Suomen Hammaslääkärilehti

Filmit, kuvalevyt ja sensorit – intraoraalisen röntgenkuvauksen tekniikka muuttuu

Suomen Hammaslääkärilehti
2009;16(3):22-31
Ann Wenzel ja Anne Møystad

LYHYESTI: Intraoraalisissa hammasröntgentutkimuksissa voidaan tavanomaisten röntgenfilmien sijaan käyttää digitaalisia kuvareseptoreja: kuvalevyjärjestelmiä ja johdollisia tai johdottomia sensoreita. Ensimmäisten sensorien asettelu suuhun oli sen verran vaivalloista, että menetelmän käyttökelpoisuutta arvosteltiin monella vastaanotolla. Tekninen kehitys on helpottanut tilannetta, mutta edelleen digitaaliröntgenkuvia otettaessa asetteluvirheet ovat tavallisempia kuin filmikuvissa, ja kuvia joudutaan uusimaan enemmän kuin tavallisella filmillä otettuja. Diagnostiselta arvoltaan digitaali- ja filmiröntgenkuvat on tutkimuksissa todettu suunnilleen samanarvoisiksi. Säteilysuojausperiaatteiden mukaisesti potilasta tulee suojata turhalta säteilyltä. Digitaaliröntgenkuvauksen yksi vahvuus onkin se, että potilaan saama säteilyannos on ainakin teoriassa jonkin verran pienempi kuin vanhoja konsteja käytettäessä.

Johdanto

Artikkelissa kuvataan kuvareseptorien fysikaalis-teknisiä ominaisuuksia, kuvantamisessa esiintyviä virheitä ja potilaan tutkimiseen liittyviä ongelmia eli potilaalle koituvaa epämukavuutta, kuvausten uusimistiheyttä ja säteilyannosta. Lisäksi tarkastellaan seikkoja, jotka tulee ottaa huomioon, kun digitaalikuvia katsellaan tietokoneen näytöllä. Artikkelissa käsitellään myös uudempia diagnostisia tutkimuksia, joissa digitaalisia kuvareseptoreja, toisinaan yhdessä filmien kanssa, on käytetty kariesleesioiden, marginaalisen ja apikaalisen luun tilanteen ja juurimurtumien diagnostiikassa, juurihoidon yhteydessä sekä hammashoidon materiaalien erottamisessa toisistaan. Kuvankäsittelyllä on digitaalisessa kuvantamisessa tärkeä merkitys, ja artikkelissa esitellään saatavilla olevia vaihtoehtoja sekä tulevaisuuden mahdollisuuksia diagnoosispesifiseen kuvankäsittelyyn. Samoin pohditaan, mitä seikkoja on otettava huomioon, kun digitaalikuvia tallennetaan tai lähetetään Internetin kautta.

Teknologia ja kuvantaminen

Intraoraaliset röntgenkuvaukset ovat edelleen käytännön hammaslääkärin yleisimmin käyttämä röntgenkuvaustekniikka, vaikka uusia, edistyneempiä menetelmiä kehitetään jatkuvasti. Kuvantamisessa voidaan käyttää joko tavanomaista kehitysnesteissä kehitettävää hammasröntgenfilmiä tai digitaalisia kuvareseptoreja, joista osa luetaan erillisellä lukijalla.

Filmi ja kehitys

Röntgenfilmi koostuu kahdesta rakenneosasta, muovisesta filmipohjasta ja emulsiosta, jota on yleensä pohjan molemmin puolin. Emulsio sisältää hopeahalidirakeita, lähinnä hopeabromidia. Kun filmi altistuu röntgensäteilylle, emulsioon muodostuu "piilossa oleva" eli latentti kuva. Filmin kehittäminen saa säteilylle altistuneet eli valottuneet hopeabromidirakeet pelkistymään metalliseksi hopeaksi. Valottumattomat hopeabromidirakeet pestään pois kiinnittämisen yhteydessä (1). Aiemmin käytetty emäksinen kehitysneste sisälsi hydrokinonia ja erittäin myrkyllistä glutaraldehydiä. Siksi kehityskoneen yläpuolella oli oltava poistoimu. Nykyään on saatavilla askorbiinihappopohjaista kehitysnestettä, joka on myrkyttömämpää ja hajutonta ja jota on siksi hyvä suosia. Käytetyt kehitysnesteet tulee hävittää ympäristölle turvallisella tavalla.

Mitä nopeampi (herkempi) röntgenfilmi on, sitä vähäisempi säteilymäärä riittää aikaansaamaan tarvittavan mustuman. Hammasröntgenfilmin nopeusluokka ilmoitellaan kirjaimilla D, E ja F. Nopeus on määritelmän mukaisesti sen (Röntgen-yksikköinä mitatun) säteilymäärän käänteisarvo, joka tarvitaan 1,0 D pohjahuntua voimakkaamman mustuman saavuttamiseen (pohja mukaan lukien). E-nopeusluokan filmi tarvitsee vain noin 50 % siitä säteilymäärästä, jonka D-nopeusluokan filmin mustuttaminen vaatii samanlaisissa oloissa. Jotkut filmit ovat parhaissa mahdollisissa kehitysoloissa noin 20 % herkempiä kuin E-nopeusluokan filmit, ja niitä kutsutaan F-filmeiksi. E-filmien ja optimioloissa nopeampien F-filmien välillä ei ole todettu merkitseviä diagnostisia eroja (2).

Filmin kehittäminen nopeammaksi tapahtuu tyypillisesti filmin raekokoa suurentamalla. Raekoon suureneminen saattaa kuitenkin huonontaa kuvan yksityiskohtien tarkkuutta. Röntgenkuvien spatiaalisen resoluution eli erotuskyvyn [Spatiaalinen resoluutio ilmaisee pienimmän kohteen, jonka sensori kykenee erottamaan, tai kuvapikselin esittämän pinta-alan, toim. huom.] arvioimiseksi käytetään usein ns. viivatestiä. Siinä otetaan röntgenkuva testikappaleesta, joka sisältää muoviin upotettuja 50 µm paksuisia lyijylamelleja. Lamellit sijaitsevat eri etäisyyksillä toisistaan. Kun arvioidaan, miten tiheään asetetut lamellit voidaan erottaa silmämääräisesti, kyseisen filmin resoluutio (paikkaerotuskyky) pystytään ilmaisemaan viivapareina millimetriä kohti (viivaparia/mm; viivaparilla tarkoitetaan yhtä lyijylamellia ja kahden lamellin välimatkaa). Hammasröntgenfilmien tarkkuus on 12–16 viivaparia/mm. Filmin kontrasti taas määritellään sen kyvyksi osoittaa tummuuseroja paksuudeltaan, tiheydeltään ja atomiluvultaan erilaisten aineiden välillä.

Kehittämättömän filmin altistuminen valolle johtaa sen ei-toivottuun tummumiseen, joka voi heikentää kuvanlaatua tai pilata kuvan täysin. Näin voi käydä, jos pimiö ei ole riittävän valotiivis ja sinne tulee valoa esimerkiksi avaimenreiästä tai ovenraosta. Jos käytössä on päivänvalokehityskone, on tärkeää, että sen mansetit ovat tiiviit. Kaikissa röntgenfilmeissä on kuvan kontrasia heikentävä pohjahuntu, joka valottumattoman filmin kehittämisen jälkeen näkyy filmin jonkinasteisena mustumisena. Pohjahuntu voimistuu säilytyksen aikana (3).

Digitaaliset kuvareseptorit

Digitaalisten kuvareseptorien käyttö intraoraalisessa röntgenkuvauksessa on yleistynyt nopeasti pohjoismaisten hammaslääkäreiden vastaanotoilla viime vuosikymmenen aikana. Vuonna 2001 digitaalisia kuvareseptoreja käytti 17 % norjalaisista hammaslääkäreistä (4), ja luku on kaikissa Pohjoismaissa noususuuntainen. Saatavilla on kolme yleisesti käytettyä digitaalista kuvareseptorityyppiä: CCD-kennoihin (Charge-Coupled Device) perustuvat sensorit, CMOS-kennoihin (Complementary Metal Oxide Silicon) perustuvat sensorit ja säteilylle herkät fosforikuvalevyt.

