Hur länge håller en bildplatta?
- En experimentell studie av bildplattor avseende
slitage och bildkvalité
How durable are
photostimulable storage
phosphor plates?
- An experimental study concerning wear and
image quality
Oleg Stevanovic
Johan To
Handledare: Karin Ridell, Kristina Hellén-Halme
Masteruppsats (30hp) Tandläkarprogrammet Februari, 2019 Malmö Universitet Odontologiska fakulteten 205 06 Malmö
Sammanfattning
Syfte: Att ta reda på hur lång livslängd en bildplatta har avseende slitage och bildkvalité.
Material och metod: Tre fabriksnya bildplattor användes för att undersöka hur en enskild faktor
i arbetsgången för bildgenerering påverkar bildkvalitén. Den första plattan exponerades och skannades 300 gånger. Platta nummer två användes för att undersöka effekten av totalt 300 av- och påtagningar i en frigolithållare, och platta tre användes för motsvarande test av en
plasthållare. Exponering skedde utan patient och mot en neutral bakgrund. För samtliga plattor togs i initialskedet en referensbild, och resulterande bilder från testerna granskades i Planmeca Romexis 3.8 och bedömdes enligt en skala 0-3. Plattorna i sig granskades även okulärt, och test av uniformitet gjordes av referensbild och bild 300 i serie 1 med hjälp av ImageJ.
Resultat: Samtliga bilder från samtliga plattor bedömdes vara likvärdiga med referensbild. Vid
okulär granskning var reporna klart mer uttalade hos den platta som skannats 300 gånger, men reporna återfanns endast på den sida som ej är avsedd att exponeras. Test av uniformitet fann ingen skillnad mellan referensbild och bild nr 300 i serie 1.
Slutsats: Studien visar att varken röntgenexponering, skanning eller av- och påtagning i hållare
av två olika slag har någon inverkan på bildkvalité efter 300 upprepningar då momenten gjordes var för sig. Vi konkluderar att plattan sannolikt är som mest sårbar då den placeras intraoralt, och föreslår att alla moment gjorda i följd delvis kan svara för den reduktion av bildkvalité som observerats i andra studier.
Abstract
Aim: To determine the longevity of photostimulable storage phosphor plates (PSPs) with respect
to wear and image quality.
Method: Three brand new PSPs were used to assess how a solitary factor in the picture
generation process affects the picture quality. The first plate was exposed and scanned 300 times. Plate number two was used to assess the effect of mounting and demounting the plate 300 times onto a holder made of styrofoam, and the third plate was used for a corresponding test with a plastic holder. A flat surface was exposed and no patients were involved. A reference picture was taken initially for each plate, and the resulting pictures from the tests were viewed using
Planmeca Romexis 3.8 and were evaluated on a scale from 0-3. The individual plates also underwent ocular inspection, and a uniformity test was performed on the first and last picture taken with plate 1, using ImageJ.
Results: Each picture from each plate was deemed equivalent to the reference picture. The
ocular inspection revealed a more distinct band of scratches on the plate that was scanned the most, although the scratches were only found on the side not meant to receive exposure. No difference in uniformity was found between the first and last picture taken using plate 1.
Conclusion: X-ray exposure, scanningandmounting and demounting of PSPs onto holders of two different kinds do not affect the picture quality after 300 repetitions when done separately. We conclude that the plate is likely most susceptible to wear when placed intraorally, and suggest that all the steps made in succession can partly account for the reduction in picture quality observed in other studies.
Innehållsförteckning
Introduktion ...5
Röntgen, digitala bilder ... 5-7 Bildplattor, tekniken bakom bildplattor, arbetsgången för bildplattor,
kvalitetsförsämrande faktorer ... 7-9
Syfte ...9 Hypotes...9 Material och metod ... 9-12
Material ...9 Test av slitage från skanningsmaskin ...9 Test av slitage från hållare...10 Bedömning av bilder ... 11-12
Resultat ... 12-14
Granskning av bilderna i Planmeca Romexis... 12-13 Okulär granskning av de fysiska bildplattorna ... 13-14 Bedömning av uniformitet med ImageJ ...14
Diskussion ... 14-16 Referenser ... 17-18 Bilaga ...19
5
Introduktion
Röntgen
Röntgenundersökning är en diagnostisk metod som behandlare inom tandvården använder sig av för att få tillgång till information bortom den som kan fås via anamnesupptagning och klinisk undersökning. Metoden baserar sig på röntgenstrålning, som är en typ av elektromagnetisk strålning med egenskapen att den lättare absorberas av hårdvävnader än av mjukvävnader. Vid röntgentagning kommer alltså olika mängd röntgenstrålning passera vävnaderna beroende på deras sammansättning, och den strålning som passerar registreras med hjälp av en receptor. Täthetsskillnaderna som registreras kan sedan via olika framställningstekniker omtolkas till optiska skillnader på den slutliga röntgenbilden (1).
