het afgebeelde lichaam bij benadering op een maximale afstand van de rotatie-as van de twee-dimensionale aanzichten is, die 193338 8 achtereenvolgens op de weergeefeenheid worden afgebeeld.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat deze verder middelen omvat voor het bepalen van de hoekpositie binnen het lichaam, die overeenkomt met het bepaalde aanzicht waarbij het weergeven wordt gestopt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de middelen voor het bepalen van de hoekpositie zijn ingericht voor het vaststellen van de hoekpositie van het bepaalde aanzicht waarbij het weergeven wordt gestopt ten opzichte van een referentiehoek.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat deze voorts middelen omvat voor het bepalen van de positie binnen het lichaam die overeenkomst met de radiale en hoogteposities van het van belang zijnde 10 punt in het bepaalde aanzicht, waarbij het weergeven wordt gestopt. Hierbij 4 bladen tekening