CCD-sensorit koostuvat silikonilevyistä rakennetussa integroidussa virtapiirissä olevista siruista, joissa on sähköisiä portteja rivien ja sarakkeiden matriksissa. Sensorin siru muuntaa siihen absorboituvat röntgensäteet valoksi, jonka voimakkuus vastaa absorboituneiden röntgensäteiden määrää. Kun CCD-sensori altistuu valolle, silikonista vapautuu elektroneja suhteessa valon voimakkuuteen, ja elektronit muodostavat latentin kuvan. Latentti kuva siirretään rivi tai sarake kerrallaan (tästä nimi "charge-coupled") CCD-kennon alueelle, jossa se integroidaan, käsitellään ja muunnetaan digitaaliseen muotoon. CCD-järjestelmiin kuuluu johto, joka yhdistää sensorin tietokoneeseen, ja kuva ilmestyy tietokoneen näytölle lähes välittömästi valotuksen jälkeen (1).

CMOS-sensorit ovat rakenteeltaan pitkälti samanlaisia kuin CCD-sensoritkin. Toisin kuin CCD-kennoissa, kaikki CMOS-portit luetaan kuitenkin yksitellen. Valtaosassa CMOS-sensoreista on johto, mutta markkinoilla on myös johdottomia sensoreita. Johdottomissa sensoreissa siruun tallentuneet tiedot muunnetaan radioaalloiksi, jotka lähetetään tietokoneeseen yhdistettyyn radiovastaanottimeen. Potilaan suussa olevan sensorin ja vastaanottimen välinen etäisyys saa olla enintään 3,5 m (5).

Intraoraaliseen käyttöön tarkoitettuja CCD- ja CMOS-sensoreita on useita eri kokoja. Suurin vastaa ulkomitoiltaan aikuisten 3 x 4 cm:n hammasfilmiä, mutta sen sädeherkkä pinta-ala on sekä pituus- että leveyssuunnassa 2–3 mm pienempi. Sensoreiden paksuus vaihtelee. Ohuin on paksuudeltaan noin 3 mm ja paksuin noin 7 mm (johdon kiinnityskohta on muuta sensoria paksumpi). Joillekin sensoreille on kehitetty pidikkeitä, joiden joustavuudessa on eroja.

Valoherkkien fosforikuvalevyjen pinnassa taas on ainetta, joka ionisoituu, kun levy altistuu röntgensäteilylle. Tällöin levylle muodostuu sähkövarauksista koostuva latentti kuva (samaan tapaan kuin filmillekin). Latentti kuva luetaan lukulaitteen punaisella lasersäteellä. Laservalo stimuloi virittyneitä elektroneja, jolloin niistä vapautuu energiaa valon muodossa. Valo rekisteröidään vahvistimella, joka muuntaa valon digitalisoitavaksi sähkösignaaliksi (6). Kuvalevyn lukeminen kestää 8 sekunnista useisiin minuutteihin lukijan tyypistä ja valitusta resoluutiosta riippuen. Kuvalevyjen koko vaihtelee ja joissakin järjestelmissä niitä on koosta 0 kokoon 4. Kuvattaessa voidaan käyttää samoja pidikkeitä kuin filmiä käytettäessä. Useimpiin järjestelmiin on saatavilla filmien kokoisia kuvalevyjä. Levyt ovat jossain määrin taipuisia, mutta niiden kulmia ei voi taittaa filmien tapaan.

Kuvan resoluutio

Monien digitaalisten röntgenjärjestelmien erotuskyky eli resoluutio (viivaparia/mm) on tavanomaisen hammasröntgenfilmin resoluutiota pienempi ja vaihtelee välillä 6–20 viivaparia/mm. Digitaalikuvien resoluutio voidaan ilmaista myös pikselimääränä mittayksikköä kohti. Kuvalevyillä otettujen kuvien resoluutio on yleensä pienempi kuin sensoreilla otettujen, mutta tämä riippuu laitteesta ja lukijan asetuksista.

Intraoraalisten digitaalikuvien värisyvyys (yhden pikselin mahdollisten harmaasävyjen määrä) vaihtelee 8 bitistä (256 harmaasävyä) 16 bittiin (65 536 harmaasävyä), ja kuvatiedoston koko (kuvan tallennukseen tarvittava tila) suurenee lähes suhteessa värisyvyyteen. Fosforikuvalevyjä käytettäessä myös lukuaika kasvaa suhteessa kuvan värisyvyyteen. Siksi kannattaakin miettiä, kuinka suurta harmaasävyjen määrää intraoraalikuvissa tarvitaan. Aikaisempi tutkimus osoitti, että 6 ja 8 bitin syvyisten digitaalikuvien diagnostisessa tarkkuudessa ei ollut eroja (7). Kaksi tuoretta kariesdiagnostiikkatutkimusta osoitti, että karieksen havaitsemistarkkuus riippui vain vähän kuvan erotuskyvyn suuruudesta (8, 9) tai röntgenjärjestelmän värisyvyyden suurenemisesta 8 bitistä 12 tai 16 bittiin (9). Toisaalta juurikanavaneulan sijainnin arviointitarkkuutta koskevassa tutkimuksessa todettiin, että 12 bitin kuvista saatiin tarkempaa tietoa kuin 8 bitin kuvista (10).

Kuvareseptorien dynamiikka-alueet

Intraoraalisten kuvareseptorien dynamiikka-alue eli säteilyalue, jolla reseptori pystyy tuottamaan käyttökelpoisia kuvia, vaihtelee jonkin verran (11–15). Kuvan käyttökelpoisuus riippuu myös vastaanottimen signaali-kohinasuhteesta (13, 15, 16), sillä joidenkin reseptorien alhainen valotus tuottaa rakeisia, kohinaisia [Tummudessa on satunnaisia vaihteluja, toim. huom.] kuvia (liian pieni signaali-kohinasuhde). Kuvalevyjärjestelmien dynamiikka-alueen on aiemmin todettu olevan CCD-sensoreiden dynamiikka-aluetta suurempi (12, 14). Erilaisten intraoraalisten kuvareseptorien dynamiikka-alueita koskeneessa tutkimuksessa kuvattiin vähäkontrastista kohdetta ja todettiin, että filmin, kuvalevyjen ja joidenkin sensorien dynamiikka-alue oli laaja, CMOS-sensorien pienempi ja erään äskettäin markkinoille tulleen sensorin kaikkein pienin (17). Kuvalevyt toimivat parhaiten suurilla jännitteillä (70 kV), kun taas valtaosa sensoreista ylsi parhaisiin tuloksiin 65 kV jännitteillä ja jotkut jo 60 kV jännitteillä. Sensorit ovat siis herkempiä säteilylle kuin filmit tai kuvalevyt (ks. edempänä).

Kuvantamisvirheet

Filmit

Filmin kovakourainen käsittely voi naarmuttaa emulsiota, mikä näkyy valkoisina raitoina valmiissa kuvassa. Nesteen läikkyminen filmille ennen kehittämistä voi aiheuttaa kehitettyyn kuvaan mustia tai valkoisia läikkiä (1).

Tärkein syy filmikuvan huonoon laatuun on kehitys. Jos kehitysneste on vanhaa, kuvan kontrasti huononee. Jos kiinnite on vanhaa tai kiinnitysaika liian lyhyt, kuva muuttuu ajan mittaan kellanruskeaksi, jolloin sen diagnostisia ominaisuuksia menetetään. Filmin ylivalottuminen tai ylikehittäminen tummentaa kuvaa ja voi tehdä siitä täysin mustan. Kehityksen laadunvarmistuksesta on tiukat ohjeet, joita kaikkien hammaslääkärien tulee noudattaa (18). Jos pimiö tai kehityskone eivät ole valonpitäviä, filmi tummuu diffuusisti, mikä huonontaa kontrastia.

