9789188099921 by Smakprov Media AB

ODONTOLOGISK RADIOLOGI

ODONTOLOGISK RADIOLOGI utgör en grundpelare för diagnostik och behandling inom tandvården. Samtidigt innefattar röntgenundersökningen både nytta och risker. Detta ställer höga krav på kunskap om såväl grundläggande röntgenfysik och strålbiologi som inställningsteknik för ett optimalt slutresultat till gagn för patienten. I den här boken beskrivs röntgenstrålningens uppkomst och växelverkan. Författarna går igenom röntgenundersökningens praktiska utförande med målet att åstadkomma en avbildning som ger all nödvändig information med minsta möjliga stråldos. Dessutom beskrivs tolkning av röntgenbilden avseende normalanatomiska strukturer och deras avbildning samt grundläggande röntgendiagnostik med särskilt fokus på folksjukdomarna karies och parodontit. Boken vänder sig till studerande på tandsköterske- och tandhygienistutbildningarna men kan också tillämpas inom grundnivå på tandläkarutbildningen samt utgöra en kunskapsaktualisering för hela tandvårdsteamet.

HENRIK LUND

( R E D .)

MODERN ODONTOLOGI

Odontologisk radiologi

HENRIK LUND (RED.)

ISBN 978-91-8809-992-1

789188 099921

Om författarna

Författare är Henrik Lund, odont.dr, specialist i odontologisk radiologi och universitetslektor, Annika Ekestubbe, docent, specialist i odontologisk radiologi och universitetslektor och Agneta Lith, docent, specialist i odontologisk radiologi och universitetslektor. De är verksamma vid avdelningen för oral och maxillofacial radiologi, institutionen för odontologi, Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet. Övriga författare är Björn Molander, odont.dr och specialist i odontologisk radiologi, Astera Johanen, leg. tandläkare och Erik Sundin, leg. tandläkare.

© 2019 Författarna och Gothia Fortbildning AB ISBN 978-91-8809-992-1 Kopieringsförbud! Mångfaldigande av innehållet i denna bok, helt eller delvis, är enligt lag om upphovsrätt förbjudet utan medgivande av förlaget, Gothia Fortbildning AB, Stockholm. Förbudet avser såväl text som illustrationer och gäller varje form av mångfaldigande. Linnéa Isheden Catharina Ekström F O R M : Anna Hild/Roger Johansson

R E DA K T Ö R : OMSL AG: GRAFISK

I L LU S T R AT I O N E R I N K LU S I V E O M S L A G S I L LU S T R AT I O N E R :

Perssons Pixlar AB B I L D E R : Författarna, där inte annat anges A D M I N I S T R AT I O N B I L D E R : Mia Mårtensson Första upplagan, första tryckningen Tryck: Interak, Polen 2019 Gothia Fortbildning Box 22543, 104 22 Stockholm Kundservice 08-462 26 70 info@gothiafortbildning.se www.gothiafortbildning.se

Fredrik Persson,

Innehåll Förord 5 1. Från strålning till bild 2. Grundläggande röntgenfysik

7 11

Strålning 12

3. Röntgenapparaten

Röntgenröret 17 Faktorer som påverkar röntgenstrålningen 19

4. Röntgenbilden Den digitala bilden Olika digitala detektorer Granskning av digitala bilder

5. Strålningens biologiska verkan

23 24 28 32

Strålningens påverkan på cellen 35 Stråldos 37 Strålningsinducerade skador 38 Strålning i vår omgivning 40 Risk med tandröntgenundersökning 41 Att arbeta strålhygieniskt 44

6. Normalanatomi i intraorala bilder

Tänderna 45 Käkbenet 45 Överkäken 47 Underkäken 51

7. Projektionslära och inställningsteknik

Bildtyper vid intraoral bildtagning 55 Projektionslära 58 Detektorplacering 59 Inställning i vertikalled för isometrisk avbildning 60 Inställning i horisontalled för ortoradiell avbildning 63 Centrering 64 Detektorer och hållare 66 Inställningsteknik vid intraoral bildtagning 67 Teknisk analys av bildkvalitet 77

8. Lägesbestämning

Parallaktisk teknik 82 Rätvinkelteknik 93 Stereoteknik 94

9. Röntgendiagnostik

Karies 97 Det marginala benets diagnostik 110 Andra benförändringar 117

10. Panoramaröntgenteknik

120

Avbildningsprinciper 121

11. Avancerade avbildningstekniker Datortomografi, DT (computed tomography, CT) Cone beam computed tomography (CBCT) Magnetresonanstomografi (MRT)

