Software-based movement adaptation of an extraoral X-ray device for patient support table alignment

Abstract

Accurate alignment of the patient support plays a crucial role in ensuring high-quality images in extraoral X-ray devices. While the manual alignment process is effective, it is considered difficult and time-consuming, leading to a demand for more automated solutions.

The aim of this thesis is to develop and evaluate a software-based movement adaptation system for aligning the patient support of an extraoral X-ray device. The goal is to determine whether it is possible to find out the positional offsets and angular displacement of the patient support table using imaging data and utilize this information to adapt the device's movement to fit the alignment. The methodology involves the use of ImageJ for image analysis and the Hough Circle Transform for detecting circular objects. The implementation utilizes C++ and the Qt framework, ensuring compatibility with the existing system infrastructure.

Results from the thesis suggest that the proposed method can effectively adapt the movement of the device to fit the position and orientation of the patient support table using software. The results serve as a proof of concept for development and production of solution that utilizes software to automate the patient support table alignment in extraoral X-ray devices. Additionally, the thesis discusses the challenges encountered during the implementation and provides insights into potential improvements for future development.

Extraoraalisella röntgenlaitteella saadaan korkealaatuisia kuvia vain, jos potilastuki on suunnattu täsmällisesti. Tähän asti käytetty manuaalinen suuntaus antaa tarkan tuloksen, mutta menetelmä on vaikea ja aikaa vievä, mikä on lisännyt tarvetta automatisoiduille ratkaisuille.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on kehittää ohjelmistopohjainen liikkeen korjausjärjestelmä potilastuen suuntaamiseksi extraoraalisessa röntgenlaitteessa ja arvioida sen toimintaa. Tavoitteena on selvittää, onko mahdollista määrittää potilastukipöydän sijainti- ja kulmapoikkeamat kuvantamisdatan avulla ja korjata laitteen liike vastaamaan potilastuen suuntausta näiden tietojen avulla. Metodeihin kuuluvat ImageJ, jota käytetään kuvien analysoinnissa, ja Hough Circle Transform -algoritmi, joka tunnistaa ympyränmuotoiset kohteet. Menetelmät on käytännössä toteutettu C++-ohjelmointikielellä Qt-ympäristössä, mikä varmistaa yhteensopivuuden olemassa olevan järjestelmän kanssa.

Opinnäytetyön tulokset viittaavat siihen, että ehdotettu menetelmä pystyy tehokkaasti korjaamaan laitteen liikettä potilastukipöydän sijainnin ja orientaation mukaisesti. Tulokset osoittavat, että on mahdollista kehittää tuotantokelpoinen ratkaisu, joka ohjelmallisesti automatisoi potilastukipöydän suuntauksen extraoraalisissa röntgenlaitteissa. Lisäksi työssä käsitellään toteutuksen aikana kohdattuja haasteita ja annetaan näkemyksiä mahdollisista parannuksista tulevaa kehitystä varten.