Kuvalevyt

Kuvalevyjen fosforikerros vaurioituu suhteellisen helposti, mikä näkyy valkoisina läikkinä tai raitoina kuvassa. Jos levy naarmuuntuu, naarmu näkyy luonnollisesti kaikissa kyseisellä levyllä otetuissa kuvissa (kuva 1). Eräs tutkimus osoitti, että vanhemman tyypin levyyn tuli näkyviä naarmuja 20 g:n kuormituksella, kun taas uudet levytyypit naarmuuntuivat 50–100 g:n kuormituksella (19). Kuvalevyn kyky kestää mekaanista rasitusta vaikuttaa siihen, miten pitkään levyä pystytään käyttämään kliinisessä työssä. Aikaisemman tutkimuksen perusteella vanhemmat levytyypit arvioitiin diagnostiseen käyttöön kelpaamattomiksi noin 50 käyttökerran jälkeen (20). Eräässä tuoreessa tutkimuksessa taas todettiin, että levyjen käyttöikää voitiin pidentää säilyttämällä ne muovisuojuksessa, jossa on pahvilevy (21). Levyä ei saa asettaa lukijaan pinseteillä, sillä tämä suurentaa levyn naarmuuntumisriskiä.

Erilaiset intraoraalisten kuvalevyjen lukijat näyttävät kuvat eri tavoin (19). Joihinkin lukijoihin on syötettävä etukäteen tieto luettavan levyn koosta (esim. Digora fmx -lukija). Kuva näkyy tämän kokoisena riippumatta siitä, onko siinä valkoisia (esim. valottumattomia) alueita vai ei. Toiset lukijat taas ovat "älykkäitä" ja lukevat vain sen osan levyä, jolle on kohdistunut säteilyä. Tämän jälkeen ne muokkaavat kuvan suuruuden valottuneen alueen mukaiseksi (esim. Digora Optime- ja Vista-lukijat). Näitä lukijoita käytettäessä kuvasta ei näy, onko levykoko ollut pieni vai onko osa levystä jäänyt kuvattaessa valottumatta.

Suojuksesta poistetut kuvalevyt sietävät hetken näkyvää valoa. Lukija voi siis olla normaalissa huonevalossa. Useat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että levyn tietohukka suurenee valon voimakkuuden ja valoaltistuksen keston myötä (22–24). Vaikka levy oli edelleen suo-juksessa valottamisen jälkeen, sen objektiivisesti mitattu pikseli-inteksiteetti alkoi pienentyä joidenkin tuntien kuluttua, jos sitä pidettiin päivänvalossa (25, 26). Jos taas levy varastoitiin täysin pimeään odottamaan lukemista, kuvanlaadussa ei todettu mitään muutoksia seitsemän päivän jälkeen (25).

Joissakin lukijoissa on sisäänrakennettu valolähde, joka varmistaa, että levy "puhdistuu" täysin tiedoista ennen sen poistamista lukijasta. Toisissa lukijoissa taas levyt tulee valaista jälkikäteen voimakkaalla valonlähteellä, jotta ne olisivat varmasti tyhjiä ennen seuraavaa altistusta. Tutkimus osoitti, että seuraavan kuvan laadussa ei ollut eroja, olipa levyä valaistu (DenOptix -lukijassa) viiden tai 98 sekunnin ajan (27).

Tutkimuksen mukaan koko hampaiston periapikaalikuvantamiseen kuvalevyillä kului 27–31 minuuttia, eikä eri kuvalevyjärjestelmien välillä ollut eroja (22).

Sensorit

Joissakin sensoreissa esiintyy ylisaturoitumista eli blooming-ilmiötä, jos sensori valottuu liian voimakkaasti. Tämä tarkoittaa, että alueen pikselit ylivalottuvat ja näkyvät kuvassa täysin mustina. Ilmiön on arveltu johtuvan siitä, että joidenkin porttien kautta kulkee liian voimakas virta, joka johtaa sensorien dynamiikka-alueen rajan ylittymiseen ja joidenkin alueiden pikselien "ylitäyttymiseen". Tällöin kuvanlaatu huononee ja kuvien tulkinta saattaa käydä mahdottomaksi hammaskaulan alueella, jossa ilmiötä ensimmäisenä esiintyy. Myös marginaalisen luun reuna saattaa puuttua kuvasta, mikä voidaan tulkita virheellisesti luukadoksi. Ilmiötä esiintyi joissakin CCD-sensoreissa, kun taas CMOS-sensorien valottaminen ei aiheuttanut ylisaturoitumista (19).

Sensori voi myös vaurioitua, jos se putoaa lattialle tai potilas puree voimakkaasti levyn yläpintaa (kuva 2).

Potilaan tutkiminen

Digitaalisia röntgenlaitteita työssään käyttäville hammaslääkäreille tehdyt kyselyt ovat osoittaneet, että digitaalisen järjestelmän suurimpana etuna pidetään kuvan jälkikäsittelyn helpottumista (nopea kuvansaanti, ei kehittämistä, mahdollisuus parantaa kuvan laatua) (4, 28). Valtaosa hammaslääkäreistä kertoo kuitenkin, että digitaalisen järjestelmän kanssa on ollut ongelmia, ja monet käyttävät digitaalisten kuvareseptorien lisäksi myös röntgenfilmejä (29, 30).

Sensorit ovat paljon filmiä paksumpia, ja valtaosa niistä on yhdistetty tietokoneeseen johdolla, joka voi olla jäykkä ja hankala asetella. Jotkin kuvalevyt pakataan muovisuojukseen, jonka reunat ovat terävät ja jonka kulmia ei voi taittaa. Digitaalisten kuvalevyjen ja sensorien käyttö intraoraalikuvien ottamiseen voi siis aiheuttaa ongelmia sekä potilaalle että käyttäjälle.

Epämukavuus

Eräässä tutkimuksessa CCD-sensoreita (ulkomitat 32 x 45 x 7,5 mm) ja kuvalevyjä (ulkomitat 35 x 45 x 2 mm) verrattiin toisiinsa pyytämällä potilasta kertomaan, miten epämukavalta bitewing-kuvaus oli hänen mielestään tuntunut (31). Potilaat ilmoittivat kuvauksen tuntuneen epämukavammalta sensoreita kuin kuvalevyjä käytettäessä (31, 32). Toisessa, vastaavassa tutkimuksessa vertailtiin potilaan kokemaa epämukavuutta, kun alaleuan viisaudenhampaiden kuvaukseen käytettiin kolmenlaisia sensoreita, kahdenlaisia kuvalevyjä tai filmiä. Kaikki digitaaliset kuvareseptorit koettiin filmiä epämukavammiksi (33). Kuvalevyt aiheuttivat vähemmän epämukavuutta kuin sensorit, ja paksuja, johdollisia sensoreita pidettiin odotetusti epämukavampina kuin ohuempia tai johdottomia sensoreita. Kaksitoista 220 potilaasta ei sietänyt sensorin asettamista alaleuan viisaudenhammasalueelle, kun taas filmiä käytettäessä näin kävi kahdesti (33). Toisessa tutkimuksessa epämukavuuden tunteessa ei todettu eroja, käytettiinpä kuvantamiseen johdollista sensoria tai samaa sensorityyppiä ilman johtoa (5).

Virheet ja uusintakuvaukset

Kuvissa havaittavat asetteluvirheet todennäköisesti lisääntyvät, jos kuvareseptorin suussa pitäminen tuntuu potilaasta epämiellyttävältä. Eräälle vakuutusyhtiölle lähetettyjen kuvien analyysissä todettiin, että digitaalikuvissa oli oleellisesti enemmän asetteluvirheitä kuin filmikuvissa (34).

Noin neljännes markkinoiden ensimmäisillä CCD-sensoreilla (joiden koko vastasi koon 0 röntgenfilmiä) otetuista kuvista jouduttiin uusimaan siksi, että kohdealue ei ollut mukana kuvassa (35). Suurimmilla CCD-sensoreilla otetuissa bitewing-kuvissa esiintyi enemmän asetteluvirheitä kuin kuvalevyjä käytettäessä (31). Sekä sensori että kuvalevy olivat suurin piirtein samankorkuisia ja levyisiä kuin filmi, mutta sensori oli selvästi paksumpi kuin levy. Toinen tutkimus osoitti, että CCD-sensorilla otettuja periapikaalisia röntgenkuvia uusittiin enemmän kuin röntgenfilmille otettuja (36). Filmikuvista uusittiin 6 %, mutta sensorikuvien kohdalla osuus oli 28 %. Alaleuan viisaudenhampaita kuvattaessa sensorien käyttö kaksinkertaisti uusintakuvien määrään verrattuna kuvalevyihin (33).