12. Undersökning av dentala implantat

125 126 128 131

133

Inför behandling 133 Efter behandling 136 Röntgenteknik 138

13. Kvalitetssäkring intraoral teknik

141

Röntgenapparaten 141 Skanner, bildplattor och sensorer 144 Bildskärmar 144 Undersökningsteknik 145 Granskning och diagnostik 145 Datasystem och arkivering 145

Källförteckning 146 Sakregister 148

Förord Ämnesområdet odontologisk radiologi har genomgått stora förändringar under de senaste årtiondena, förändringar drivna av utvecklingen inom framför allt elektronik och datavetenskap. Från att ha varit ett ämne höljt i dunkel bland ljusbordens sken är det nu ett ämnesområde i teknikens framkant med allt från digitala detektorer till nya avancerade avbildningstekniker och datorteknik. I dag sker granskning av röntgenbilder på högupplösta skärmar och ljusborden, i de fall de fortfarande förekommer, är utbytta till energisnåla LED-varianter. Det kanske inte är så konstigt att ämnesområdet vädrar uppsving och allt ökande intresse bland dagens unga. Detta åskådliggörs nog enklast med följande numera bevingade citat från en tandläkarstudent: ”En sån där röntgensnubbe skulle man lätt kunna bli, sitta och chilla framför en dator hela dagarna.” Verkligheten är dock en annan – mer avancerad avbildningsteknik ställer högre krav på den diagnostiska uppgiften men framför allt krävs kunskap om olika teknikers möjligheter och begränsningar. Det som ibland verkat enkelt har i många fall blivit mer komplicerat. Man får heller aldrig glömma att trots denna enorma tekniska utveckling är principerna för avbildning med röntgen desamma som när de en gång upptäcktes. Det är fortsatt så att en i grunden dåligt utförd röntgenundersökning aldrig kan räddas, hur avancerad teknik man än besitter. Avbildningen bygger fortfarande på röntgenstrålning. Att röntgenstrålningen är ett strålslag som både kan ge nytta och på sikt skada individen kvarstår också. Odontologisk radiologi utgör en grundpelare för diagnostik och behandling av patienten. Till skillnad från inom den medicinska vården är det olika yrkeskategorier som utför röntgenundersökningar och tolkar röntgenbilder. Detta ställer höga krav på kunskap om såväl grundläggande röntgenfysik och strålbiologi som inställningsteknik för ett optimalt slutresultat till nytta för patienten. I den här boken beskriver vi ingående processen om röntgenstrålningens uppkomst och växelverkan och dess dualism som diagnostisk metod innefattande såväl nytta som risker. Vidare om röntgenunder sökningens praktiska utförande med målet att åstadkomma en optimal avbildning och om moderna system för detektion av röntgenstrålning. Dessutom beskrivs tolkning av röntgenbilden avseende normal anatomiska strukturer och deras avbildning, en förutsättning för god

Förord

diagnostik, samt grundläggande röntgendiagnostik med särskilt fokus på folksjukdomarna karies och parodontit. Boken avslutas med en genomgång av avancerade avbildningstekniker och kvalitetssäkring av röntgensystem. Boken vänder sig framför allt till studerande på tandsköterske- och tandhygienistutbildningarna men kan i vissa delar tillämpas inom grundnivå på tandläkarutbildningen och utgöra en kunskapsaktualisering för hela tandvårdsteamet. Bokens upplägg tar läsaren kronologiskt genom ämnesområdet, men kapitlen kan även läsas var för sig. Göteborg i mars 2019 Författarna

3. Röntgenapparaten För att åstadkomma en röntgenbild av ett objekt behöver vi en apparatur med möjlighet att alstra röntgenstrålning – en röntgenapparat (figur 3:1). Kraven på dentala röntgenapparater är att de ska vara konstruerade enligt beprövad teknik och CE-märkta. Röntgenapparatens huvudsakliga delar är röntgenröret där röntgenstrålningen bildas och transformatorn, dess strömförsörjning. Röntgenröret är inneslutet i röntgenapparaten, omgivet av olja som fungerar som kylmedium, isolering och filtrering. Transformatorn, som i de moderna röntgenapparaterna är avsevärt mindre än tidigare, är vanligen placerad utanför själva apparaten. Tillsammans med likriktare och kondensatorer har den till uppgift att höja spänningen till 60–75 kilovolt (kV), att jämföra med 220 volt (V) från ett vanligt vägguttag. Till röntgenapparaten räknas även primärbländare och riktmedel. Vidare finns det ett manöverorgan, ett exponeringsur för inställning av exponeringstid och i förekommande fall kV och strömstyrka, milliampere (mA). Röntgenapparaten är upphängd i en rörlig arm för att enkelt kunna förflyttas runt patienten vid inställning.