Elektromagnetisk strålning är rörelse av energi genom rummet via oscillationen mellan ett elektriskt och ett magnetiskt fält. Energin hos strålningen bestäms av dess våglängd; ju kortare våglängd, desto mer energi (1). Spektrumet för de elektromagnetiska vågornas längd är stort – från meter till nanometer – och röntgenstrålningen befinner sig i den lägre delen av detta spann med en våglängd mellan 0,03-3nm.
Små, distinkta energiknippen av elektromagnetisk strålning kallas för fotoner. Dessa genereras då hastigheten (och därmed rörelseenergin) ändras hos en elektriskt laddad partikel. Den
resulterande ändringen i rörelseenergi manifesterar sig då i en foton med en energi motsvarande den hos storleken på energiförändringen (en viss del övergår i värmeenergi). Eftersom
röntgenstrålning har en mycket kort våglängd har dess fotoner alltså väldigt hög energi (2).
Röntgenstrålning för diagnostiskt syfte genereras med hjälp av en röntgenapparat. Den består av en katod (minus) och en anod (plus) och mellan dessa finns det en voltskillnad. Voltskillnaden gör så att elektroner med en specifik energi accelereras från katoden till anoden. I anoden finns en måltavla av volfram placerad. Katodens elektroner kan antingen stoppas helt ifall de träffar atomkärnan i volfram (direct hit – när detta sker omvandlas all rörelseenergi till fotoner), eller minska hastigheten då de viker av mot atomkärnans positiva laddning (near miss – elektronerna kommer nära kärnan och förlorar delvis sin rörelseenergi och en foton bildas). I båda fallen innebär det att elektronerna förlorar rörelseenergi, vilken avges i form av nya fotoner. Fotoner av en mängd olika våglängder skapas, så för att avlägsna dem som inte kan bidra till
röntgendiagnostik passerar strålen först genom en aluminiumdisk som filtrerar bort fotoner med för låg energi, då dessa inte tillför något diagnostiskt och potentiellt skulle kunna skada
vävnaden innan de når objektet man vill undersöka (3).
När röntgenstrålning passerar kroppens vävnader så sker en växelverkan. Den enskilda fotonen kan antingen passera utan att påverkas, eller så kan den interagera med materians atomer. Det sker på två olika sätt: via fotoelektrisk absorption, eller via så kallad Comptomspridning. Fotoelektrisk absorption inträffar då fotonen stöter bort en elektron från en atoms innersta orbital, och därmed joniserar atomen. All fotonens energi omvandlas då till bortstötningsenergi, och den upphör att existera. Comptonspridning sker då fotonen interagerar med en elektron i yttre orbitalen. Fotonen stöter vid kollisionen bort elektronen från sin atom, men förlorar ej all sin energi under denna process, utan studsar vidare i en ny riktning i form av en foton med lägre energi.
6
Av största relevans är att dessa interaktioner sker med olika frekvens beroende på vilken atomsammansättning strålen passerar. Sannolikheten att fotoelektrisk absorption ska ske ökar med atomnumret – det vill säga, stora atomer tenderar att interagera oftare. För
Comptonspridning gäller istället att sannolikheten ökar vid ökad elektrondensitet hos materialet. Hårdvävnader som ben och tänder har både större atomer och en högre elektrondensitet än kroppens mjukvävnader – detta medför att den inkommande homogena röntgenstrålen under sin passage genom patientens käkparti tenderar att absorberas oftare i dess hårdvävnader. Vad som blir kvar efter passagen är ett inhomogent strålknippe, med en större täthet av fotoner i de partier där strålen passerat förbi mer obehindrat, och en mindre där strålens fotoner absorberats i högre grad. Strålen innehåller alltså i sin oenhetliga sammansättning information om kompositionen av föremålet den passerat, och det är detta faktum som utnyttjas vid framställningen av en
röntgenbild (1).
Digitala bilder
Vid röntgentagningen placeras en receptor i patientens mun. Receptorn är avsedd att ta emot och processera det infallande strålknippet. Två olika huvudtyper av digitala receptorer används idag: sensorer och bildplattor. Denna studie kommer att fokusera på bildplattor.
Digitala bilder är uppbyggda av små separata bildpunkter, så kallade pixlar, som är ordnade i ett rutnätsmönster. Dessa pixlar är i regel mycket små, så att bilden vid normal förstoring inte ger intrycket av att ha några skarpa övergångar. Varje receptor består av särskilda enheter som alla motsvarar en viss pixel i den slutliga bilden. Förutom sin placering i rutnätet, så kan varje pixel beskrivas med ytterligare en egenskap: dess gråskala. Intensiteten av röntgenfotoner som infaller på varje given punkt på receptorn ger upphov till en viss spänning (mätt i volt) i just den
punkten. Spänningen är proportionell till antalet fotoner – det vill säga ju mer röntgenstrålning som infaller, desto högre spänning genereras. För att omvandla denna signal till en bild så tilldelas varje punkt på receptorn en siffra, som representerar storleken på den spänning som genererats där. Stor spänning leder till en stor siffra. Siffrorna motsvarar i sin tur en viss nyans på gråskalan, där ett lågt värde ger en ljus ton, och stigande värden ger en allt mörkare nyans. Detta är anledningen till att överexponering ger upphov till en mörk bild - varje punkt på sensorn bombarderas helt enkelt med mycket fotoner. Detta förklarar också varför ett tätt material som benvävnad eller amalgam avbildas som radiopakt på röntgen – röntgenfotonerna stoppas helt enkelt upp och kan inte passera för att nå receptorn (1).
