NL1032488C2

NL1032488C2 - Inrichting en werkwijze voor het positioneren van opneemmiddelen voor het opnemen van beelden ten opzichte van een object.

Info

Publication number: NL1032488C2
Application number: NL1032488A
Authority: NL
Inventors: Albert Van Gool
Original assignee: Alb Van Gool R & D; Stichting Saxion
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-14
Also published as: WO2008033010A1

Description

Inrichting en werkwijze voor het positioneren van opneemmiddelen voor het opnemen van beelden ten opzichte van een object 5 Terrein van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het positioneren van opneemmiddelen voor het opnemen van beelden, in het bijzonder een digitale camera, ten opzichte van een object, in het bijzonder een lichaam, meer in het bijzonder huid. De uitvinding betreft tevens een werkwijze voor het positioneren van opneemmiddelen voor 10 het opnemen van beelden, in het bijzonder een digitale camera, ten opzichte van een object, in het bijzonder een lichaam, meer in het bijzonder huid, middels zo een inrichting. De uitvinding kan met voordeel worden toegepast bij het registreren en analyseren van veranderingen aan de huid bij huidaandoeningen.

15

Achtergrond van de uitvinding

De exponentieel toenemende vergrijzing van de bevolking en de problemen die dat met zich meebrengt, vormen een thema dat niemand kan zijn ontgaan. Door de toename van het aantal ouderen zal ook het aantal chronisch zieken stijgen omdat op latere leeftijd 20 kwaaltjes, aandoeningen en ziekten nu eenmaal vaker voorkomen. Tevens zijn er zorgen over de gezondheidszorg in de toekomst, aangezien naar verwachting de kosten zullen oplopen en er wellicht onvoldoende verzorgenden zullen zijn. In (westerse) landen met onder druk staande kosten van de gezondheidszorg is derhalve behoefte aan vormen van en systemen voor zogenaamde ‘teleconsulting en evaluatie’, dat wil zeggen mogelijkheden en 25 hulpmiddelen om door artsen, specialisten en/of verplegers op afstand bij (thuis-)patiënten diagnose te stellen en daarop zonodig therapie voor te schrijven en het effect van de behandeling te kunnen vervolgen. Zoals bij een fysiek consult door een patiënt bij een medisch deskundige, gaat dit vaak op basis van vraag en antwoord of visuele waarnemingen, de deskundige praat met de patiënt of kijkt naar (een deel van) de patiënt. 30 Een telefoon is een voorbeeld van een hulpmiddel voor verbale teleconsulting. Met foto’s zou je via Internet een visuele teleconsulting kunnen vormen indien de voor de diagnose benodigde informatie visueel van aard is.

1032488 2

Een belangrijke toepassing van teleconsulting en evaluatie betreft zichtbare huidaandoeningen of -trauma’s zoals carcinomen, melanomen of chronische, bijvoorbeeld postoperatieve, huidwonden. Bestaande methoden van visuele registratie en analyse van 5 huidaandoeningen werken met tijdens de opname naast of over de aandoening of wond gelegde kalibers zoals maatlatjes, ruitjesfolie of andere vergelijkingsmiddelen om later op de PC het aantal gevonden pixels of van het scherm gemeten millimeters naar schaal te verrekenen. Hoewel van bepaalde methoden validiteit en reproduceerbaarheid acceptabel tot goed zijn, worden ze in de dagelijkse kliniek nauwelijks toegepast omdat ze erg 10 omslachtig en tijdrovend zijn.

In de regel gaat een eerste diagnose van een huidaandoening niet op afstand. Teleconsulting is vooral bedoeld voor het kosten- en inspanningsbesparend periodiek controleren van de ontwikkeling van een huidaandoening, bijvoorbeeld de reacties op therapieën of medicaties 15 Een systeem voor teleconsulting van zichtbare huidaandoeningen moet deze aandoeningen zonodig herhaald beeldmatig met voldoende kwaliteit en onderlinge vergelijkbaarheid vastleggen en daar gewenste resultaten uit berekenen. Het systeem moet dus in staat zijn om een geconstateerde aandoening over een periode meermalen op een zo overeenkomstig mogelijke wijze in beeld vast te leggen en die beelden daarbij onderling dusdanig te 20 vergelijken dat daaruit (vergelijkende) diagnostische gegevens voortkomen. De meetmethode moet dus voldoende gevoelig zijn (responsief) om veranderingen in het klinisch beeld ook daadwerkelijk te kunnen detecteren en kwantificeren. Daartoe zal in de regel een eerste beeld als referentie gelden; volgende beelden zullen met het eerste of vorige beelden vergeleken worden om de ontwikkeling van de aandoening te analyseren; er 25 wordt hiermee dus hoofdzakelijk relatief geanalyseerd. Het systeem moet in principe alle visueel waarneembare huidaandoeningen kunnen verwerken, waarbij primair het oppervlak en - in iets mindere mate - de vorm en desgewenst de kleur gemeten en verrekend moet worden. Het fotografisch deel van het systeem moet eenvoudig zijn en door een behandelaar, verzorgende, partner, mantelzorger of de patiënt zélf gebruikt kunnen worden. 30 Een dergelijk systeem is nog niet beschikbaar maar er bestaat wel grote behoefte aan. Doel van de uitvinding is te voorzien in die behoefte.