Uusintakuvauksiin johtavat kuvan asetteluvirheet luonnollisesti sekä pidentävät kuvaukseen kuluvaa aikaa että suurentavat potilaan saamaa säteilyannosta. Tarvitaankin lisää tietoa niistä vaikeuksista, joita sensorin asettelu potilaan suuhun ja sen pitäminen oikeassa asennossa kuvauksen aikana tuottavat käytännön hammaslääkärityössä.

Potilaan säteilyrasitus

E-nopeusluokan filmejä käytettäessä absorboituva säteilyannos on noin 20 % pienempi kuin D-luokan filmejä käytettäessä, ja vanhemmilla sensoreilla ja kuvalevyillä voidaan saada laadultaan hyväksyttäviä kuvia noin 30–60 % pienemmällä säteilyaltistuksella kuvauskertaa kohti kuin E-luokan filmejä käytettäessä (14, 37, 38).

Diagnostiselta kannalta parhaan mahdollisen kuvan ottamiseen tarvittavan sädeannoksen ero hammasröntgenfilmien ja digitaalisten kuvareseptorien välillä on kuitenkin viime vuosina pienentynyt. Tämä voi johtua siitä, että filmien herkkyys on viimeisten 20 vuoden aikana parantunut D-nopeusluokasta nopeusluokkiin E, E+ ja F (esim. Kodak Insight koneellista kehitystä käytettäessä). Samalla uusien kuvalevyjärjestelmien (Digora Optime) lukuaika on lyhentynyt noin 8 sekuntiin, joten levyn täytyy saada "imeä" itseensä enemmän säteilyä kuvantamisen aikana. Hyvän kuvanlaadun saavuttamiseen tarvittavat säteilyannokset uusien kuvalevyjärjestelmien ja röntgenfilmien välillä eivät siis enää oleellisesti poikkea toisistaan. Useimmilla sensoreilla kertakuvauksessa tarvittava säteilymäärä on kuitenkin edelleen pienempi (39, 40).

Sensorin aktiivinen kuva-alue on pienempi kuin filmin tai kuvalevyn vastaava alue, joten yhdellä filmikuvauskerralla kuvantuvan kohteen kuvaamiseen voidaan sensoreita käytettäessä tarvita kaksi kuvauskertaa (esim. premolaarien ja molaarien bitewing-kuvaus). On osoitettu, että suurimpiakin sensorikokoja käytettäessä sensorilla otettuun bitewing-kuvaan saadaan keskimäärin kaksi hammaspintaa vähemmän kuin filmille tai kuvalevylle otettuun kuvaan (31). Sädekentän kokoa (Tanskassa läpimitta enintään 6 cm, jos suuntausputki on pyöreä, ja enintään 4 x 5 cm, jos putki on suorakulmainen) [Suomessa läpimitta enintään 6 cm, jos suuntausputki on pyöreä, toim. huom.] pienennetään kuitenkin vain harvoin sensorien pienempää pinta-alaa vastaavaksi, joten kaksi kuvauskertaa johtaa väistämättä potilaan saaman säteilyannoksen kaksinkertaistumiseen. Säteilyrasituksen pienentämiseksi sensoreita käyttävien hammaslääkärien tulee sovittaa sädekentän koko kuvareseptorin sädeherkän alueen pinta-alan mukaiseksi.

Joidenkin sensorien dynamiikka-alue on kapea, ja liian suurta tai pientä säteilyannosta käytettäessä kuvaa ei muodostu lainkaan. Jos säteilyannosta ei soviteta sensorin dynamiikka-alueen mukaiseksi, kuvaa ei muodostu, mutta potilas saa silti säteilyä. Joissakin sensoreissa on myös suhteellisen pieni aktivaatioalue ("trigger zone"), jolle säteilyn tulee osua kuvan muodostumiseksi. Jos säteily ei osu tälle alueelle, eli aktivaatioalue jää valottumatta, kuvaa ei muodostu (19).

Yleisvastaanottoa pitäville hammaslääkäreille tehdyt kyselytutkimukset ovat osoittaneet, että digitaalisia kuvareseptoreja käyttävät hammaslääkärit ottavat enemmän kuvia ja enemmän uusintakuvia kuin filmiä käyttävät (29, 41).

Uusintakuvien ottamistiheys, kuvattavan alueen kattamiseksi tarvittavien kuvien määrä ja kertakuvauksen säteilyannos huomioon ottaen on todennäköistä, että sensorien käyttö ei pienennä potilaan saamaa säteilyannosta verrattuna filmin tai kuvalevyjen käyttöön.

Hygienia kuvauskertojen välillä

Filmi on kertakäyttöistä, mutta digitaalisia kuvareseptoreja käytetään useita kertoja, joten kontaminaatioriski on suuri. Kuvalevyt siirretään suusta lukijaan, joten niiden kontaminaatioriski on suurempi kuin sensorien. Fosforikerros ei myöskään kestä puhdistusaineella eikä alkoholilla pyyhkimistä. Kun kuvalevy otetaan potilaan suusta, sen suojus tulee pyyhkiä nopeasti puhdistusaineella tai alkoholipuhdistuslapulla ennen sen auki leikkaamista ja kuvalevyn asettamista lukijaan. Kuva 3 on otettu vahingoittuneella kuvalevyllä, joka on todennäköisesti vaurioitunut alkoholin tai muiden nesteiden vaikutuksesta.

Yksinkertaista infektioiden torjuntakeinoa CCD-sensoreita ja kuvalevyjä käytettäessä on tutkittu. Satunnaisesti valittuina päivinä sensorista ja kuvalevystä sekä kaikista välineistä ja lukijasta otettiin bakteeriviljelynäytteet sekä ennen potilaskuvan ottamista että sen jälkeen. Tuloksena oli, että digitaaliseen tekniikkaan liittyvä kontaminaatio oli hyvin vähäinen ongelma, sillä yhdestäkään kuvareseptorista ei löydetty suuontelon bakteereja (32). Toisessa infektioiden torjuntaa koskevassa tutkimuksessa tulokset olivat samankaltaiset. Kuvalevyn kontaminaatio oli minimaalista, kun levy pidettiin kuvantamisen aikana muovisuojuksessa (42).

Filmin ja digitaalikuvien käyttö diagnostiikassa

Röntgenkuvien katselu

Filmit

Röntgenfilmit luetaan valotaululta, jonka valon on oltava riittävän voimakas [?1 700 cd/m2 (cd = candela)] ja mielellään säädettävissä. Tehokas keino estää häikäisy ja sulkea pois häiritsevän huonevalon vaikutus (3) on käyttää luuppeja, jotka suurentavat kuvan 1½–2-kertaiseksi.

Digitaalikuvat

Digitaalikuvia katsellaan tietokoneen näytöltä (kuva 4). Näyttömalleja on runsaasti, ja niiden ulkonäkö ja hinta vaihtelevat. Litteät LCD- (Liquid Crystal Display) eli nestekidenäytöt olivat aiemmin kalliita verrattuina tavanomaisiin, niin sanottuihin CRT- näyttöihin (Cathode Ray Tube eli katodisädeputki), mutta nykyään saatavilla on suhteellisen edullisia litteitä näyttöjä, ja myös kannettavien tietokoneiden näyttöjen laatu on parantunut.

Aiemmin on osoitettu, että kariesdiagnostiikka onnistuu yhtä hyvin riippumatta siitä, katsellaanko kuvaa LCD- vai CRT-näytöltä (43). Viimeaikaisissa tutkimuksissa on arvioitu uusia näyttötyyppejä ja todettu, että näyttötyypillä on vain vähäinen vaikutus siihen, missä määrin kariesleesioiden toteaminen digitaalisista röntgenkuvista osuu oikeaan. Edullisen näytön käyttö ei huonontanut diagnostiikan osuvuutta, eikä kalliimpien (noin 25 000 Tanskan kruunun) [noin 3 350 euron hintaisten, toim. huom.], suuriresoluutioisten ja digitaalisignaalisten ns. diagnostiikkanäyttöjen käyttö parantanut sitä (44, 45). On kuitenkin tärkeää, että näytön kirkkaus- ja kontrastiasetukset säädetään mahdollisimman hyviksi. Tuoreessa ruotsalaisessa tutkimuksessa todettiin, että monet digitaalisia röntgenkuvia ottavat hammaslääkärit käyttivät kuvien katseluun näyttöä, jonka resoluutio oli huono ja jonka kirkkaus- ja kontrastiasetukset eivät olleet parhaat mahdolliset (46). Nämä tekijät osoittautuivat hyvin tärkeiksi kariesdiagnostiikan osuvuudelle (47).