Dagens digitala receptorer kan registrera 8-16 bitars information. Den teoretiska gränsen för hur många olika nivåer av stimulering varje enhet på sensorn kan registrera fås av siffran 2 upphöjt till antalet bitar. Exempelvis kan en sensor som läser in med 8 bitar få tillräckligt med
information för att visa 28 = 256 stycken olika nyanser av grått (1). Detta representerar bildens
kontrastupplösning – det vill säga skillnad i ljusstyrka som gör ett objekt urskiljbart mot
omgivningen (4). I praktiken är antalet bitar inte en begränsande faktor eftersom det mänskliga ögat under optimala förhållanden bara kan urskilja cirka 60-80 olika nyanser på gråskalan.
Optisk upplösning innebär förmågan att avbilda små detaljer i en bild. Detta mäts genom att
placera radiopaka linjer jämte varandra i bilden. Linjerna separeras från varandra med mörka områden som utgörs av luft, och som har en bredd som motsvarar den hos de ljusa linjerna – ungefär som en streckkod. En mörk linje och dess intilliggande ljusa parti kallas tillsammans för
7
ett linjepar. Den optiska upplösningsförmågan hos en receptor mäts genom avbildandet av successivt tunnare linjepar intill varandra, för att se hur pass tunna radiolucenta linjer som går att urskilja i bilden. Den teoretiska gränsen ges av pixlarnas storlek, eftersom ett linjepar minimalt kan bestå av ett radiolucent parti med en pixels bredd, och ett intilliggande ljusare parti med samma bredd.
En mänsklig observatör kan urskilja ungefär 6-8 linjepar/mm. En modern sensor har vanligtvis en kapacitet på 10-20 linjepar/mm (1).
I Sverige används digital bildframställning framför analog filmteknik vid intraoral
röntgendiagnostik. Det finns två olika kategorier av digitala system. Intraorala sensorer hör till vad som kallas direkt digital teknik, eftersom en bild utan fördröjning uppstår på datorskärmen då sensorn exponerats. Det finns också en indirekt digital teknik, som kräver att bilden
framkallas efter att exponering skett. Till denna kategori hör bildplattor (5, 6).
Bildplattor
Bildplattor är tunna, rektangulära receptorer (se figur 1-2) som är avsedda att placeras intraoralt på patienten. Bildplattor, även kallade photostimulable storage phosphor plates, (PSPs), blev först aktuella på marknaden år 1994 via företaget Soredex Corporation (7). Bildplattesystemet kom som en introduktion till direktverkande digitala sensorer. Innan dess användes konventionell dentalfilm som krävde framkallning och skanning av röntgenfilmen (1, 6).
Figur 1. Sidan av bildplattan som Figur 2. Motstående sida.
är avsedd för att ta emot strålning.
Tekniken bakom bildplattor
Bildframställningen grundar sig på fotostimulerbar teknik. Detta innebär att plattorna har förmågan att absorbera och lagra energi från röntgenstrålning för att sedan släppa ut den i form av ljus vid stimulering av ljus med en specifik våglängd. Bildplattorna är beklädda av
“europium-dopade” bariumfluorohalider (BaFCl, BaFl, BaFBr). Ett kristallgitter bildas av barium i kombination med jod, klor och brom. Tillsatsen av europium (Eu+2) skapar brister i den fina kristallstrukturen vilket skapar “fällor” där exciterade elektroner kan fångas. Dessa områden kallas F-centers.
För att få fram en bild krävs två bearbetningar plattan. Vid den första exponeras plattan för röntgenstrålning, som “ingraverar” bilden genom att jonisera plattans yta. Detta sker genom att en elektron frigörs från europium (Eu2+ till Eu3+) och på så vis hamnar närmare ett F-center, där den kan fångas i ett meta-stabilt läge. Antalet elektroner som fångas ökar med ökande mängd inkommande röntgenstrålning. En latent bild kan alltså lagras i form av de täthetsskillnader av fångade elektroner som uppstår då plattan bestrålas med ett inhomogent strålknippe.
8
Plattan bearbetas en andra gång vid avläsningen av bildplattan. Plattan placeras vid detta moment i en skanner som utsätter den för rött laserljus. Då frisläpps och återgår de fångade elektronerna till sina ursprungslägen i Eu3+-jonens valensskal, som återigen blir till Eu2+. Under denna process friges den lagrade energin i form av ljus från det gröna spektrumet. Ljuset samlas upp av en ljusledare som för det vidare till en fotomultiplikator som gör att en digital bild uppstår (1).
En fördel med bildplattor är att de är flexibla och sladdlösa, samt att de är tunnare än
konventionella sensorer och därför kan upplevas som mer behagliga för patienten. Plattorna lämpar sig därför väl vid användning på barn och på patienter med kväljningar och
gapsvårigheter (8, 9). Dock ställer bildplattorna större krav på operatören då framställningen av bilden kräver många steg och bildplattans hållbarhet i hög grad är beroende av hanteringen. Det finns många moment under arbetsgången som kan leda till att bildkvalitén försämras och att plattan måste kasseras (10). Figur 3 visar hur en bild med omfattande slitage kan se ut.
Figur 3. Exempel på bild framställd med en platta som utsatts för betydande slitage. Bild tagen från Bedard A et al. (10).
Arbetsgång för bildplattorna
Efter det att bildplattan exponerats med röntgenstrålning packas påsen varsamt upp och plattan läggs i en skanner (1). Det råder konsensus bland studierna inom området att bildplattorna bör skannas inom 30 minuter efter exponering, eftersom eventuellt infallande ljus gör att information går förlorad från bildplattan (11-13). Därför är det av betydelse att bildplattorna inte utsätts för starkt bakgrundsljus innan avläsningen är utförd. Med andra ord måste plattorna förvaras i en mörk omgivning för att säkra en god bildkvalité. Efter skanningen torkas de lätt av med alkohol för att avlägsna smuts. När plattan har förts genom skannern, är det viktigt att den rensas innan nästa användning. Raderingen utförs genom att översvämma plattan med starkt ljus i ca 1-2 minuter på en så kallad dental viewbox. En fullständig borttagning av bilderna är nödvändig för att undvika dubbelbilder. Många av dagens skanningsmaskiner har en inbyggd raderingsfunktion som gör att en dental viewbox inte behövs (1).
Kvalitetsförsämrande faktorer
Enligt Kalathingal S et al. (14), så ger bildplattorna upphov till tre olika defekter på röntgenbilder över tid:
1. En eller flera små korta radiopaka repor.
2. Längre, tjockare radiopaka repor (2-5mm) som kan vara raka eller krökta. 3. Opaka molnliknande fläckar.
De två första typerna kan härledas till mekaniskt slitage från till exempel hantering,
sammanbitning och skanning. Den sista typen beror på ytkontamination. Wenzel A et al. (15) har till exempel sett ett samband mellan fläckar och desinfektion med etanol eller 2-propanol på grund av degradering av plattans yta. Dock tycks detta till stor del bero på plattans fabricering.
9
Chiu H et al. (16) nämner en fjärde typ av defekt: skada som uppstått till följd av att plattan börjat skalas av i periferin på grund av kontaminering från exempelvis saliv.
På grund av interoperatörsvarians vad gäller faktorer som kan försämra kvalitén, så är det inte helt självklart hur länge en bildplatta kan användas innan den bör bytas. Ergün S et al. (17) anger att plattorna kan användas över hundra gånger utan att bildkvalitén försämras, medan Bedard A et al. (10) menar att 95 % av alla plattor förlorar sitt värde för diagnostik redan efter 50
användningar och måste kasseras.
Syfte
Syftet med denna studie är att ta reda på hur lång livslängd en bildplatta har avseende slitage och bildkvalité. Eftersom källorna till försämring av bildkvalitén kan vara många, har vi valt att avgränsa undersökningarna och (utan andra interfererande faktorer) titta på hur den mekaniska påverkan från skanningsmaskinen samt två olika hållare för bildplattor inverkar på bildplattans ytskikt och därmed i slutändan bildkvalitén.
Hypotes
Vid felfri hantering (det vill säga sådan som eliminerar operatörs- och patientfaktorer som kan ge upphov till slitage) så är bildplattornas livslängd obegränsad vid röntgenexponering. Vid
mekanisk påverkan från skanningsmaskinen, så kan man efter >50 stycken skanningar se en marginell försämring av bildkvalitén och efter >100 stycken skanningar bedöms bilderna ej lämpliga för diagnostik på grund av avsevärt slitage. Vid varsam av- och påtagning av bildplattorna i de två hållarna så kan en marginell försämring av bildkvalitén ses efter 300 repetitioner, men graden av slitage äventyrar ej klinikerns förmåga till adekvat diagnostik.
Material och metod
Material
Fyra stycken fabriksnya bildplattor användes vid undersökningen. Tre av bildplattorna användes för att testa hur olika sorter av mekaniskt slitage påverkar bildkvalitén. Platta 1 användes för att undersöka hur skanningsmaskinen påverkar bildkvalitén. Platta 2 testade slitaget från en
frigolithållare, och Platta 3 gjorde motsvarande för en gul plasthållare (se figur 4-6). Den femte plattan användes innan experimentets start till att hitta lägsta möjliga exponeringstid som ger upphov till en bild lämplig för granskning (det vill säga med samma skärpa och kontrast som kan förväntas vid klinisk diagnostik). Denna tid bestämdes till 0,01s i samtliga fall utom för den gula hållaren där 1,125s användes på grund av hållarens tjocklek (se figur 6).
Bildvisningsprogrammet Planmeca Romexis 3.8 (PR) användes för granskning av bilderna. Innan varje test, togs en referensbild av de oanvända bildplattorna inför kommande
kvalitetsbedömning. Denna tjänade som baseline för att kunna jämföra med bilder från
kommande experiment. Eftersom bilden som hamnar på plattan raderas i skanningsmaskinens automatiska system, behövde inte en dental viewbox användas för att undvika dubbelbilder.