Röntgenröret Röntgenröret är den del i röntgenapparaten där röntgenstrålningen bildas. Det består av en glasbehållare under vakuum (tomt på gas/ luft). I vardera änden av röntgenröret finns katoden och anoden. Katoden (negativ) består av en reflektor med en spiralformad tråd av volfram, glödtråden. Anoden (positiv) består av en fast kopparstav som är lätt vinklad i ena änden, och centralt i denna sitter en liten platta av volfram, röntgenfokus. Röntgenstrålningen bildas genom att en hög spänning (60–75 kV) läggs mellan katoden och anoden. Samtidigt läggs en ström på volframtråden i katoden så att denna börjar glöda, och det skapas ett elektronmoln av frisatta elektroner. På grund av spänningsskillnaden mellan katoden och anoden dras de från glödtråden frisatta negativa elektronerna mot den positiva anoden. När de slår in i anodens volframplatta (röntgenfokus) sker en hastig inbromsning genom växelverkan med atomerna i volframplattan, och den energi som då frigörs

3 • Röntgenapparaten

blir till röntgenstrålning och värme. Verkningsgraden, eller röntgenapparatens effektivitet, är låg; endast omkring en procent av infallande energi omvandlas till röntgenstrålning, resterande del blir till värmestrålning. Av denna anledning utgörs anoden främst av koppar vilket är en god värmeledare. I röntgenrör som arbetar med en hög rörspänning, såsom i olika medicinska röntgenutrustningar, utgörs anoden av en roterande platta (anodtallrik) med avfasade ytor så att de infallande elektronerna genom rotationen träffar nya delar och värmen fördelas över en större yta. Vakuum i röntgenröret bidrar till att glödtråden inte brinner upp och att de accelererade elektronerna inte krockar med luftens mole kyler på sin väg mot anoden. Den röntgenstrålning som bildas sprids i olika riktningar från röntgenfokus, men då denna yta är vinklad centreras en del av strålningen mot röntgenapparatens öppning, fönster. Röntgenfokus har en viss storlek och hur de infallande elektronerna träffar den vinklade ytan varierar, vilket under ogynnsamma geometriska förhållanden kan leda till så kallad fokusoskärpa. Fokusoskärpa innebär att en skarp kant på ett objekt avbildas på en yta i stället för på en bestämd punkt. Fenomenet är dock av mindre betydelse vid de geometriska förhållanden som råder vid intraoral bildtagningsteknik. All röntgenstrålning som inte tillåts passera röntgenapparaten genom dess fönster skärmas av i olja och apparatvägg.

Figur 3:1 Röntgenapparaten och dess uppbyggnad.

3 • Röntgenapparaten

Faktorer som påverkar röntgenstrålningen Det finns ett flertal faktorer som påverkar röntgenstrålningen, dels när den bildas, dels under vägen mot patienten. En del av dessa faktorer är fasta medan andra går att justera. Oavsett är det viktigt att ha kunskap om dessa då de påverkar slutresultatet, det vill säga den färdiga röntgenbilden och/eller stråldosen till patienten.

Kilovolt (kV) Dentala röntgenapparater arbetar med en rörspänning på 60–75 kV. Rörspänningen (kV-talet) påverkar de från katoden frigjorda elektronernas rörelseenergi. Då det är elektronernas rörelseenergi som omvandlas till röntgenstrålning påverkar kV-talet den bildade röntgenstrålningens energi. Högre kV leder således till mer energirik röntgenstrålning och därmed större förmåga att tränga igenom vävnaderna. Vidare påverkar kV-talet röntgenrörets effektivitet genom att en större del av elektronernas rörelseenergi omvandlas till röntgenstrålning. Därmed ökar även mängden röntgenstrålning med ökat kV-tal. • Högt kV-tal – röntgenstrålning med högre energi – större genomträngningsförmåga. • Lågt kV-tal – röntgenstrålning med lägre energi – mindre genomträngningsförmåga. Rörspänningen påverkar avbildningen då mer energirik röntgenstrålning i större omfattning passerar objektet oberoende av de olika vävnadernas täthet. Kontrasten, eller skillnaden mellan olika vävnadstyper, minskar därigenom.