Toinen tärkeä tekijä, joka vaikuttaa digitaalisten kuvien katseluun, ovat katseluhuoneen valo-olosuhteet. Digitaalisia röntgenkuvia katseltaessa huonevalon kirkkauden tulee olla enintään 50 luksia, jotta diagnostiikkatulokset olisivat mahdollisimman hyvät (47). On myös todettu, että kliinikot havaitsivat kariesleesioita paremmin kaihtimella varjostetulta kannettavan tietokoneen näytöltä kuin samalta näytöltä, jota katseltiin kirkkaassa klinikkavalaistuksessa (48). Kuvassa 4 näytetään eräs mahdollinen keino varjostaa näyttö vastaanotolla.

Digitaalikuvat voidaan luonnollisesti tulostaa paperille tai filmille (49). Tämä huonontaa kuitenkin niiden laatua, ja digitaalikuvat tuleekin aina tulkita ensisijaisesti näytöltä.

Kuvan diagnostinen arvo

Digitaaliaikana on julkaistu runsaasti katsausartikkeleja, joissa digitaalisten röntgenkuvien diagnostista arvoa vertaillaan joko toisiinsa tai tavanomaiseen filmiin. Katsausartikkelit tarjoavat hyvän yleiskäsityksen digitaalikuvien käytöstä ja arvosta eri alueilla: filmittömällä hammaslääkärin vastaanotolla (50–54), kariesdiagnostiikassa (55–58), lasten hammashoidossa (59), endodontiassa (60) ja ortodontiassa (61). Kuvareseptorit kehittyvät kuitenkin jatkuvasti, ja yksittäistä digitaalista kuvareseptoria koskeva tutkimus on merkityksellinen vain niin pitkään kuin kyseinen reseptorityyppi on markkinoilla. Näin ollen seuraava intraoraalisten kuvien diagnostista arvoa koskeva katsaus on rajattu enintään viiden vuoden ikäisten tutkimusten tuloksiin.

Teimme 1.7.2008 systemaattisen haun PubMed-tietokannasta hakusanoilla "dental AND digital AND radiograph*", mikä tuotti 563 osumaa, ja tämän jälkeen uuden haun hakusanoilla "intraoral AND digital AND radiograph*", mikä tuotti 77 osumaa. Haku oli rajattu julkaisuvuoden mukaan edeltävien viiden vuoden ajalle. Tämän jälkeen osumat lajiteltiin käsin, ja mukaan otettiin vain ne tutkimukset, joissa arvioitiin intraoraalisten digitaalikuvantamismenetelmien arvoa diagnostiikassa ja mahdollisesti verrattiin niitä röntgenfilmiin. Tutkimukset, joissa arvioitiin ainoastaan subjektiivista käsitystä kuvan laadusta ("kauneuskilpailut") tai käsiteltiin alumiinisia testikappaleita tms., jätettiin katsauksen ulkopuolelle.

Kariesleesiot

Vuonna 2006 julkaistiin laaja katsausartikkeli, joka käsitteli intraoraalisten digitaalisten kuvareseptorien käyttöä kariesdiagnostiikassa (58). Tärkein johtopäätös oli, että digitaalisten kuvareseptorijärjestelmien ja tavanomaisen filmin välillä voitiin vain harvoin osoittaa olevan mitään oleellista eroa. Tämän jälkeen on julkaistu tutkimuksia, joissa on käytetty F-nopeusluokan filmiä (Kodak Insight), eikä vertailtujen E- ja F-luokan filmien ja sensorijärjestelmän välillä ollut eroja (62).

Edellä mainitun katsausartikkelin jälkeen joitakin digitaalisia järjestelmiä on päivitetty, ja markkinoille on tullut uusia kuvalevyjä ja CCD-/CMOS-sensoreita. Eräässä tutkimuksessa todettiin, että uuden ja vanhan kuvalevyn (Digora fmx ja Digora Optime) ja CMOS-sensorijärjestelmän (Schick, johdollinen tai johdoton) välillä ei ollut eroja (39). Myöskään E-nopeusluokan filmin ja johdollisen CMOS-sensorin välillä ei todettu eroja (63). Eräässä tutkimuksessa arvioitiin seitsemää sensorijärjestelmää ja todettiin, että yksi sensori (RVG-Kodak) erottui muista. Sen herkkyys oli suurempi, mutta spesifisyys huonompi kuin muilla järjestelmillä, ja sitä käytettäessä vaihtelu eri arvioijien välillä oli suurempaa (64). Väärien positiivisten löydösten riski oli kahta digitaalista järjestelmää (Dixi ja Digora fmx) käytettäessä pienempi ja yhtä järjestelmää (Digora Optime) käytettäessä suurempi kuin filmejä käytettäessä. Jos tutkijalla ei ollut aiempaa kokemusta digitaalikuvista, riski vääriin positiivisiin löydöksiin oli kuusinkertainen verrattuna kokeneisiin tutkijoihin (65). Tuoreemmassa tutkimuksessa todettiin kuitenkin, että kuvalevyjärjestelmän (Digora Optime) tarkkuus okklusaalikarieksen diagnostiikassa oli sekä sensorijärjestelmää että filmiä parempi, ja se oli myös vähemmän riippuvainen kilovolttimäärästä (66). Tavanomaisten tai hampaiston TT- eli tietokonetomografiakuvien ei ole osoitettu parantavan kariesdiagnostiikkaa verrattuna digitaalisiin intraoraalikuviin (67, 68).

Kliinikko haluaa yleensä tietää, miten syvälle röntgenkuvassa näkyvä demineralisaatio yltää todellisuudessa, tai onko potilaalla kariesta approksimaalipinnalla, jota ei voida tutkia kliinisesti. Toistaiseksi minkään röntgenmenetelmän ei ole osoitettu erottavan luotettavasti approksimaalipinnan kariekseen liittyvää demineralisaatiota tilanteesta, jossa demineralisaatioon ei liity kaviteettia. Matala-annoksiset hammas-TT-laitteet saattavat kuitenkin mahdollistaa tämän tulevaisuudessa. Aihe vaatii vielä tarkempaa tutkimusta.

Juurihoito

CCD-sensoreilla onnistuva lähes välitön kuvan näkeminen helpottaa juurihoitoa, ja tutkimuksissa on tarkasteltu juurikanavan pituuden arviointitarkkuutta. Eräässä tutkimuksessa todettiin, että juurikanavan pituusmittauksissa ei ollut eroja, kun tutkimuksessa verrattiin kahta filmiä ja kahta digitaalista sensoria joko käyttämällä kuvankäsittelyä tai ilman sitä, ja juurikanavassa oli kokoa 15 oleva juurikanavaneula (69). Toisessa tutkimuksessa kuitenkin huomattiin, että kuvankäsittely vähensi mittausvirheitä, kun filmin sijasta käytettiin sensoria (Kodak RVG 6000 -sensori) (70). Saman sensorin todettiin myös parantavan ylimääräisen mesiobukkaalisen juurikanavan näkymistä yläleuan poskihampaissa verrattuna kuvalevyjärjestelmään (DenOptix) ja filmiin (Insight Kodak) (71). Sensorijärjestelmä ei ollut filmiä parempi juuritäytteiden tiiviyden arvioinnissa riippumatta siitä, käytettiinkö kuvankäsittelyä vai ei (72).

Marginaalinen ja apikaalinen luu

Marginaalisen luun korkeus voidaan mitata digitaalisella sensorijärjestelmällä ja filmillä otetuista röntgenkuvista lähes yhtä toistettavasti (73). Toisessa tutkimuksessa todettiin, että digitaalista järjestelmää käytettäessä havaittiin luukatoa useammilla alueilla kuin filmiä käytettäessä (74), ja kolmannessa tutkimuksessa katsottiin digitaalisten kuvien näyttävän vertikaaliset luupuutokset filmiä paremmin (75). Mitkään digitaaliset kuvareseptorit eivät eronneet filmeistä, kun kuvista tutkittiin implanttien viereisiä luupuutoksia tai periapikaalisia muutoksia (76–78).