3

Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding verschaft daartoe een systeem voor het positioneren van opneemmiddelen voor het opnemen van beelden, in het bijzonder een digitale camera, ten opzichte van een object, in het bijzonder een lichaam, meer in het bijzonder huid, welk systeem een 5 inrichting omvat welke inrichting lichtstralen uit kan zenden welke lichtstralen elkaar snijden in meerdere snijpunten. Met behulp van de lichtstralen worden de opneemmiddelen ten opzichte van het object gepositioneerd. Daarbij omvat het positioneren bij voorkeur het althans in hoofdzaak doen samenvallen van de snijpunten met bepaalde punten van het object, waarvoor bij voorkeur punten aan het oppervlak van het object worden gekozen. Zo 10 kunnen de opneemmiddelen ten opzichte van het object gepositioneerd worden. Het gaat dan om de onderlinge afstand en meestal ook om de onderlinge hoekstand. Aldus kunnen in de loop van de tijd opnamen gemaakt worden van het object welke goed onderling vergeleken kunnen worden. Zo kan het ziekteverloop of herstelproces van bijvoorbeeld een huidaandoening goed gevolgd en geanalyseerd worden.

15

Bij voorkeur vormen de snijpunten een driehoek en laat men de hoekpunten van de driehoek samenvallen met punten aan het oppervlak van het object. Een drietal punten volstaat om een recht vlak vast te leggen hetgeen voor veel toepassingen voldoende is, bijvoorbeeld voor het volgen van het genezingsproces of ziekteverloop bij een 20 huidaandoening.

Bij voorkeur omvat de inrichting ten minste één laser, bij voorkeur een halfgeleiderlaser, voor het genereren van ten minste één van de lichtstralen. Een laser kan een gerichte en relatief sterke lichtbundel geven Halfgeleiderlasers zijn klein en licht en geredelijk in 25 allerlei vormen te verkrijgen, en blijken in de praktijk uitstekend te voldoen. De opneemmiddelen omvatten bij voorkeur een digitale camera. Digitale camera’s zijn ook in allerlei uitvoeringen beschikbaar en beelden in digitale vorm zijn eenvoudiger op te slaan, te bewerken en te versturen.

30 Het systeem omvat bij voorkeur tevens het opslaan, bewerken en vergelijken van beelden middels daartoe voorziene middelen, bijvoorbeeld een PC met geschikte software. Aldus kunnen veranderingen aan het object worden bepaald, vastgelegd en geanalyseerd. Het systeem omvat bij voorkeur ook middelen voor het registreren van gegevens met 4 betrekking tot het object of beelden en communicatiemiddelen voor het uitwisselen van gegevens, bijvoorbeeld patiëntengegevens.

Deze en andere aspecten en voordelen van de uitvinding zullen nader worden toegelicht en 5 verduidelijkt in de navolgende beschrijving van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding.

Korte beschrijving van de figuren 10 De uitvinding wordt in het navolgende nader toegelicht aan de hand van een viertal figuren. Daarin toont: - figuur 1 een perspectivisch vooraanzicht op een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding gemonteerd op een digitale camera; figuur 2 een perspectivisch achteraanzicht daarop; 15 - figuur 3 een demonstratie van het gebruik daarvan bij een patiënt met een huidaandoening, waarbij de camera juist is gepositioneerd; en - figuur 4 idem, waarbij de camera niet juist is gepositioneerd.