Test av slitage från skanningsmaskin
När det gäller testet för skanningsmaskinens påverkan (serie 1, se tabell 1) lades arbetsgången upp enligt följande: Bildplatta 1 lades mot ett plant underlag och exponerades utan hygienpåse
10
med exponeringstiden 0,01s. Röntgenapparat med 60kV spänning och 7mA ström användes. Plattan skannades därefter omgående i VISTA Scan Mini Plus (se figur 7) vilket genererade en bild i PR. Den första bilden som genererades sparades i PR som referensbild. Processen
upprepades därefter tills att 300 exponeringar och skanningar genomförts. Varje bild som uppstod i PR numrerades från 1-300 allteftersom experimentet fortgick.
Test av slitage från hållare
Arbetsgången för testen som avsåg hållarnas slitage (serie 2 och 3) var densamma för bägge hållare. Bildplattan packades in i en hygienpåse (se figur 8), sattes på hållaren i fråga och exponering skedde. För att ha ett objekt att avbilda användes ett vanligt gem. Testen skedde inte intraoralt utan med plattan liggande mot en neutral bakgrund, och gemet placerat ovanpå plattan (figur 9 och 10). Röntgenapparat med 60kV spänning och 7mA ström användes. Plattan togs efter exponering varsamt ut ur påsen för att sedan placeras i skannern. Den första bilden som framställts sparades i PR för att tjäna som referensbild inför kommande kvalitetsbedömning. Därefter upprepades manuell av- och påtagning av plattan i hållaren tio gånger i följd. Efter detta skedde en ny exponering av plattan, och en ny bild sparades och numrerades i PR inför
kommande kvalitetsgranskning. Därmed erhölls efter hand nya bilder i PR, där varje efterföljande bild representerar 10, 20, 30 stycken av- och påtagningar etc. Denna process upprepades tills plattan tagits av och satts på hållaren totalt 300 gånger, det vill säga 30 skanningstillfällen. Se tabell 1 för överskådlig arbetsgång.
Tabell 1. Försöken med mekaniskt slitage lades upp enligt tabellen.
Serie Vad undersöks? Tillvägagångssätt Antal
upprepningar Exponerings tid 1 Skanningmaskinens påverkan Bildplatta 1 exponerades utan hygienpåse och liggande mot ett plant underlag. Efter varje exponering skannades plattan omedelbart i VISTA Scan Mini Plus.
Plattan exponerades och skannades totalt 300 gånger.
0,01s
2 Slitage från frigolithållare
Bildplatta 2 packades in i hygienpåse och manuell av- och påtagning av plattan i frigolithållaren genomfördes tio gånger. Ett gem
exponerades på plattan, som sedan skannades in i
Planmeca Romexis för granskning.
Totalt 300 av- och påtagningar av plattan gjordes. Totalt 30 bilder erhölls för granskning. Var och en representerar 10, 20, 30 av- och påtagningar osv. 0,01s 3 Slitage från gul plasthållare
Samma som platta 2 men gul plasthållare användes.
11
Figur 4. Serie 1. Figur 5. Serie 2. Figur 6. Serie 3.
Figur 7. Bildplattan skannas. Figur 8. Bildplattan packas in i hygienpåse.
Figur 9. Tillvägagångssätt vid Figur 10. Tillvägagångssätt vid exponering serie 2. exponering serie 3.
Bedömning av bilder
Plattorna granskades på tre olika sätt: (a) subjektiv bedömning av kvalitén på röntgenbilderna som plattorna gav upphov till, (b) okulär granskning av varje platta för att bedöma förekomst av synligt slitage, och (c) objektiv bedömning av bildernas uniformitet med hjälp av
bildanalysprogrammet ImageJ. Bedömningarna inom kategori (a) genomfördes subjektivt av författarna efter en skala 0-3, där 0 är ”ingen förändring jämfört med baseline”, och 3 är ”plattan har förlorat sitt värde för diagnostik”. Kriterierna återges i sin helhet i tabell 2. Skalan som användes är en modifierad version av den som tillämpats av Bedard A et al. (10). Författarna klassificerade separat varje bild i var sitt protokoll (se bilaga 1). Efter att var och en av granskarna gjort sin bedömning på egen hand, diskuterades eventuella meningsskiljaktigheter fram tills det att samstämmighet uppnåtts. Bedömning av bilderna upprepades en andra gång av var och en av författarna för att eliminera eventuella skillnader mellan granskningstillfällena. Granskningarna utfördes i ett mörkt rum.
Vad gäller den okulära granskningen, kategori (b), så bedömdes graden av slitage subjektivt av författarna. Ingen skala för gradering användes utan en jämförelse gjordes för att se om tydliga skillnader i slitage förelåg mellan en oanvänd platta, de som skannats 30 gånger och den som skannats 300 gånger. Granskningen utfördes först efter det att alla experiment var utförda.