Digitaalisten kuvareseptorien parantunut saatavuus on helpottanut röntgenkuvien ottamista ennen implanttien asettamista, sen aikana ja jälkeenpäin. Lisäksi digitaalisten intraoraaliröntgenjärjestelmien ohjelmistot tarjoavat mahdollisuuden helppoihin, kalibroituihin pituusmittauksiin ja implantteja ympäröivän luun tiheysmuutosten arviointiin.

Juurimurtumat

Eräässä tutkimuksessa todettiin, että horisontaalisten juurimurtumien paikallistaminen onnistui CCD-sensorilla paremmin kuin kuvalevyillä (79). Toisessa tutkimuksessa CCD-kuvareseptorin ja filmin välillä ei kuitenkaan todettu eroja juurihoidettujen hampaiden vertikaalisten juurimurtumien diagnostiikassa (80).

Hammashoidon materiaalit

Mahdollisuus erilaisten hammashoidossa käytettyjen materiaalien tunnistamiseen röntgenkuvista voi olla hyödyksi esimerkiksi oikeushammaslääketieteellisissä tutkimuksissa. Kaksi tutkimusta osoitti, että sementtien ja muovipohjaisten materiaalien erottaminen toisistaan onnistui tavanomaisen filmin tiheysmittausten avulla paremmin kuin digitaalista järjestelmää käytettäessä (81, 82). Toisen tutkimuksen mukaan kuvareseptorien välillä ei ollut eroja eri materiaalien radiologisessa erottelukyvyssä (83).

Kuvan jälkikäsittely

Tavanomainen filmi on valmis heti tullessaan kehityskoneesta. Digitaalinen kuva sen sijaan ei ole staattinen. Digitaalisen kuvareseptorin mukana asennetaan myös valmistajan ohjelmisto, jota käytetään kuvan tarkasteluun kuvauksen jälkeen, sen jatkokäsittelyyn ja tallentamiseen. Valmistaja on saattanut säätää ohjelmiston esikäsittelemään kuvan ennen sen ilmestymistä näytölle. Tällaisten automaattisten suodattimien tavoitteena on kuvan, usein sen terävyyden, optimointi ennen kuvan näyttämistä käyttäjälle. Suodattaminen tapahtuu käyttäjän tietämättä, eikä hänellä ole mahdollisuutta vaikuttaa siihen. Tällainen esikäsittely voi aiheuttaa vaihtelevassa määrin kohinaa (tummuuden vaihtelua) levyn valottumattomille alueille (19).

Ohjelmisto on usein tarkoitettu vain määrätyn digitaalisen kuvareseptorityypin käyttöön, joten on hyvä tietää, pysyykö jollakin ohjelmistolla otetun kuvan diagnostinen arvo samana, jos se luetaan toisella (ei-spesifisellä) ohjelmistolla. Parodontaaliongelmat pystyttiin toteamaan ei-spesifisellä ohjelmistolla yhtä hyvin kuin nimenomaan tähän tarkoitukseen kehitetylläkin (84). Sama päti juurikanavan pituuteen (85), eikä myöskään kariesdiagnostiikan tarkkuudessa ollut eroja (86, 87). Näin ollen hammaslääkärit voivat lähettää kuvia toisilleen, vaikka he eivät pystyisikään katselemaan niitä samalla ohjelmalla.

Ohjelmistot tarjoavat käyttäjälle runsaasti mahdollisuuksia kuvankäsittelyyn. Eri vaihtoehtoja ovat esimerkiksi zoomaus, tiheyden muutos, kontrastin muutos, vahvistussuodattimet, harmaasävyjen inversio (valkoinen mustaksi ja päinvastoin), harmaasävyjen muuntaminen pseudoväreiksi ja lisäksi mahdollisuus mitata kohteiden absoluuttiset, todelliset millimetrimitat, kun kuva on kalibroitu vastaamaan kooltaan tunnettua kohdetta. Kaikkien röntgenjärjestelmien kuvia voidaan jälkikäsitellä ohjelmiston avulla, mutta eri ohjelmien ulkonäkö ja käyttäjäystävällisyys vaihtelevat. Kuvankäsittelyn avulla kuvaa voidaan käyttää sekä marginaalisen luun korkeuden että kariesleesioiden diagnostiikkaan, vaikka kariesdiagnostiikkaan tarvitaan tummempi kuva. Parhaat tulokset saadaan kuitenkin ottamalla kuva niin, että sen tummuus ja kontrasti ovat parhaat mahdolliset jo alusta lähtien. Tällöin riittää vähäisempikin jälkikäsittely, sillä käsittely lisää kuvan kohinaa.

Sekä opiskelijat että hammaslääkärit käyttävät kuvankäsittelyä, jos siihen on mahdollisuus. Eniten käytettyjä toimintoja olivat tummuuden muutos, kontrastin vahvistaminen ja gamma-arvon muuttaminen (88, 89). Kyselytutkimuksessa, jossa selvitettiin, mitä digitaalisten kuvareseptorien ominaisuuksia pidettiin tärkeinä, hammaslääkärit katsoivat kontrastin olevan tärkein (90). Jos röntgenaltistus on ollut reseptorin kannalta sopiva ja kuva on valottunut riittävän hyvin, lähes kaikki tutkimukset ovat osoittaneet, että kuvankäsittely ei paranna kuvan diagnostista arvoa kariesdiagnostiikassa (91–94). Myöskään harmaasävykuvien muuntaminen värillisiksi ei parantanut marginaalisen luun korkeuden mittaamistarkkuutta (95). Juurihoitojen yhteydessä tarkkuussuodattimen käyttö on parantanut diagnostista tarkkuutta pienten juurikanavaviilojen pituutta mitattaessa (96, 97).

Viime vuosina sekä valmistajat että tutkijat ovat panostaneet "diagnoosispesifisten" kuvankäsittelymenetelmien kehittämiseen, jotta kuva voitaisiin näppäintä painamalla optimoida haluttuun diagnostiikkatarkoitukseen, esimerkiksi kariesdiagnostiikkaan, sopivaksi. Kariesdiagnostiikan tarkkuudessa on todettu pieniä, mutta lupaavia parannuksia näitä suodattimia käytettäessä (98–100), eikä tästä diagnostiikkamahdollisuudesta ole vielä sanottu viimeistä sanaa.

Automaattinen kuva-analyysi

Tietokoneavusteista kuva-analyysiä on tutkittu monilla diagnostiikka-aloilla (101), mutta kaupallisesti saatavilla olevia ohjelmia on edelleen suhteellisen vähän. Automaattiseen kariesdiagnostiikkaan suunnitellun Logicon®-ohjelman ei ole todettu parantavan diagnostiikan tarkkuutta verrattuna saman arvioijan ilman ohjelmaa tekemään arvioon (102, 103). Toistaiseksi ei siis ole saatavilla luotettavia ohjelmia, jotka voisivat tukea hammaslääkäriä hammasröntgenkuvien diagnostiikassa tai hoitaa sen hänen puolestaan.

Filmin ja digitaalisten kuvien arkistointi ja lähettäminen

Hammasröntgenfilmejä voidaan ostaa pakattuina yhden tai kaksi filmiä sisältäviin pakkauksiin. Valtaosa hammaslääkäreistä käyttää yksittäisfilmejä eikä pysty kopioimaan niitä. Filmi tulee tällöin arkistoida hyvin huolellisesti yhdessä potilaan muiden potilastietojen kanssa, ja alkuperäiskappaleen lähettäminen kolmannelle osapuolelle on hankalaa. Tutkimuksia joudutaan joskus myös toistamaan filmin katoamisen vuoksi.

Digitaalikuvat säilytetään elektronisessa muodossa, ja kaikkien hammaslääkärivastaanottojen tulee ottaa sähköisistä tiedostoistaan automaattisia varmuuskopioita esimerkiksi kerran vuorokaudessa, jotta mahdollinen sähkövika johtaisi vain mahdollisimman vähäiseen tietojen menetykseen. Sähköistä kuvaa voidaan luonnollisesti kopioida rajoittamattomasti laadun heikkenemättä.

