Potilaan liikkeitä korjaava Planmeca CALM™ -algoritmi lunastaa lupauksensa

MikkoLilja

Potilaan liikkeitä KKTT-kuvissa korjaava Planmeca CALM™ -algoritmi on tehnyt vahvan vaikutuksen alan
ammattilaisiin. Hammasalan ensimmäinen loppukäyttäjille suunnattu liikeartefaktojen korjausratkaisu on saanut hammaslääkäreiltä ylistäviä kommentteja. Planmecan 3D-kuvantamisen asiantuntija Mikko Lilja kertoo, miten uraauurtava algoritmi sai alkunsa ja miksi jokainen hammaslääkäri voi hyötyä siitä.

”Kaikki meni aivan kuin omalla painollaan”, Mikko Lilja valottaa Planmeca CALM™ -algoritmin syntyhistoriaa. ”Perehdyin väitöskirjatutkimuksessani liikkeeseen tomogra­fiakuvantamisen ongelmana. Kun kävi ilmi, että Planmeca oli kiinnostunut samasta problematiikasta, kaikki palaset loksahti­vat paikoilleen.”

CALM on lyhenne sanoista Correction Algorithm for Latent Movement. Kyseessä on projektiogeometrian optimointialgorit­mi, joka analysoi ja kompensoi potilaan liikettä KKTT-kuvissa. Tu­loksena saadaan entistä parempia kuvia, jolloin uusintakuvauksia ei tarvita. Tämä säästää klinikan aikaa ja suojaa potilasta säteilyltä.

Ainutlaatuinen ratkaisu loppukäyttäjille

Potilaan liikehdintä kuvauksen aikana on yksi merkittävimmis­tä haasteista KKTT-tutkimusten kuvanlaadun kannalta, sillä se aiheuttaa kuvanlaatua heikentäviä artefaktoja.

”Tomografiarekonstruktiossa oletuksena on, että mittauk­set – tässä tapauksessa siis KKTT-röntgenprojektiokuvat – ovat geometrisesti yhdenmukaisia”, Lilja selittää. ”Potilaan liikkues­sa data ei enää täsmää, mikä näkyy rekonstruktion laadussa. Planmeca CALM™ palauttaa röntgenmittausten yhdenmukaisuu­den seuraamalla potilaan liikettä, jolloin tuloksena saadaan terä­vämpi lopullinen kuva.”

Planmeca CALM™ -algoritmi toimii kaikkien volyymi- ja vokse­likokojen kanssa ja pidentää rekonstruktion kokonaisaikaa vain n. 10–60 sekunnilla. Algoritmia voidaan käyttää kuvanoton jäl­keen, mutta myös ennen kuvausta. Tämä mahdollistaa auto­maattisen korjauksen jo ennen kuvien tarkastelua Planmeca Romexis® -ohjelmistossa.

”Aikaisemmin hammaslääkärin täytyi lähettää epäonnis­tuneet kuvat valmistajalle tutkittaviksi tai uusia koko kuvaus. Planmeca CALM™ -algoritmin myötä tämä on historiaa. Olemme todella ylpeitä siitä, että Planmeca tarjoaa ensimmäisenä ham­mashoitolaitteiden valmistajana liikeartefaktojen korjausratkai­sun loppukäyttäjille”, Lilja toteaa.

Huippuosaaminen kohtaa huipputeknologian

Lilja kertoo, että Planmeca oli suunnitellut jo pitkään loppukäyt­täjille suunnatun potilaan liikkeen korjausalgoritmin kehittämis­tä. Hän itse sai projektin vastuulleen heti liityttyään Planmecan 3D-kuvantamistiimiin.

”Uskon, että ajoitus oli täydellinen kaikille osapuolille. Plan­mecalla on vertaansa vailla oleva asiantuntemus lääketieteelli­sestä kuvantamisesta ja kuvien rekonstruoinnista, ja minä olen perehtynyt syvällisesti liikekorjaukseen. Löimme siis viisaat päämme yhteen ja ryhdyimme hommiin.”

Kehitysprosessissa oli omat haasteensa. Erityisesti Planmecan KKTT-laitteisiin soveltuvan algoritmin kehittäminen vaati paljon ponnisteluja.

”Oma aikaisempi kokemukseni rajoittui teolliseen 2D-tomo­grafiaan, jossa rekonstruktioajat ja kuvattavat kohteet ovat hyvin erilaisia kuin lääketieteellisessä kuvantamisessa. Vaikka ensim­mäiset prototyyppitestit olivat rohkaisevia, meidän piti ratkaista lukuisia haasteita, jotta uusi algoritmi soveltuisi hammaskuvan­tamiseen”, Lilja kertoo. ”Onneksi sain paljon apua osaavilta kollegoiltani, joiden an­siosta pystyin keskittymään ydinongelmaan.”

Lopullisen tuotteen julkistus tapahtui IDS-tapahtumassa Köl­nissä keväällä 2017 ja herätti paljon innostusta ja kohinaa alan ih­misten keskuudessa.

Parantaa kuvan kuin kuvan laatua

Planmeca CALM™ tarjoaa monia hyötyjä hammaskuvantamiseen. Algoritmi on erityisen käytännöllinen kuvattaessa tavallista levot­tomampia potilaita, kuten lapsia, erityispotilaita tai iäkkäitä hen­kilöitä. Liljan mukaan algoritmi voi kuitenkin parantaa minkä ta­hansa kuvan laatua.

”Toisessa ääripäässä ovat tietysti kuvat, joissa potilas on liik­kunut niin paljon, että kuva olisi käyttökelvoton ilman Planmeca CALM™ -algoritmia. Oman kokemukseni mukaan algoritmi kuiten­kin kohentaa kuvanlaatua myös sellaisissa tapauksissa, joissa ei heti tulisi ajatelleeksi, että potilas on liikkunut merkittävästi”, Lilja kertoo.

”Tärkeintä on, että liikekorjaus voidaan tehdä talon sisällä ilman uusintakuvauksia tai kuvien lähettämistä valmistajalle. Kun hammaslääkäri pystyy tekemään tarvittavan korjauksen itse, lop­putuloksena on tarkempi diagnoosi, aikaa ja rahaa säästyy ja po­tilaan saama säteilyannos jää pienemmäksi.”

Positiivista palautetta hammaslääkäreiltä

Planmeca CALM™ on saanut hammaslääkäreiltä ylistäviä lausuntoja lanseerauksensa jälkeen. ”Olemme saaneet tähän mennessä todella positiivista palautetta asiakkailta. On ollut mieltä lämmittävää kuulla, että algoritmin eteen te­kemämme kova työ kantaa hedelmää”, Lilja toteaa.

”Joku on kuulemma testannut algoritmin toimintaa jopa pääfantomia ravistelemalla! Kaikki testit ovat osoittaneet, että algoritmi todella täyttää tehtävänsä. Se tuntuu hienolta.”

Planmecan tutkimusosasto toisti pääfantomin heilutuskokeen seuraavin tuloksin:

Kuva 1
Alkuperäinen rekonstruktio erittäin matalalla säteilyannoksellaSagittal

Kuva 2
Rekonstruktio Planmeca AINO™ -kohinansuodatuksen jälkeen*AinoSagittal

Kuva 3
Rekonstruktio Planmeca CALM™ -liikekorjauksen ja Planmeca AINO™ -kohinansuodatuksen jälkeen
AinoCALM

*Planmeca AINO™ poistaa kohinaa KKTT-kuvista hävittämättä diagnostisesti tärkeitä yksityiskohtia

Englanninkielinen alkuperäisteksti: Daniel Purssila ja Aleksandra Nyholm
Kuva: Päivi Telenius