رادیوگرافی دیجیتال و سنسور RVG

formlabs-form-2 (1)
پرینتر سه بعدی در علم دندانسازی
18 اردیبهشت 1397
کد کم دندانپزشکی چیست؟(CAD CAM)
29 خرداد 1397

رادیوگرافی دیجیتال و راهنمای خرید سنسور RVG

تشخیص دقیق داخل دهانی و به دنبال آن تجویز پروسه درمان به طور قابل توجه‌ای وابسته به کیفیت رادیوگرافی های دندانپزشکی است. اولین و اصلی‌ترین رادیوگرافی به دنبال ظهور تصویری جزئی بر روی صفحه‌ای شیشه‌ای توسط دکتر اتو والکوف (Dr. Otto Walkhoff) در ژانویه ۱۸۹۶ صورت گرفت. او این تصویر را با قرار دادن رادیوگراف به مدت ۲۵ دقیقه در داخل دهان خود انجام داد. تصویربرداری دندان از آن زمان با توجه به نیاز جامعه‌ی دندانپزشکی، پیشرفت گسترده‌ای را به همراه داشته است.

ثابت شد که مشکلات کار با رادیوگرافی های مبتنی بر فیلم از جمله نیاز به تاریکخانه، استفاده از مواد شیمیایی مضر و خطاهایی که هنگام انجام این پروسه به وجود می‌آمد با پیدایش رادیوگرافی دیجیتال غیر ضروری هستند.

این انقلاب نتیجه‌ی تلفیق پیشرفت‌های نوین تکنولوژیک در فرآیندهای تصویربرداری و توسعه‌ی سیستم‌های کامپیوتری شبکه به جهت دریافت و انتقال تصاویر می‌باشد.

رادیوگرافی دیجیتال:

اولین سیستم در رادیوگرافی دیجیتال دندانپزشکی، سنسور RVG ( آر وی جی ) یا Radiovisiography است که توسط کمپانی Trophy فرانسه در سال ۱۹۸۷ معرفی شد. رادیوگرافی دیجیتال روشی برای نمایش تصاویر رادیوگرافی با استفاده از یک سنسور تکنولوژیک جامد تشکیل شده از قطعات الکترونیکی است. تصویر ظاهر شده به کمک این سنسور بر روی سیستم کامپیوتری مشاهده و ذخیره می‌شود.

تصویر دیجیتال طیفی از نواحی تاریک و روشن بوده که بر روی فیلم هم قابل مشاهده است. اما ماهیت تصویر دیجیتال به طور کامل با فیلم متفاوت می‌باشد. تصویر دیجیتال مجموعه‌ای از سلول‌ها در ماتریسی از ردیف‌ها و ستون‌ها است. هر سلول به سه عدد تقسیم‌بندی می‌شود: محور X، محور Y و مقدار خاکستری (Grey Value). مقدار خاکستری عددی است که با شدت اشعه ایکس در همان موقعیت هنگام قرار گرفتن در معرض سنسور مطابقت دارد.

دو نوع تکنولوژی پیشرفته در سیستم‌های تصویربرداری دیجیتال دندانپزشکی وجود دارند:

۱. تصویربرداری دیجیتال مستقیم
۲. تصویربرداری دیجیتال نیمه مستقیم

سنسور RVG (آر وی جی)

سنسور ‌آر وی جی ( RVG ) در تصویربرداری دیجیتال مستقیم از سه لایه اصلی تشکیل شده و در انواع با کیفیت بالا به ۵ لایه ارتقاء می‌یابد:

لایه سنتیلاتور

سنسور CMOS یا CCD

برد الکترونیک

لایه‌ ضربه‌گیر (Anti-shock)

لایه‌ فیبر نوری (Fibre-optic)

 لایه‌های تشکیل دهنده سنسور RVG

لایه‌ی سنتیلاتور

اشعه‌ی ایکس تابیده شده از دستگاه رادیوگرافی تک دندان توسط لایه‌ی سنتیلاتور به فتون‌های نور تبدیل شده و فرآیند عکاسی توسط  تراشه‌‌ی به کار رفته امکان پذیر می‌گردد. لازم به ذکر است که نوع آلیاژ به کار رفته در لایه‌ی سنتیلاتور کمپانی‌های مختلف به طور معمول دو نوع می باشد: ۱- آلیاژ گادلینیوم اکسی سولفاید (GADOX) و ۲- آلیاژ سدیم یوداید (CSI)

آلیاژ GADOX ساختار پودرمانندی است که بر روی صفحه‌ای اسپری می‌شود. این پودر به مرور زمان در اثر ضربات کوچک و تعداد اکسپوز بالا آسیب دیده و از کیفیت تصویر آن کاسته می‌شود. در صورتی که استفاده از آلیاژ CSI در لایه‌ی سنتیلاتور به طور متوسط  ٪۱۰ دوز اشعه مورد نیاز برای تصویربرداری را کاهش داده و بر کیفیت تصویر حاصله می‌افزاید. کاربرد آلیاژ مناسب در لایه سنتیلاتور، دلیل عمده‌ی اختلاف قیمت سنسورهای مختلف می‌باشد.