Milliampere (mA) Rörströmmen (mA) är den ström som går från katod till anod i röntgenröret. Ökad rörström leder till att fler elektroner cirkulerar genom glödtråden, och det finns således fler elektroner som kan frigöras från denna och bilda röntgenstrålning. • Högt mA-tal – mer röntgenstrålning. • Lågt mA-tal – mindre röntgenstrålning.

3 • Röntgenapparaten

Exponeringstid (s) Exponeringstiden (s) avgör hur länge röntgenröret ska arbeta, det vill säga under hur lång tid röntgenstrålning ska bildas. Exponeringstiden påverkar alltså mängden röntgenstrålning.

Förhållandet rörström (mA) och exponeringstid (s) Av ovanstående kan vi utläsa att såväl rörströmmen (mA) som exponeringstiden (s) påverkar mängden röntgenstrålning. Förhållandet mellan såväl rörström och exponeringstid som mängden strålning är linjär. En ökning av rörströmmen har samma effekt på mängden röntgenstrålning som en ökning av exponeringstiden. Detsamma gäller för exponeringstiden, till exempel medför en dubblering av exponeringstiden en dubblering av mängden röntgenstrålning och därmed stråldosen till patienten.

Manöverorgan (exponeringsur) I dentalröntgenapparater är vanligen såväl kV som mA fabriksinställda och exponeringstiden (s) utgör den enda faktor vi kan använda för att reglera mängden strålning. Viss apparatur tillåter dock justering av kV-talet och mA inom förutbestämda intervall, vanligen 60–75 kV och 2–10 mA. I anslutning till exponeringsuret ska det finnas en tabell med exponeringstider för olika tandgrupper, anpassad för den aktuella röntgenapparaten. Vid exponering ska en ljus- eller ljudsignal tydligt framgå för personalen så länge exponeringen pågår. Ofta utgår denna indikering från manöverorganet.

Filtrering, bländare och riktmedel Röntgenstrålningen som bildas i röntgenröret består av flera olika energinivåer, det vill säga röntgenfotonerna som emitteras har olika energi och man brukar därför säga att röntgenstrålningen är poly energetisk. Orsaken är dels en variation i de infallande elektronernas rörelseenergi, dels växelverkan med anodmaterialet. Röntgenstrålning (fotoner) med hög energi kan bidra till bildgivandet då de kan växelverka med hårdvävnaden i munhålan (käkben och tänder). Röntgenstrålning med låg energi absorberas däremot direkt i mjukvävnaden och bidrar endast till ökad stråldos. Av denna anledning är det önskvärt att i ett tidigt skede filtrera bort den lågenergetiska

3 • Röntgenapparaten

röntgenstrålningen så att den aldrig når patienten, vilket sker i alla röntgenapparater genom inverkan av röntgenrörets väggar, omgivande olja och röntgenapparatens hölje, så kallad inherent filtrering. Det kan även förekomma tilläggsfiltrering i form av ett aluminiumfilter vid utträdesfönstret. Enligt gällande regelverk ska den totala filtreringen, alltså den inherenta tillsammans med tilläggsfiltreringen, motsvara en två millimeter tjock aluminiumskiva. Röntgenstrålningen som passerar ut ur röntgenapparaten passe rar via en bländare vars uppgift är att skärma av strålningen så att den motsvarar arean av riktmedlets öppning. Genom att skärma av strålningen anpassas den efter detektorns storlek och onödig bestrålning av vävnad utanför undviks. Förutom att minska stråldosen till patienten bidrar avskärmning till att minimera spridd strålning som kan uppkomma i samband med växelverkan. Spridd strålning innebär att fotoner som växelverkat med ett område utanför det av intresse påverkar detektorn genom sin ändrade riktning – vilket leder till brus och sämre kontrast i bilden. Riktmedlet utgörs av ett runt eller rektangulärt rör som fungerar som riktningsgivare för strålningen och underlättar inställning vid röntgenbildtagning. Enligt Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) ska de riktmedel som används vid bildtagning med dental röntgenapparat vara rektangulära, anpassade efter detektorn. Bländaren sitter i basen på riktmedlet och är anpassat till dess form. Riktmedlet kan vara utfört helt eller delvis i plast eller metall men bidrar oavsett inte till att skärma av strålknippet, det gör bländaren.

