Optical tomography in the diagnosis of rheumatoid arthritis – method and implementation

Optical tomography is a method sensitively responding to changes in the finger joints in the early stage of rheumatoid arthritis. To improve the clearness of both the findings and the spatial resolution of the images, as much information as possible is to be obtained on the radiation transport through the joint and put into the image reconstruction procedure. Compared to time integral measurements, a frequency domain transillumination method offers additional measurands based on which an improved representation can be expected. As the image reconstruction is based on the calculation of the radiation transport inside the body, the limits of the body transilluminated have to be exactly known. Therefore, the acquisition of the outer finger geometry is of particular importance. In order to test the reconstruction algorithms and for the reproducibility of test measurements, the use of suitable phantoms of different abstraction degree is indispensable.

ZusammenfassungOptische Tomographie in der Diagnostik der Rheumatoiden Arthritis – Methode und AnwendungDie optische Tomographie ist ein Verfahren, das im Frühstadium der rheumatoiden Arthritis empfindlich auf Änderungen in Fingergelenken reagiert. Um die Eindeutigkeit der Befundung und die örtliche Auflösung der Bilder zu verbessern, muss so viel Information wie möglich über den Strahlungstransport durch das Gelenk gewonnen und in das Bildrekonstruktionsverfahren gesteckt werden. Methoden der Durchleuchtung im Frequenzraum bieten gegenüber zeitintegrierender Messung zusätzliche Messgrößen, die eine Verbesserung der Darstellung erwarten lassen. Da die Bildrekonstruktion auf der Berechnung des Strahlungstransportes im Körper beruht, müssen die Grenzen des durchleuchteten Volumens genau bekannt sein. Eine besondere Bedeutung kommt daher der Erfassung der äußeren Fingergeometrie zu. Für den Test von Rekonstruktionsalgorithmen und die Reproduzierbarkeit von Testmessungen ist die Verwendung von geeigneten Phantomen mit unterschiedlichem Abstraktionsgrad unerlässlich.

ResumenTomografía óptica en el diagnóstico de la artritis reumatoidea. Método e implementaciónLa tomografía óptica es un método lo suficientemente sensible como para detectar los cambios en las articulaciones de los dedos que se producen en las primeras etapas de la artritis reumatoidea. Para mejorar tanto la claridad de los resultados como la resolución espacial de las imágenes, se debe obtener tanta información como sea posible en lo referente al transporte de la radiación a través de las articulaciones e incorporarla en el proceso de reconstrucción de la imagen. Comparado con las medidas integrales de tiempo, el método de transiluminación del dominio de frecuencia ofrece medidas adicionales que permitirían una mejora en la representación. Dado que la reconstrucción de la imagen se basa en el cálculo del transporte de la radiación en el cuerpo, los límites del cuerpo transiluminados deben conocerse exactamente. Por lo tanto, la medida de la geometría externa del dedo es de particular importancia. Por ello, el uso de fantomas adecuados de diverso grado de abstracción es imprescindible para probar los algoritmos de reconstrucción y la reproductibilidad de las medidas de prueba.