Intraoraaliröntgensensorien testauslaitteen LabVIEW-ohjelmointi

Abstract

Tämän insinöörityön tavoitteena oli kehittää hammashoitoteknologiayritys Planmeca Oy:n valmistamien ProSensor-intraoraalisensorien testauslaitteen ohjelmistoa. Intraoraalisensorit ovat hampaiden röntgenkuvauksessa käytettäviä potilaan suuhun asetettavia digitaalisia ilmaisimia. Sensorien testauksen tarkoituksena on varmistaa, että sensori toimii oikein ja täyttää laatuvaatimukset.

Testauslaitteen ohjelmistokehitysprojektissa hyödynnettiin Scrum-projektinhallintamenetelmää. Projektille varattu aika jaettiin lyhyempiin jaksoihin, sprintteihin, joiden aikana ryhmälle kunkin sprintin alussa jaetut tehtävät pyrittiin saamaan valmiiksi. Ohjelmistokehitykseen käytettiin LabVIEW-ohjelmointikieltä. Kuvaprosessointia vaativissa tehtävissä hyödynnettiin lisäksi NI Vision Development Modulea, joka sisältää LabVIEW-noodeja sekä konenäköohjelma Vision Assistantin. Osa testauslaitteen ohjelmista oli aikaisemmin tehty MATLAB-kielellä ja käännettiin LabVIEW’lle.

Insinöörityössä käsitellään neljää testauslaitteelle projektin aikana tehtyä LabVIEW-ohjelmaa, jotka liittyvät testauslaitteen ja tietokoneen väliseen kommunikointiin sekä intraoraalisensorien testikuvien analyysiin. Työn alussa tehtiin ohjelma RS-232-sarjaporttien väliseen kommunikointiin sekä kaksi ohjelmaa, jotka kommunikoivat testauslaitteen kanssa psComm-apuohjelman välityksellä. Näiden ohjelmien avulla voidaan ohjata sensorin tilaa, sekä lukea ja kirjoittaa sensorin parametreja, kuten sensorin sarjanumero.

Intraoraalisensorien testauksessa sensorilla otetaan testikuvia, jotka käyvät läpi joukon analyysejä. Insinöörityön aikana toteutettiin LabVIEW’lle yksi näistä analyyseistä, Klusterianalyysi, joka analysoi kuvan sisältämiä virheellisiä pikseleitä ja pikseliryhmittymiä, niiden määrää ja kokoa sekä määrittää, täyttääkö sensori laatuvaatimukset. Ohjelman toteutuksessa hyödynnettiin Vision Development Modulea, jota ilman ohjelman toteuttaminen olisi ollut huomattavasti vaikeampaa.

Työn lopputulos on kolme onnistuneesti toteutettua pienempää ohjelmaa ja yksi laajempi kuva-analyysiohjelma, jotka tulevat olemaan osa testauslaitteen ohjelmistoa. Testauslaitteen ohjelmiston kehitys jatkui vielä insinöörityöprojektin päättymisen jälkeen.

The aim of this thesis was to develop software for a device used for testing intraoral X-ray sensors manufactured by Planmeca Oy. Intraoral sensors are digital detectors used in dental imaging for capturing X-ray images from inside the patient’s mouth. The goal of testing is to confirm that the sensor works as intended and meets quality specifications.

The Scrum agile software development framework was utilized during the project. The time allotted for the project was divided into shorter periods called sprints, during which each member of the programming team aimed to complete the tasks agreed at the beginning of each sprint. The LabVIEW programming language was used for software development. In addition, the NI Vision Development Module, consisting of LabVIEW nodes and the machine vision software Vision Assistant, was used for tasks requiring image processing. Some pre-existing testing device programs made using MATLAB were converted to LabVIEW during the project.

Four LabVIEW programs developed for the testing device are discussed in this thesis. Programs that control RS-232 serial communication between the computer and the testing device and allow the user to control the status of the sensor and read/write parameters, such as serial number, were created at the beginning of the project.

Test images taken during the sensor testing procedure are subjected to several analyses, of which one (Cluster Analysis) was implemented as a LabVIEW program as part of this thesis project. Cluster Analysis searches for invalid pixels and pixel clusters, compares their number and size to limits and determines based on the results whether the sensor requires quality control or should be rejected. This program made use of the Vision Development Module, without which implementing some parts of the program in LabVIEW would have been difficult.

The outcome of the project is three smaller programs and one larger image analysis program that will be part of the testing device software. The software development project continues after the completion of the thesis work.