12
Analysen med ImageJ tillämpades på referensbild samt sista bilden (bild 300) i serie 1. Den parameter som bedömdes var uniformitet. Det innebär att programmet beräknar
genomsnittet för pixelvärdet i en central region i bilden, och jämför det med genomsnittet för fyra lika stora, perifert liggande regioner. Optimal uniformitet uppnås då det inte förekommer någon skillnad mellan pixelvärdet i de olika regionerna då plattan är jämnt exponerad med röntgenstrålning. Detta innebär att om det skulle finnas en stor skillnad i minimum- och maximumpixelvärde mellan regionerna så är uniformiteten inte god.
Tabell 2. Riktlinjer för att gradera bildplattornas bildkvalité avseende skanningens mekaniska påverkan. Skalan är en modifierad version av den använd av Bedard A et al. (10).
0. Inga repor
1. Mindre än 4 korta svaga repor (<2mm) eller mindre än 2 repor, varav ena är lång (>2mm). 2. 5-8 stycken repor varav 2-3 stycken är tydligare. 3-6 repor inklusive 1-2 tydligare och längre.
Eller mindre än 3 stycken där samtliga är tydligare, längre och vidare.
3. Mer än 8 korta repor. Eller 5-8 stycken varav 3 stycken är längre och/eller tydligare.
Bildplattan fungerar ej för diagnostik.
Resultat
Granskning av bilderna i Planmeca Romexis
Serie 1: Båda granskare graderar bilderna till 0, det vill säga inga repor/ingen
kvalitetsförsämring på någon bild jämfört med referensbild.
13
Serie 2: Båda granskare graderar samtliga bilder till 0, det vill säga inga repor/ingen
kvalitetsförsämring jämfört med referensbild.
Figur 12a. Referensbild bildplatta 2. Figur 12b. Bildplatta 2 efter 300 av- och påtagningar.
Serie 3: Båda operatörer/granskare graderar samtliga bilder till 0, det vill säga inga repor/ingen
kvalitetsförsämring jämfört med referensbild.
Figur 13a. Referensbild bildplatta 3. Figur 13b. Bildplatta 3 efter 300 av- och påtagningar.
Okulär granskning av de fysiska bildplattorna
Inget slitage relaterat till något annat än mekanisk slitage från skannern kan ses. Gemensamt för bilderna är att det inte finns några repor alls på bildplattornas blå exponeringssida (se figur 4). Däremot kan man på andra sidan se ett längsgående band som är tjockare på de plattor som fördes igenom skannern 300 gånger (serie 1, se figur 14) och tunnare på de som endast blivit skannade 30 gånger (serie 2 och 3, se figur 15-16).
14
Figur 14. Bildplatta 1 efter Figur 15. Bildplatta 2 efter Figur 16. Bildplatta 3 efter genomförda experiment. genomförda experiment. genomförda experiment.
Bedömning av uniformitet med ImageJ
På referensbilden visar erhållet histogram (figur 17a) ett minimumvärde på 20 och ett maximumvärde på 64, det vill säga en diskrepans på 44 enheter mellan värdena.
Histogrammet för bild 300 (se figur 17b) för samma serie visar ett minimumvärde på 22 och ett maximumvärde på 64. Diskrepansen mellan minimum och maximum är 44 enheter.
Figur 17a. Histogram av referensbild serie 1. Figur 17b. Histogram för bild 300 serie 1.
Diskussion
Resultaten från denna studie visar att arbetsmomenten skanning, röntgenexponering och av- och påtagning i hållare av två olika slag påverkar bildplattornas kvalité i oväsentlig grad eller inte alls efter 300 stycken upprepningar. Dessa resultat gör det möjligt att se många av de studier som hittills gjorts på området ur ett nytt perspektiv.
Bedard A et al. (10) gjorde försök med bildplattor som i många avseenden liknade de som gjorts i denna studie. De tittade på graden av slitage på bildplattor från två olika hållare, slitaget som kom från skanningsmaskinen, och det sammanlagda slitaget från alla faktorer kombinerade. Författarna drog slutsatsen att placering i hållare bidrar minimalt till slitaget hos bildplattor, vilket är helt i linje med resultaten från denna studie. Dock fann man också att skanning i maskin är en i hög grad bidragande faktor till slitage: efter 50 stycken skanningar graderades plattorna
15
till i medeltal en 3a på en skala 0-5 (samma skala, fast något modifierad, användes i våra bedömningar). Detta överensstämmer inte med resultaten från de försök med skanningsmaskin som denna studie genomfört. Vari den stora skillnaden mellan studiernas resultat grundar sig verkar således vara en nyckelfråga när det gäller att ta reda på vilka källor som bidrar till bildplattors slitage.
