Панорамная визуализация дентального томосинтеза с использованием данных проекции КЛКТ

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8817 (2023) Цитировать эту статью

109 доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Стоматологическая КЛКТ и панорамные изображения являются важными методами визуализации, используемыми при стоматологической диагностике и планировании лечения. Чтобы получить панорамное изображение без дополнительного панорамного сканирования, в этом исследовании мы предложили метод реконструкции панорамного изображения путем извлечения данных панорамной проекции из данных проекции стоматологической КЛКТ. После указания зубной дуги пациента на КЛКТ-изображении пациента данные панорамной проекции извлекаются из данных КЛКТ-проекции по соответствующей траектории панорамного сканирования, которая соответствует зубной дуге. Для проверки предлагаемого метода было использовано в общей сложности 40 клинических наборов данных человека и один набор данных фантома головы. Набор клинических данных о людях, использованный в этом исследовании, включает случаи, в которых трудно восстановить панорамные изображения по изображениям КЛКТ, например, данные с серьезными металлическими артефактами или данные без зубов. В результате применения метода реконструкции панорамных изображений, предложенного в этом исследовании, нам удалось успешно получить панорамные изображения из данных проекции КЛКТ различных пациентов. Предлагаемый метод позволяет получить универсально применимое панорамное изображение, на которое меньше влияют качество изображения КЛКТ и металлические артефакты, путем извлечения данных панорамной проекции из данных стоматологической КЛКТ и реконструкции панорамного изображения.

В стоматологии активно исследуются и внедряются различные передовые цифровые технологии, такие как оптическая визуализация, 2D/3D рентгеновская визуализация и 3D-печать1,2,3,4,5,6. В частности, КЛКТ зубов и панорамная визуализация являются ежедневно используемыми методами визуализации при стоматологической диагностике и планировании лечения1,7. Панорамная рентгенография играет важную роль в диагностике различных стоматологических заболеваний и связанном с ними планировании лечения. Она может предоставить относительно обширную стоматологическую информацию на одном дисплее с широким полем зрения при низкой дозе визуализирующего излучения8,9,10,11,12 . Степень дозы может различаться в зависимости от модели и метода сканирования, но в целом эффективная доза панорамной рентгенограммы составляет от 8 до 14 мкЗв, тогда как эффективная доза стоматологической КЛКТ составляет от 10 до 130 мкЗв13,14. За счет более высокой дозы КЛКТ ее способность отображать анатомическую информацию в 3D считается решающей для диагностики и планирования терапии в различных областях, таких как планирование имплантации, визуализация аномальных зубов и оценка челюсти7,15,16,17. Визуализация КЛКТ-изображения зубов обычно обеспечивается с помощью функции динамического объемного рендеринга, а также срезов мультипланарной реконструкции (MPR). Однако, поскольку панорамное изображение может всесторонне отображать анатомические структуры с широким полем обзора в одной плоскости, требования к панорамным изображениям высоки даже после получения изображений КЛКТ в клиниках18,19,20,21,22,23,24,25,26. Мы хотели бы отметить, что в этой работе мы не стремимся предложить замену дентальной панорамной визуализации для первоначального диагноза на КЛКТ, а вместо этого предлагаем метод синтеза панорамных изображений после того, как КЛКТ-изображение было выполнено, и в дальнейшем потребуется дополнительная панорамная визуализация. Наличие двух отдельных систем нежелательно с точки зрения стоимости и занимаемого пространства, и существуют устройства визуализации, которые обеспечивают оба метода визуализации на одной платформе КЛКТ.

Существует два основных подхода к получению КЛКТ и панорамных изображений с одного устройства: аппаратный и программный подход. При аппаратном подходе панорамное сканирование доступно с помощью оборудования КЛКТ, позволяя вращающемуся валу оборудования КЛКТ двигаться и реализуя геометрию узкого луча с помощью коллиматора. Данные проекции собираются по заранее заданной траектории панорамного сканирования в системе панорамного сканирования. Однако из-за фиксированной траектории сканирования панорамные изображения вне фокуса могут быть получены, когда зубной ряд пациента существенно отклоняется от фокальной плоскости. Что еще более важно, дополнительное панорамное сканирование приведет к дополнительной дозе радиационного облучения пациента.