20 Uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding

De verwijzingsnummers in de tekst verwijzen naar de onderdelen aangegeven in de figuren. Als uitvoeringsvoorbeeld wordt hier een systeem voor registratie en analyse van huidaandoeningen beschreven welke bestaat uit een camera 1 met een aangebouwd richthulpmiddel 2 volgens de uitvinding in combinatie met een PC met gespecialiseerde 25 software (niet getoond). De camera 1 wordt gebruikt bij of door een (thuis-)patiënt; de PC met software door een (para)medisch professional van de instelling waar de patiënt onder behandeling is. Met het systeem kan de ontwikkeling van zichtbare huidaandoeningen geregistreerd, gemeten, beoordeeld en getoond worden door verwerking van een aantal over een periode gemaakte, opeenvolgende beelden. Het systeem is ook geschikt voor een 30 éénmalige registratie van een huidaandoening, bijvoorbeeld ten behoeve van een teleconsult of second opinion van een collega-specialist.

5

Bij een eerste bezoek aan of van de patiënt wordt de huidaandoening gefotografeerd. Deze opname dient als aanvangsreferentie. Bij een eerste opname is meteen een maatkalibratie 3, zie figuur 3, in beeld beschikbaar waaraan zonder volgbeelden de maat van de aandoening kan worden gemeten De eerste opname wordt in het verwerkingsprogramma gebracht dat 5 in dialoog met de bediener de vorm en afmetingen, en eventueel de kleur, van de aandoening bepaalt en de daarbij behorende specifieke instellingen opslaat. Dit wordt de referentie voor een volgende meting of vormt de éénmalige registratie. Bij volgende bezoeken van of aan de patiënt worden opnieuw foto’s van de aandoening gemaakt. Bij juist gebruik van het richthulpmiddel 2, zijn deze volgfoto’s qua afbeeldingmaatstaf gelijk 10 aan elkaar en aan de referentiefoto, en is bij gebruik van dezelfde specifieke instellingen in het verwerkingsprogramma, betrouwbaar en nauwkeurig meten en registreren van het verloop in de tijd van vorm en afmeting van de huidaandoening mogelijk.

Het verwerkingsprogramma is voorzien van een module voor patiënten- en 15 behandelingsregistratie met beveiligingen en is voorbereid voor communicatie met of binnen zorgnetwerken. Het verwerkingsprogramma is voorzien van een communicatiemodule om de beelden of andere gegevens van de patiënt naar en van een centraal punt te versturen, zoals een databank, een patiëntinformatiesysteem of een specialistennetwerk.

20

Het systeem bestaat uit vier hoofdcomponenten: een (digitale) fotocamera 1; - een laserrichtmiddel 2; - bewerkingshard- en software; en 25 - administratieve en communicatieve software.

In principe kan iedere fotocamera gebruikt worden, maar bij analoge camera’s moeten de beelden voor verwerking eerst gedigitaliseerd worden. Het laserrichtmiddel 2 bestaat uit een aan de camera 1 te bevestigen behuizing waarin zes rode halfgeleiderlasertjes 4 in drie 30 groepen van twee zijn gemonteerd en op het te fotograferen object schijnen. Uiteraard kunnen de zes lichtstralen ook van minder dan zes actieve lichtbronnen afkomstig zijn, bijvoorbeeld door gebruik te maken van spiegels. De digitale fotocamera 1 kan eventueel ook geïntegreerd met het laserrichtmiddel 2 worden geproduceerd, waarbij tevens rekening 6 wordt gehouden met de gebruikersvriendelijkheid voor de met name oudere patiënten. De bewerkingshardware kan bestaan uit een normale Personal Computer met een Internetaansluiting. De software heeft tot taak de aangeboden beelden te analyseren, te beheren en de resultaten te tonen en zonodig te verzenden.

5

Van belang zijn onder andere de brandpuntafstand, afbeeldingscherpte, lichtsterkte, en het gebruiksgemak van de camera. Deze dienen voldoende te zijn om de huidaandoeningen met voldoende kwaliteit voor beoordeling vast te leggen. Een digitale camera is het meest praktisch, onder andere omdat de gegevens direct digitaal beschikbaar zijn en er tijdens de 10 opnamen nog (administratieve, auditieve) gegevens toegevoegd kunnen worden.