Digitaalikuvia voidaan lähettää Internetin välityksellä. Kuva siirretään kuvatietokannasta ja tallennetaan johonkin tunnettuun kuvamuotoon (esimerkiksi tif- tai bmp-tiedostoksi). Kuvaa voidaan käsitellä ennen sen siirtämistä, ja lähes kaikki digitaaliset järjestelmät sallivat myös käsitellyn version säilyttämisen siirron jälkeen. Kuvatiedosto on salattava ennen sen lähettämistä esimerkiksi toiselle hammaslääkärille, sillä potilaskuvat katsotaan potilastiedoiksi. Kuvien vastaanottaja tarvitsee digitaalikuvan katseluun vain tavanomaisen PC-tietokoneen ohjelmistoineen, mutta hän ei pysty käsittelemään kuvaa, jos ohjelmisto ei salli sitä.

Digitaalikuviin voidaan tehdä pysyviä muutoksia niin, että kliinikko ei välttämättä pysty havaitsemaan sitä jälkikäteen. Digitaalikuvan tietoja on siis helpompi vääristellä kuin tavanomaisten filmikuvien tietoja (104, 105).

Kuvatiedoston pakkaaminen vähentää säilytystilan tarvetta. Pakkaaminen voi hävittää tietoa pysyvästi (irreversiibeli eli häviöllinen pakkaaminen) tai alkuperäinen tieto voidaan palauttaa (reversiibeli eli häviötön pakkaaminen). Irreversiibeli JPEG-kuvanpakkausmenetelmä muuttaa pikseliarvoja pysyvästi ja tuhoaa siis osan alkuperäisen kuvan tiedoista (106). Eräässä tutkimuksessa selvitettiin eri JPEG-pakkausprosenttien vaikutusta, kun kuvat pakattiin 20 %:iin, 8 %:iin, 5 %:iin tai 3 %:iin alkuperäisestä koostaan (107). Okklusaalipintojen kariesdiagnostiikassa kuvan pakkaaminen ei vaikuttanut diagnostiseen tarkkuuteen, mutta approksimaalipintojen tarkkuus huononi sitä enemmän, mitä suurempaa pakkausprosenttia käytettiin. Muissa lähteissä on todettu, että keskisuuret pakkausprosentit eivät huonontaneet periapikaalisten leesioiden diagnostiikkaa (108), ja eräässä katsausartikkelissa tultiin siihen johtopäätökseen, että kliinisessä arkityössä voidaan käyttää keskisuuria pakkausprosentteja (109). Se, mitkä yksityiskohdat katoavat kuvaa pakattaessa, riippuu alkuperäisen kuvan sisältämästä tiedosta (110). Joissakin maissa, esimerkiksi Saksassa, laki kieltää irreversiibelin pakkaamisen ensisijaisena talletusmuotona, sillä kuvien kaikki alkuperäinen tieto tulee säilyttää. Pohjoismaidenkin hammaslääkäreille voidaan suositella digitaalikuvien tallentamista ensisijaisesti pakkaamattomina.

Film and digital radiographic receptors

X-ray film emulsion consists mainly of silver halide grains, which after expos-ure are reduced to metallic silver in the basic – or more recently, ascorbic acid-based – developing process. Ascorbic acid-based chemicals are less toxic and do not smell, and should be preferred in dental practice. Dentists can choose between film and three well established digital receptors for intraoral radiography: the CCD-based ("charge-coupled device") sensor, the CMOS-based ("complementary metal oxide silicon") sensor and the photostimulable phosphor plate (PSP). The spatial resolution (line pairs/mm; lp/mm) in images from intraoral examination is lower in many digital systems than in dental film and varies between about 6 and 20 lp/mm. The contrast resolution or bit depth (number of possible shades of grey available) in digital intraoral images is between 8 (256 grey shades) and 16 (65536 grey shades), and the image file (size of the image) increases in proportion to the resolution. For caries diagnosis no differences have been found between intraoral digital images with various resolutions; for endodontic file measurements 12-bit images had higher accuracy than 8-bit images. PSP systems have a larger dynamic range than CCD and CMOS sensors, i.e. PSPs tolerate more variation in exposure settings.

Film technology implies that the emulsion can be damaged, and image quality is highly dependent on the chemicals and procedure used to develop the film. PSP plates are scratched at loads between 50 and 100 grams. Some scanners for PSP plates possess "intelligence" and display only the exposed part of the image. The plate loses information if exposed to light after exposure and before scanning; but if the plate is stored in complete darkness, no subjective change can be perceived in the image up to 7 days after exposure. A "blooming" phenomenon may occur in CCD-based images after over-exposure to the sensor, leading to burned-out areas at the bone crest or cervical part of the tooth.

The patient's feeling of unpleasantness during an intraoral radiographic examination is greater with digital receptors than with film. PSP plates are less unpleasant than sensors, and thicker sensors are, as may be expected, more unpleasant than thinner sensors and a wireless sensor. Many more retakes – up to twice as many – are needed when bitewings or a periapical examination of the third molar region are performed with CCD sensors than when PSP plates or film are used. "Acceptable" image quality can be obtained with sensors and older versions of PSP systems using about 40–70% of the radiation dose needed for E-speed film at a single exposure. However, the reduced scanning time in present PSP systems, among other factors, implies that, to obtain an image of optimal quality, the radiation dose to the PSP plate should be the same as to film. The smaller image field in sensors compared with PSP plates and the more retakes that are performed add to the conclusion that overall, the radiation dose is not lower with digital systems than with film. Even though the digital receptors are re-used for many consecutive patients, cross-contamination seems not be a problem since bacteria from the oral cavity could not be cultured from PSP plates when these were packed in envel-opes during exposure. The sensors can be wiped with alcohol tissue, while the plates do not tolerate wiping.

Film should be read on a light box with reasonable luminance (> 1700 cd/m2), and digital images are read on the computer monitor. Recently developed high-cost LDC monitors do not increase the accuracy of caries diagnosis, and older low-cost monitors do not impair accuracy. Many dentists, however, need to adjust the light- and contrast settings of their monitor, which together with the intensity of the room light < 50 lux, is important for the outcome of caries diagnosis. Most diagnostic studies of digital intraoral images show no differences in diagnostic accuracy between digital receptors and film or among the digital systems. Several reviews have been published within the fields of caries diagnosis, endodontics, paediatric dentistry and orthodontics.

One of the advantages of digital imaging compared with film – besides the lack of wet chemicals – is the fact that the image can be changed after it is captured. The software contains various possibilities for post-processing of the image: zooming, density and contrast changes, enhancement filters, grey scale inversion, conversion of grey shades to pseudo-colour and measurements in true mm after calibration of the image to an object of known size. Although the software is usually dedicated to a particular type of digital receptor, general software may provide as accurate measurements and diagnosis as the system-dependent ones. If the digital image is optimally exposed, use of enhancement has little effect on diagnostic outcome. In the future the development of "task-specific" enhancement algorithms as well as automatic computer-assisted image analysis may be an aid for the dentist.

Film radiographs are often mislaid, and few dentists use double film or make film copies. A digital image can be "copied" infinitely to third parties, but the file of a patient should be encrypted before it is sent over the Internet. When exported from its original software, the digital image may be fraudulently changed in a way that is undetectable to the observer. Irreversible image compression, like JPEG, changes the pixel values and implies destruction of the original image. For detection of caries lesions, with high compression rates the diagnostic accuracy may be impaired, but which details are lost in a compressed image depends on the initial information in the image. In general, in primary storage of digital images, compression should be avoided.

Kirjallisuusluettelossa on 40 ensimmäistä viitettä. Täydellinen kirjallisuusluettelo on saatavissa ensimmäiseltä kirjoittajalta.

Kuva 2 A. Mustia ja valkoisia läikkiä alaleuan etuhampaiden digitaalikuvassa. B. Läikät johtuvat sensorin pysyvästä vaurioitumisesta puremisen vuoksi. Sensorin uudelleenkalibrointiyritys ei onnistunut.

Kuva 3. Digitaalinen bitewing-kuva, jonka oikeassa yläkulmassa on valkoisia läikkiä. Levyn vauriot johtuvat todennäköisesti alkoholin tai jonkin muun nesteen vaikutuksesta.

Kuva 4. Digitaalista bitewing-kuvaa katsellaan tietokoneen näytöltä. Jos vastaanotolla on voimakas valaistus tai runsaasti luonnonvaloa, on erittäin suositeltavaa, että näyttö varjostetaan hyvin ja sen kirkkaus- ja kontrastiasetukset optimoidaan, jotta kariesdiagnostiikan tarkkuus olisi mahdollisimman hyvä (kuva: Jan Unneberg, Oslon yliopisto).