Kalathingal S et al. (14) noterar i en studie som följde upp plattors kvalité efter att de varit i kliniskt bruk i 9 månader, att typen av PSP-system som används för bildframställning kan vara av stor vikt när det kommer till hur mycket plattorna slits, och menar att olika typer av system måste granskas för att universella kvalitetsprotokoll ska kunna utarbetas. Även om det är svårt att sluta sig till det exakta ursprunget hos reporna som noterades i studien i fråga, så påpekar
författarna att det system som användes för bildframställning (OpTime, framställt av Soredex) lämnar lite utrymme för repning av plattan under hanteringen. Detta tillskrivs framförallt två faktorer: faktumet att plattan omsluts av ett skyddande kartonghölje vid införande i
skanningsmaskinen, samt att en magnet automatiskt för in plattan i skannern via en exponerad metallknapp på plattans baksida.
Bedards studie fokuserade på ett annat system (DenOptix®, producerat av Gendex) och det är möjligt att faktorer relaterade till systemet svarade för den höga graden av slitage som
observerades. Alla skannrar är i någon mån olika, och exempelvis kan en sådan sak som sämre användarvänlighet i den automatiska införningsfunktionen leda till att plattan knycklas till av klinikern vid införandet.
Det är också värt att notera att studien genomfördes i en skolmiljö där handhavarna mestadels var studenter med begränsad erfarenhet, vilket kan ha bidragit till att höja graden av slitage. Ytterligare en studie, genomförd av Chiu H et al. (16), stödjer våra fynd att scanning bidrar minimalt till bildplattors slitage och tesen att det system som används är den huvudsakliga bidragande faktorn till försämrad bildkvalité. I studien använde man sig av A/T ScanX av Air Techniques, och fann att av 643 artefakter observerade över en ettårsperiod, kunde endast 29 stycken tillskrivas skanningskomplikationer. Även denna studie ägde rum i skolmiljö där en stor del av användarna var mindre erfarna studenter.
Resultatet från försöken som genomförts indikerar att slitaget på bildplattor inte kommer från ett enskilt moment som utförs under kontrollerade former. Ingen annan studie har, författarna veterligen, granskat den isolerade effekten av hur skanning eller av- och påtagning i hållare påverkar bildplattors kvalité. Istället är ett vanligt studieupplägg att man låter verksamheten med bildplattor förlöpa som vanligt och i sin helhet under en begränsad tidsperiod i en klinisk miljö, för att sedan i efterhand gruppera identifierade artefakter enligt deras förmodade ursprung (10, 14, 16, 18). De potentiella källorna för slitage är långt fler i en sådan miljö, eftersom plattorna handhas av olika personer och högst troligt med varierande arbetsgång, studietiden är förlängd (månader till år) vilket inkluderar återkommande desinficering följt av långa perioder av förvaring, samt att det då alla steg görs efter varandra kan finnas faktorer för slitage som förstärker varandra. Chiu H et al. (16) fann till exempel en kategori av slitage där plattornas ytskikt börjar skalas av i periferin – en typ av försämring som kan tänkas uppstå till följd av en kombination av den uppluckrande effekten av saliv och/eller medel för desinficering, och den avskalande nötning som kan ske då plattan ska föras in i den smala springan på
16
period samlar på sig smutspartiklar som syns som radiopaka punkter på slutbilden, eller längre streck som ristas in i bilden då plattan förs genom skanningsmaskinen (19). Uppfattningen att den additiva effekten av alla moment gjorda i följd ger extra mycket slitage underbyggs av studien utförd av Bedard A et al. (10), som fann att 95 % av dessa plattor graderades till 4 eller 5 på skalan som nämnts ovan.
Testerna som genomfördes i studien tyder på att flera av de steg som genomförs av klinikern vid röntgenologisk undersökning med bildplatta inte nämnvärt bidrar till plattans slitage om de genomförs med rimlig försiktighet. Detta inkluderar skanning, användande av hållare samt exponering för röntgenstrålning. Dessa fynd öppnar naturligtvis för frågan: finns det andra moment i arbetsgången, utöver dem studien granskat, som ger upphov till det slitage som uppkommer på bildplattor och vilka är i så fall dessa? Gulsahi A et al. (18) fann att av 11500 bilder framställda över en period på 6 månader så uppvisade 20 % en eller flera artefakter. Då man jämförde siffrorna för de bilder framställda på barn med dem framställda på vuxna
patienter, så fann man att av 600 bilder hörande till den första kategorin hade hela 48 % en eller flera artefakter. Detta ger en fingervisning om att det är under interaktionen med patienten som plattan är som mest sårbar, med tanke på att barn i jämförelse med vuxna har mindre munnar och en sämre förmåga att ta till sig och följa instruktioner, vilket då skulle leda till att plattan böjs eller utsätts för bitmärken. På vår universitetsklinik används bildplattor mer eller mindre uteslutande på barnpatienter och med vetskapen att detta kan vara en vanligare källa till slitage än de moment som utförs av klinikern kan det vara en bra idé att utarbeta en handlingsplan för hur denna typ av skador på plattan ska minimeras.
Vid den okulära granskningen observerades tydliga vertikala stråk av mekaniskt slitage. Graden av slitage var klart mer uttalad vid de bildplattor som skannades 300 gånger jämfört med de som passerat skannern 30 gånger. Trots detta ackumulativa slitage så tycks bara den motstående sidan (den sidan som ej är avsedd att motta röntgenstrålning) påverkas. Detta kan sannolikt bero på produktionstekniska faktorer, det vill säga att tillverkarna förstärkt den bildproducerande sidan för att förlänga bildplattans livstid.
Studien visar att uniformiteten är densamma för den första och den 300:e bilden som framställs med en bildplatta. Van Langen H et al. (20) har tidigare tittat på uniformiteten hos bilder
framställda med bildplattor och konkluderar liksom denna studie att ingen signifikant försämring kan ses efter upprepad användning, och att förmågan till bildframställning hos en platta således inte är en faktor som begränsar dess livstid.
Vi konkluderar att röntgenexponering, placering i hållare av två olika slag och skanning i maskin gjorda var för sig inte ger något synligt slitage på bildplattor efter 300 upprepningar, och att fler studier med liknande upplägg bör genomföras för att precisera under exakt vilket eller vilka moment plattan är som mest sårbar för slitage.
17
Referenser
1. White S, Pharoah M. Oral radiology. 7th ed. St. Louis, Mo.: Mosby/Elsevier; 2014.
2. National Aeronautics and Space Administration, Science Mission Directorate. X-Rays - Mission:Science [Internet]. Web.archive.org; 2018 [citerad 31 mars 2018]. Hämtad från:
https://web.archive.org/web/20121122024930/http://missionscience.nasa.gov/ems/11_xra ys.html
3. Bushberg JT. The essential physics of medical imaging. 3rd ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2012.
4. Nationalencyklopedin. Kontrast [Internet]. Malmö: Nationelencyklopedin; 2018 [citerad 31 mars 2018]. Hämtad från:
https://www.ne.se.proxy.mau.se/uppslagsverk/ordbok/svensk/kontrast
5. Anas A, Asaad J, Tarboush K. A Comparison of intra-oral digital imaging modalities: Charged Couple Device versus Storage Phosphor Plate. Int J Health Sci (Qassim). 2010; 4: 156-67.
6. Matsuda, Yukiko & Sur, Jaideep & Araki, Kazuyuki & Okano, Tomohiro. Durability of Digora Optime® imaging plates. Oral Radiology. 2011; 27: 28-34.
7. Ann Wenzel, Anne Møystad. Så fungerar intraorala receptorer. Tandläkartidningen 2009; 101: 36–44.
8. Wenzel A, Frandsen E, Hintze H. Patient discomfort and cross-infection control in bitewing examination with a storage phosphor plate and a CCD-based sensor. Journal of Dentistry. 1999; 27: 243-246.
9. Russo JM, Russo JA, Guelmann M. Digital radiography: a survey of pediatric dentists. Journal of Dentistry for Children. 2006; 73: 132-5.
10. Bedard A, Davies TD, Angelopoulos C. Storage phosphor plates: how durable are they as a digital radiographic system? J Contemp Dent Pract 2004; 5: 57–69.
11. Akdeniz BG, Gröndahl HG, Kose T. Effect of delayed scanning of storage phosphor plates. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2005; 99: 603–607.
12. Akdeniz B, Gröndahl H. Degradation of storage phosphor images due to scanning delay. Dentomaxillofacial Radiology. 2006; 35: 74-77.
13. Soğur E, Baksı B, Mert A. The effect of delayed scanning of storage phosphor plates on occlusal caries detection. Dentomaxillofacial Radiology. 2012; 41: 309-315.
18
14. Kalathingal S, Shrout M, Comer C, Brady C. Rating the extent of surface scratches on photostimulable storage phosphor plates in a dental school environment.
Dentomaxillofacial Radiology. 2010; 39: 179-183.
15. Wenzel A, Kornum F, Knudsen M, Lau E. Antimicrobial efficiency of ethanol and 2-propanol alcohols used on contaminated storage phosphor plates and impact on durability of the plate. Dentomaxillofacial Radiology. 2013; 42: 20120353.
16. Chiu H, Lin S, Chen C, Wang W, Chen J, Chen Y et al. Analysis of photostimulable phosphor plate image artifacts in an oral and maxillofacial radiology department. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. 2008; 106: 749-756.
17. Ergün S, Güneri P, İlgüy D, İlgüy M, Boyacıoğlu H. How many times can we use a phosphor plate? A preliminary study. Dentomaxillofacial Radiology. 2009; 38: 42-47.
18. Gulsahi A, Secgin C. Assessment of intraoral image artifacts related to photostimulable phosphor plates in a dentomaxillofacial radiology department. Nigerian Journal of Clinical Practice. 2016; 19: 248.
19. Çalışkan A, Sumer A. Definition, classification and retrospective analysis of
photostimulable phosphor image artefacts and errors in intraoral dental radiography. Dentomaxillofacial Radiology. 2017; 46: 20160188.
20. Van Langen H, Castelijn T. Durability of imaging plates in clinical use. Physica Medica. 2009; 25: 207-211.
19
Bilaga 1
Platta 1: Mekanisk påverkan av skanningsmaskinen.
Platta 2: Slitage från frigolithållare.
Platta 3: Slitage från gul plasthållare.
Upprepningar Platta 1 Platta 2 Platta 3
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