Het laserrichtmiddel 2 omvat een aan of op de camera 1 te bevestigen behuizing waarin drie groepen van laagvermogen halfgeleider lasertjes 4 met batterijvoeding en bedieningsknop zijn gemonteerd. Deze lasertjes 4 zijn zo aangebracht dat zij bij juiste (door éénmalige 15 kalibratie vastgelegde) opnameafstand en hoek tussen het “film”-vlak en het object, drie stipjes 5 op het object tonen, zie figuur 3, doch bij afwijking van die afstand en/of hoek één of meer dubbelstipjes 5’, zie figuur 4. De bedoeling is dat de stipjes 5 op de huid rond een wond of aandoening geprojecteerd worden en in het opnamebeeld zichtbaar zijn, onder andere ter controle achteraf. Tevens vormen de door de lasertjes 4 bij juiste hoek en afstand 20 gevormde driehoek een tweedimensionaal kaliber 3, zie figuur 3.

De PC dient de beelden uit de camera 1 te kunnen laden, met de beeldsoftware de bewerkingen te kunnen uitvoeren, met de administratieve software het gegevensbeheer te kunnen verzorgen en de data te kunnen verzenden. De bewerkingssoftware berekent of 25 bepaalt onder andere door middel van kleurscheiding en densiteitdiscriminatie het oppervlak en (zonodig) de vorm van de aandoening en vergelijkt deze met eerdere opnamen van dezelfde aandoening van (meestal) dezelfde patiënt. De administratieve software beheert onder andere opnamegegevens en patiëntgegevens. De communicatieve software verzorgt het “tele”-aspect en verstuurt en ontvangt beelden of andere data.

De keuze van de camera 1 is niet kritisch; een goede kwaliteit digitale amateur-camera met macrofunctie tot zo’n 0,3 m kan volstaan. Het is handig wanneer extra handmatige of auditieve data-invoer mogelijk is voor het “noteren” van bijvoorbeeld patiënt- of 30 opnamegegevens. In verband met het ontwerp en de productie van het laserrichtmiddel 2, is het aan te bevelen om één type camera te selecteren en te adviseren.

7

Het richtmiddel 2 is uitgerust met voldoende kleine en goedkoop beschikbare lasertjes 4 5 met een rode kleur. Op de huid zijn de kleuren blauw en groen wat beter zichtbaar, maar deze lasers zijn, althans momenteel nog, vele malen groter en duurder dan rode lasers. Het vermogen van de lasers 4 kan ruim onder de waarde gekozen worden die nog toelaatbaar is voor projecteren in de ogen.

10 Bij juiste richting, afstand en hoek vormen de drie geprojecteerde stipjes 5 een driehoek op het lichaamsdeel waarop de aandoening 6 zich bevindt, zie figuur 3. Bij cilindrische of anderszins gekromde lichaamsoppervlakken zal een aandoening gezien vanuit de camera boven of onder het vlak van genoemde driehoek liggen. Dit leidt tot een systeemonnauwkeurigheid ter grootte van de verandering van de kromming van het 15 lichaamsdeel tussen de opnamen. Deze onnauwkeurigheid is echter vele malen kleiner dan bij bestaande systemen van meting van de oppervlakte van huidaandoeningen.

De beeldver- of bewerkingssoftware is gebaseerd op methoden die ook in industriële “Vision”-technieken worden gebruikt om onder andere vorm, plaats, positie en maat van 20 voorwerpen te inspecteren. Doordat industriële Vision-technieken doorgaans geïntegreerde, niet- “Open Source” systemen zijn, niet draagbaar en gericht op grote verwerkingssnelheid, is voor het hier beschreven systeem specifieke software ontwikkeld op basis van onder andere “MatLab”. Daarin worden de binnengekomen beelden gescheiden in de RGB basiskleuren (RGB) en per kleur gediscrimineerd in 100% respectievelijk 0% densiteit op 25 basis van een door de operator bij de referentieopname ingestelde en daarna specifiek voor een patiëntcyclus geldende omslagwaarde. Hieruit berekent het programma met speciale algoritmen het meest stabiele oppervlak en de meest zekere vorm van de aandoening of wond. Ook worden hieruit gegevens verkregen over de reflectie-eigenschappen van het huidoppervlak en daarmee over de structuur daarvan. Vervolgens toont het programma 30 visueel de vorm en numeriek het oppervlak van de aandoening, alsmede desgewenst de oppervlaktestructuur. Additioneel monstert het programma onder andere de huidskleur op een door de operator gekozen plek buiten de aandoening als referentie van belichtingscondities tijdens opname.

8

De administratieve software is bedoeld om aansluiting te geven op patiëntregistratiesystemen en andere netwerken voor en in de Zorg. Dit softwaredeel bevat de relevante patiënt- en opnamegegevens, alsmede een relatief groot aantal 5 beveiligingsmiddelen om zeker te zijn dat alle gegevens betrouwbaar en juist zijn. Dit softwaredeel bevat en verwerkt ook de additionele data die in de camera opgeslagen is of kan zijn, zoals identificatie van de patiënt, datum en tijd en data van de belichtingscondities. Dit softwaredeel fungeert ook als databank van opgeslagen beelden. Het communicatiedeel verzorgt de transmissie van beelden en andere data naar en van 10 (gespecialiseerde) netwerken.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding geenszins beperkt is tot het gegeven uitvoeringsvoorbeeld, maar dat binnen het kader van de uitvinding vele varianten mogelijk zijn. Uiteraard kan de uitvinding ook gebruikt worden voor het positioneren van twee of 15 meer willekeurige objecten ten opzichte van elkaar, waarbij men snijpunten van de lichtstralen doet samenvallen met bepaalde punten van één of meer van de objecten. Daarbij kan de inrichting aan één van de objecten worden gekoppeld maar in beginsel is ook een vrijstaande opstelling mogelijk. Al deze mogelijkheden vallen binnen het kader van de uitvinding.

1032488

Claims

1 Inrichting voor het positioneren van opneemmiddelen voor het opnemen van beelden, in het bijzonder een digitale camera, ten opzichte van een object, in het bijzonder een lichaam, meer in het bijzonder huid, waarbij de inrichting lichtstralen uit kan zenden 5 welke lichtstralen elkaar snijden in meerdere snijpunten.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de snijpunten een driehoek vormen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de inrichting ten minste één laser, bij voorkeur een halfgeleiderlaser, voor het genereren van ten minste één van de lichtstralen, omvat.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting tevens opslagmiddelen voor het opslaan van beelden omvat.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting tevens bewerkingsmiddelen voor het bewerken van beelden omvat.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting tevens 15 vergelijkingsmiddelen voor het vergelijken van beelden omvat.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting tevens registratiemiddelen voor het registreren van gegevens met betrekking tot het object, omvat.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting tevens 20 registratiemiddelen voor het registreren van gegevens met betrekking tot beelden, omvat.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting tevens communicatiemiddelen voor het uitwisselen van gegevens omvat.

10. Werkwijze voor het positioneren van opneemmiddelen voor het opnemen van beelden, in het bijzonder een digitale camera, ten opzichte van een object, in het bijzonder een lichaam, meer in het bijzonder huid, waarbij de werkwijze het middels een daartoe voorziene inrichting uitzenden van lichtstralen welke lichtstralen elkaar snijden in meerdere snijpunten en het met behulp van de lichtstralen positioneren van de 30 opneemmiddelen ten opzichte van het object, omvat.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij het positioneren het althans in hoofdzaak doen samenvallen van de snijpunten met bepaalde punten van het object, omvat. 1032406

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarbij het positioneren het althans in hoofdzaak doen samenvallen van de snijpunten met punten aan het oppervlak van het object, omvat.

13. Werkwijze volgens een der conclusies 10-12, waarbij de snijpunten een driehoek 5 vormen en de werkwijze het althans in hoofdzaak doen samenvallen van de hoekpunten van de driehoek met punten aan het oppervlak van het object, omvat.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 10-13, waarbij de werkwijze tevens het opslaan van beelden middels daartoe voorziene opslagmiddelen, omvat.

15. Werkwijze volgens een der conclusies 10-14, waarbij de werkwijze tevens het 10 bewerken van beelden middels daartoe voorziene bewerkingsmiddelen, omvat.

16. Werkwijze volgens een der conclusies 10-15, waarbij de werkwijze tevens het vergelijken van beelden middels daartoe voorziene vergelijkingsmiddelen, omvat.

17. Werkwijze volgens een der conclusies 10-16, waarbij de werkwijze tevens het registreren van gegevens met betrekking tot het object middels daartoe voorziene 15 registratiemiddelen, omvat.

18. Werkwijze volgens een der conclusies 10-17, waarbij de werkwijze tevens het registreren van gegevens met betrekking tot opgenomen beelden middels daartoe voorziene registratiemiddelen, omvat.

19 Werkwijze volgens een der conclusies 10-18, waarbij de werkwijze tevens het 20 uitwisselen van gegevens middels daartoe voorziene communicatiemiddelen, omvat. 1032488