سنسور CCD و  CMOS

در تصویربرداری دیجیتال مستقیم لزوما از تراشه جامد استفاده می‌شود. تراشه‌های جامد بر پایه دستگاه جفت کننده‌ی بار (Charge Coupled Device (CCD و نیمه رسانای اکسید فلزی مکمل (Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS و تراشه‌های مبتنی بر (CMOS-active pixel sensor (CMOS-APS هستند. کار این تراشه‌ها تبدیل فتون‌های نور ایجاد شده توسط لایه‌ی سنتیلاتور به سیگنال الکتریکی است.

در تصاویر دیجیتال نیمه مستقیم از سیستم فسفرپلیت برای نمایش استفاده می‌‌شود.

CCD

CCD سنسور تصویری است که از آرایش اجزای فتوالکتریک و یا سنسورهای پیکسلی تشکیل می‌شود. این سنسور ظرفیت‌ حسگرهای تصویر مانند دوربین‌ها را افزوده و به فرد اجازه می‌دهد دید واقعی‌اش را به تصویر دیجیتال تبدیل نماید.

CCD اولین بار در سال ۱۹۸۷ به دندانپزشکان معرفی شد که اساسا برای تصویربرداری داخل دهانی بود.

این تراشه شامل دو بخش می‌شود:

فیلتر رنگی

آرایش پیکسل‌ها

CCD شامل یک سنسور است که درون دهان بیمار قرار می‌گیرد. کابل از سنسور به واسطه رابطی که به کامپیوتر متصل است هدایت می‌شود. به علاوه این سنسور شامل آرایش پیکسلی بر روی تراشه سیلیکونی است. بعد از تابش پرتو، انرژی ایکس ری به تعداد متناسبی از الکترون‌ها تبدیل شده و در منبع الکترونی ذخیره می‌شود. سپس الکترون‌ها به حالت منظمی به یک تقویت کننده که وظیفه‌ی خواندن آن‌ را بر عهده دارد (اتصال شارژ) منتقل می‌شوند. این سیگنال از حالت آنالوگ به دیجیتال تبدیل شده و تصویر ایکس ری تقریبا همان لحظه بر روی مانیتور کامپیوتر ظاهر می‌شود. لازم به ذکر است که خروجی CCD یک جریان الکتریکی پیوسته یا آنالوگ است. بنابراین، برای تبدیل آن به زبان دیجیتال نیاز به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال می‌باشد.

CMOS

سنسور CMOS به نام ‌APS نیز شناخته شده است. نوعی سنسور تصویری است که در اغلب دستگاه‌های تصویربرداری استفاده می‌شود. برخلاف رقیب تکنولوژیک خود، CCD؛ این سنسور بیشتر اجزای مورد نیاز را درون خود دارد. علاوه بر آن، خروجی سنسور CMOS یک سیگنال الکتریکی دیجیتال است و نیاز به پردازش کمتری دارد. سنسور CMOS در نتیجه‌ی عدم حضور مبدل آنالوگ به دیجیتال؛ ابعاد کوچکتری داشته، کیفیت بالاتری دارد و در کل مصرف انرژی پایینی خواهد داشت.

(Schick Technologies (Long Island City, NY اولین تولید کننده‌ای بود که از تراشه جامد CMOS به جای CCD برای تصویربرداری رادیوگرافی داخل دهانی استفاده کرد. CMOS تکنولوژی آرایش فعال بود که در سال ۱۹۸۸ در اسکاتلند اختراع شد. در شناساگرهای  CMOS، پیکسل‌ها جداگانه خوانده شده و بنابراین مشکل لکه‌های سفید (Blooming) موجود در CCD رخ نخواهد داد.

این سنسور شامل ۴ بخش می‌باشد:

  • فیلتر‌های رنگ

چیدمان پیکسل‌ها

کنترل دیجیتالی

تبدیل کننده‌ی آنالوگ به دیجیتال (ADC)

نور از طریق لنز وارد شده و به وسیله‌ی فیلتر رنگ قبل از رسیدن به پیکسل‌ها پردازش می‌شود. زمانی که نور فیلتر شده به پیکسل ها رسید، هر پیکسل نور را به یک جریان ولتاژ قوی تبدیل می‌نماید. سپس پیکسل‌ها سیگنال را از کنترل دیجیتالی دریافت کرده و میزان نور فیلتر شده‌ی دارای طول موج را به دام می‌اندازند. نتیجه‌ی خروجی ولتاژ، سیگنال آنالوگ می‌باشد. سیگنال آنالوگ توسط ADC (تبدیل کننده) به سیگنال دیجیتال تبدیل می‌شود. در آخر، سیگنال پایانی  از سنسور CMOS خارج شده و توسط سیستم‌های کامپیوتری پردازش و نمایش داده می‌شود.