Ann Wenzel
Professor, lic. et dr.odont.,
Afdeling for Oral Radiologi,
Tandlægeskolen i Århus,
Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet,
Aarhus Universitet
Vennelyst Boulevard, DK-8000 Århus C
Danmark
E-post:
Anne Møystad
Førsteamanuensis, dr.odont.,
Spesialist i kjeve og ansiktsradiologi,
Avdeling for kjeve og ansiktsradiologi,
Institutt for klinisk odontologi,
Universitetet i Oslo
E-post:

Kirjallisuutta

  1. White SC, Pharoah MJ. Oral Radiology. Principles and interpretation. Mosby, 5th Edition, 2004.
  2. Syriopoulos K, Velders XL, Sanderink GC, van der Stelt PF. Sensitometric and clinical evaluation of a new F-speed dental X-ray film. Dentomaxillofac Radiol 2001; 30: 40–4.
  3. Wenzel A, Sewerin I. Stråledoser, stråleskader, strålehygiejne. Munksgaard, 2. udgave, 2005.
  4. Wenzel A, Møystad A. Decision criteria and characteristics of Norwegian general dental practitioners selecting digital radiography. Dentomaxillofac Radiol 2001; 30: 197–202.
  5. Tsuchida R, Araki K, Endo A, Funahashi I, Okano T. Physical properties and ease of operation of a wireless intraoral x-ray sensor. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2005; 100: 603–8.
  6. Gröndahl HG, Wenzel A, Borg E, Tammisalo E. An image plate system for digital intraoral radiography – The Digora. Dent Update 1996; 23: 334–7.
  7. Wenzel A. Effect of varying gray-scale resolution on detectability of bone lesions in intraoral radiographs digitized for teletransmission. Scand J Dent Res 1987; 95: 483–92.
  8. Berkhout WE, Verheij JG, Syriopoulos K, Li G, Sanderink GC, van der Stelt PF. Detection of proximal caries with high-resolution and standard resolution digital radiographic systems. Dentomaxillofac Radiol 2007; 36: 204–10.
  9. Wenzel A, Haiter-Neto F, Gotfredsen E. Influence of spatial resolution and bit depth on detection of small caries lesions with digital receptors. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2007; 103: 418–22.
  10. Heo MS, Han DH, An BM, Huh KN, Yi WJ, Lee SS et al. Effect of ambient light and bit depth of digital radiographs on observer performance in determination of endodontic file position. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008; 105: 239–44.
  11. Wakoh M, Farman AG, Scarfe WC, Kelly MS, Kuroyanagi K. Perceptibility of defects in an aluminum test object: a comparison of the RVG-S and first generation VIXA systems with and without added niobium filtration. Dentomaxillofac Radiol 1995; 24: 211–4.
  12. Borg E, Gröndahl HG. On the dynamic range of different x ray photon detectors in intra-oral radiography. A comparison of image quality in film, charge-coupled device and storage phosphor systems. Dentomaxillofac Radiol 1996; 25: 82–8.
  13. Borg E, Attaelmanan AG, Gröndahl HG. Image plate systems differ in physical performance. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2000; 89: 118–24.
  14. Berkhout WE, Beuger DA, Sanderink GC, van der Stelt PF. The dynamic range of digital radiographic systems: dose reduction or risk of overexposure? Dentomaxillofac Radiol 2004; 33: 1–5.
  15. Farman AG, Farman TT. A comparison of 18 different x-ray detectors currently used in dentistry. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2005; 99: 485–9.
  16. Attaelmanan AG, Borg E, Gröndahl HG. Signal-to-noise ratios of 6 intraoral digital sensors. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2001; 91: 611–5.
  17. Wenzel A, Søbye I, Andersen M, Erlendsson T. Intraorale digitale receptorers dynamikområde og evne til at fremstille et lavkontrastobjekt. Tandlægebladet 2007; 14: 1080–6.
  18. Skov SJ, Sewerin I. Konstanskontrol af fremkaldeprocessen ved brug af dentalrøntgenanlæg med spændinger til og med 70 kV. Tandlægebladet 2000; 104: 250–4.
  19. Borch V, Østergaard M, Gotfredsen E, Wenzel A. Identifikation af billedfejl, der er særlige for røntgenoptagelse med digitale intraorale receptorer. Tandlægebladet 2008, 112: 720–31.
  20. Bedard A, Davies TD, Angelopoulos C. Storage phosphor plates: how durable are they as a digital radiographic system? J Comtemp Dent Pract 2004; 5: 57–69.
  21. Molander B, Gröndahl H-G. Durability of storage phosphor plates. Abstract 44, Congress of Dentomaxillofacial Radiology, Beijing, China 2007.
  22. Ramamurthy R, Canning CF, Scheetz JP, Farman AG. Time and motion study: a comparison of two photostimulable phosphor imaging systems used in dentistry. Dentomaxillofac Radiol 2006; 35: 315–8.
  23. Aknediz BG, Gröndahl HG, Kose T. Effect of delayed scanning of storage phosphor plates. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2005; 99: 603–7.
  24. Aknediz BG, Gröndahl HG. Degradation of storage phosphor images due to scanning delay. Dentomaxillofac Radiol 2006; 35: 74–7.
  25. Ang DB, Angelopoulos C, Katz JO. How does signal fade on photo-stimulable storage phosphor imaging plates when scanned with a delay and what is the effect on image quality? Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2006; 102: 673–9.
  26. Martins MG, Whaites EJ, Ambrosano GM, Haiter-Neto F. What happens if you delay scanning Digora phosphor storage plates (PSPs) for up 4 hours? Dentomaxillofac Radiol 2006; 35: 143–6.
  27. Lopes SL, Cruz AD, Ferreira RI, Bóscolo FN, Almeida SM. Image quality in partially erased DenOptix® storage phosphor plates. Braz Oral Res 2008; 22: 78–83.
  28. Berkhout WE, Sanderink GC, van der Stelt PF. A comparison of digital and film radiography in Dutch dental practices assessed by questionnaire. Dentomaxillofac Radiol 2002; 31: 93–9.
  29. Wenzel A, Møystad A. Experience of Norwegian general dental practitioners with solid state and storage phosphor detectors. Dentomaxillofac Radiol 2001; 30: 203–8.
  30. Hellén-Halme K, Rohlin M, Petersson A. Dental digital radiography: a survey of quality aspects. Swed Dent J 2005; 29: 81–7.
  31. Bahrami G, Hagstrøm C, Wenzel A. Bitewing examination with four digital receptors. Dentomaxillofac Radiol 2003; 32: 317–21.
  32. 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. J Dent 1999; 27: 243–6.
  33. Matzen LH, Christensen J, Wenzel A. Patient discomfort and retakes with periapical radiography of mandibular third molars using digital receptors and film. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2008; submitted.
  34. Hellén-Halme K, Johansson PM, Håkansson J, Petersson A. Image quality of digital and film radiographs sent to the Dental Insurance Office in Sweden for treatment approval. Swed Dent J 2004; 28: 77–84.
  35. Horner K, Shearer AC, Walker A, Wilson NH. Radiovisiography: an initial evaluation. Br Dent J 1990; 168: 244–8.
  36. Versteeg CH, Sanderink GC, van Ginkel FC, van der Stelt PF. An evaluation of periapical radiography with a charge-coupled device. Dentomaxillofac Radiol 1998; 27: 97–101.
  37. Gonzalez L, Moro J. Patient radiation dose management in dental facilities according to the X-ray focal distance and the image receptor type. Dentomaxillofac Radiol 2007; 36: 282–4.
  38. Kaeppler G, Dietz K, Herz K, Reinert S. Factors influencing the absorbed dose in intraoral radiography. Dentomaxillofac Radiol 2007; 36: 506–13.
  39. Haiter-Neto F, dos Anjos Pontual A, Frydenberg M, Wenzel A. A comparison of older and newer versions of intraoral digital radiography systems. Diagnosing noncavitated proximal carious lesions. JADA 2007; 138: 1353–9.
  40. Wenzel A, Hansen J. A comparison of radiation dose with intraoral digital receptors and F-speed film. An experimental study. Dentomaxillofac Radiol 2008; submitted.