Avstånd fokus – objekt/detektor Strålningen som lämnar röntgenapparaten divergerar och fotonerna sprids därmed ut på en större yta om avståndet ökar. Detta fenomen går under namnet avståndslagen – strålningens intensitet minskar med kvadraten på avståndet (figur 3:2). En dubblering av avståndet från fokus till objekt/detektor innebär att strålintensiteten minskar till en fjärdedel. För att kompensera för detta måste antingen rörström (mA) eller exponeringstiden (s) ökas. Av denna anledning är det viktigt att riktmedlets ände är så nära patienten som möjligt för korrekt exponering av detektorn enligt exponeringstabellen. Om man ökar avståndet mellan riktmedlets ände och patienten blir den bestrålade volymen större, men dosen till detektorn lägre och bilden underexponerad. För vissa undersökningar kan ett kort riktmedel användas, i dessa fall måste exponeringstiden sänkas enligt avståndslagen så att detektorn fortsatt får rätt exponering. Eftersom avståndet till huden då är

3 • Röntgenapparaten

k ortare blir strålningsintensiteten vid huden och därmed dosen högre. Med kortare riktmedel är strålknippet mer divergerande, större volym bestrålas och känsliga organ hamnar i strålfältet. Av denna anledning får exponering aldrig utföras med riktmedlet avlägsnat. För dentala röntgenapparater ska avståndet mellan fokus och riktmedlets ände vara ≥ 20 centimeter.

Figur 3:2 Avståndslagen. Rönt genstrålningens intensitet avtar med kvadranten på avståndet.

4. Röntgenbilden Vid röntgenundersökningen absorberas eller passerar röntgenstrålningen i högre eller mindre grad i patienten. Röntgenstrålningen som passerar patienten absorberas i en detektor, i dag vanligen en digital röntgendetektor men tidigare en röntgenfilm (figur 4:1).

Figur 4:1 Schematisk bild av framställningen av den digitala röntgen bilden.

En digitalt framställd röntgenbild kan ses på en dators bildskärm i form av ett mönster av små rutor, picture elements eller pixlar med olika grå nyanser från svart till vitt (figur 4:2).

Figur 4:2 Del av digital röntgen bild med förstorade bildelement, pixlar.

4 • Röntgenbilden

En filmbild ses efter framkallning och fixering. Filmen läggs på ett ljusbord och ljuset från ljusbordet stoppas i de av silver täckta områdena i plastfilmen respektive går igenom filmens genomskinliga områden (figur 4:3). I båda fallen visas vanligen de delar av patienten som absorberat strålning som ljusa, radiopaka områden och de delar där strålningen passerat som mörkare, radiolucenta områden.

Den digitala bilden En digital bild är uppbyggd av små bildelement eller picture elements, pixlar. I varje pixel finns information om hur mycket strålning som nått den. När strålningen absorberats i patienten når bara lite strålning detektorns pixlar och när den passerat patienten träffar mycket strålning detektorns pixlar. Informationen vidarebefordras från varje pixel till datorn genom en elektrontransport, elektrisk ström, som varierar beroende på hur mycket passage och absorption som skett i de olika delarna i patienten. I A/D-boxen (analog-till-digital-omvandlaren) omvandlas de olika strömstyrkorna till siffervärden. Dessa siffervärden motsvarar alltså mängden absorption och passage i patienten. I den digitala röntgenbilden används vanligen bara färgerna svart, vitt och olika grå nyanser, vilket motsvarar färgerna i den gamla tidens filmbild. Förutom information om de olika grå nyanser som bilden byggs upp av ska det i bildfilen också finnas patient- och undersökningsdata och information om bildens egenskaper. För att detta ska kunna visas oavsett vilket bildsystem som används måste bilderna framställas enligt DICOM-standard (Digital Imaging and Communications in Medicine). Genom att bilderna följer DICOM-standarden får varje bildfil ett världsunikt bildnummer och innehåller förutom själva pixel informationen bland annat patientnamn, personnummer, undersökningsdatum, antal pixlar och antal bitar i bilden. Denna information syns inte direkt i bilden men en DICOM-bildläsare kan visa den i separat fönster.

Spatial upplösning Det digitala systemets förmåga att visa små strukturer beror på hur många pixlar som finns i detektorn (men även på kontrastupplösningen), hur många som sparas samt hur många som visas på bildskärmen. Antalet pixlar kan också beskrivas av hur många rader och kolumner som finns i bilden (figur 4:4).

Figur 4:3 Del av filmbild med för storade silverfläckar.

ODONTOLOGISK RADIOLOGI

HENRIK LUND

( R E D .)

MODERN ODONTOLOGI

Odontologisk radiologi

HENRIK LUND (RED.)

ISBN 978-91-8809-992-1

789188 099921