 مقایسه CMOS و CCD

لایه‌ی فایبراپتیک و آنتی شک

وظیفه‌ی اصلی لایه‌ی فایبراپتیک حذف هر میزان اشعه‌ی ایکسی است که توسط سنتیلاتور به نور تبدیل نشده است. زیرا اشعه‌ی ایکس عبور کرده از لایه‌ی سنتیلاتور باعث آسیب به برد الکترونیک می‌شود. لایه‌ی آنتی شک نیز سنسور RVG را در برابر ضربه‌های اتفاقی محافظت می نماید.

المان‌های سنجش کیفیت تصویر در سنسور RVG ( ار وی جی )

  • Dot per inch or dpi
  • Lp/mm
  • Bit Rate و Grey Level

 

DPI

dpi کمّی‌ترین معیار اندازه‌گیری کیفیت است که بدون نیاز به دانش پردازش تصویر در اختیار همگان قرار دارد. این معیار، تعداد نقاط تصویر در اینچ مربع را مشخص می‌نماید. RVGها در دو کیفیت ۱۲۰۰ dpi برای سنسورهای با کیفیت بالا و ۶۰۰ dpi برای سنسورهای با کیفیت کمتر ساخته می‌شوند. جهت مشاهده‌ی مقدار dpi تصویر، فرمت jpeg یا tiff عکس را از نرم‌افزار نصب شده‌ی شرکت بر روی کامپیوتر اکسپورت نموده، بر روی عکس کلیک راست، انتخاب آپشن properties و سپس در قسمت details به میزان dpi هر عکس پی ببرید.

LP/MM

لاین پر، واحد توصیف کیفی سنسور RVG و به معنی تعداد جفت خط سیاه و سفید در هر میلی‌متر تصویر است. هر چه لاین‌پر یا جفت خط سیاه و سفید بالاتر باشد، تفکیک تصویر نیز بیشتر شده و بر کیفیت بهتر آن می‌افزاید. باید توجه داشت که مقادیر و معیارهای دیجیتال الزاما معنی و مقدار فیزیکی ندارند و کیفیت تصاویر دیجیتال بر روی صفحه‌ی نمایش یا پرینت قابل اندازه‌گیری است. لاین‌پر هر سنسور آر وی جی ( RVG ) به دو صورت تئوری و عملی قابل محاسبه است.

 لاین پر

BIT RATE و GREY LEVEL

بهترین و مفیدترین روش برای مقایسه‌ی سطح کیفی سنسورهای RVG، معیار bit rate به همراه dpi است. در شکل‌گیری تصویر دیجیتال (در مورد ‌‌RVG سیاه و سفید)، بابت هر پیکسل از عکس، شدتی از روشنایی از سفید کامل تا سیاه کامل به هر پیکسل نسبت داده می‌شود. این میزان مشخص می‌نماید که در هر پیکسل، چند بیت اطلاعات در مورد شدت رنگ قابل ذخیره است. بنابراین، به جای دو رنگ سفید و سیاه مطلق، چهار رنگ متفاوت در یک bit قابل مشاهده است.

سنسورهای CMOS به دو صورت بیسیم (Wireless) یا بلوتوث‌دار و کابل USB قابل استفاده هستند. سنسورهای بیسیم ظریف‌تر از نوع اتصال مستقیم USB هستند هر چند که ۱.۵برابر آن قیمت دارند.

همچنین، وجود باکس در سنسورهای CCD، جهت تقویت سیگنال و تبدیل آن به سیگنال دیجیتال لازم و ضروری است. توصیه می‌گردد وجود باکس و یا هر نوع نمایشگر دیگری به غیر از صفحه مانیتور با قابلیت edit تصویر برای جلوگیری از هنگ کردن سیستم، اشتباهات کاربری و پیچیدگی کار با دستگاه حذف گردند.

برای کنترل عفونی، روکش یکبار مصرف پلاستیکی بر روی سنسور RVG کشیده می‌شود زیرا این سنسور قابل استریل و یا اتوکلاو کردن نیست.

 

نتیجه‌گیری

با توجه به فاکتورهایی که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است می‌توان در خرید سنسور RVG ( آر وی جی ) بسیار هوشمندانه تصمیم گرفت:

۱- لایه‌ی سنتیلاتور از جنس آلیاژ CSI برای کمتر شدن میزان اشعه ایکس تابیده شده
۲- وجود تراشه‌ی CMOS برای داشتن پردازش کمتر، مصرف انرژی پایین‌تر و کیفیت تصویر بالاتر
۳- وجود لایه‌ی فایبراپتیک برای مهار اشعه‌ی ایکس رد شده از سنتیلاتور و حفظ برد الکترونیک از آسیب
۴- حضور لایه‌ی آنتی شک برای محافظت سنسور از ضربه‌های اتفاقی
۵- سنجش کیفیت تصویر از لحاظ dpi
۶- چک نمودن میزان لاین‌پر سنسور در اطلاعات کاتالوگ
۷- انتخاب نحوه‌ی اتصال به کامپیوتر (wireless or direct USB)
۸- رایگان بودن (Free License) و سهولت کاربری نرم‌افزار
۹- گارانتی و خدمات پس از فروش با توجه به قوانین به روز اداره کل تجهیزات پزشکی و وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی کشور

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *