Imagens panorâmicas de tomossíntese dentária usando dados de projeção CBCT

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8817 (2023) Citar este artigo

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A CBCT dental e as imagens panorâmicas são importantes modalidades de imagem usadas no diagnóstico odontológico e no planejamento do tratamento. Para adquirir uma imagem panorâmica sem uma varredura panorâmica adicional, neste estudo, propusemos um método de reconstrução de uma imagem panorâmica extraindo dados de projeção panorâmica de dados de projeção CBCT odontológica. Depois de especificar o arco dentário do paciente a partir da imagem CBCT do paciente, os dados de projeção panorâmica são extraídos dos dados de projeção CBCT ao longo da trajetória de varredura panorâmica apropriada que se ajusta ao arco dentário. Um total de 40 conjuntos de dados humanos clínicos e um conjunto de dados de cabeça fantasma foram usados ​​para testar o método proposto. O conjunto de dados clínicos humanos usado neste estudo inclui casos em que é difícil reconstruir imagens panorâmicas de imagens CBCT, como dados com artefatos de metal severos ou dados sem dentes. Como resultado da aplicação do método de reconstrução de imagens panorâmicas proposto neste estudo, conseguimos adquirir com sucesso imagens panorâmicas dos dados de projeção CBCT de vários pacientes. O método proposto adquire uma imagem panorâmica universalmente aplicável que é menos afetada pela qualidade da imagem CBCT e artefatos de metal, extraindo dados de projeção panorâmica de dados odontológicos CBCT e reconstruindo uma imagem panorâmica.

Na odontologia, várias tecnologias digitais avançadas, como imagens ópticas, imagens de raios X 2D/3D e impressão 3D, são ativamente investigadas e implantadas1,2,3,4,5,6. Em particular, a CBCT odontológica e a imagem panorâmica são modalidades de imagem usadas diariamente no diagnóstico odontológico e no planejamento do tratamento1,7. A radiografia panorâmica desempenha um papel importante no diagnóstico de várias doenças dentárias e seu planejamento de tratamento relacionado pode fornecer informações odontológicas relativamente ricas em uma única exibição com um amplo campo de visão em uma baixa dose de radiação de imagem8,9,10,11,12 . O grau de dose pode diferir dependendo do modelo e do método de escaneamento, mas, em geral, uma radiografia panorâmica tem uma dose efetiva de 8 a 14 µSv enquanto a de uma CBCT odontológica varia de 10 a 130 µSv13,14. Ao custo de uma dose maior de CBCT, sua capacidade de exibir informações anatômicas em 3D é considerada crucial para o diagnóstico e planejamento terapêutico em vários campos, como planejamento de implantes, visualização de dentes anormais e avaliação da mandíbula7,15,16,17. A visualização da imagem CBCT dental geralmente é fornecida com uma função de exibição de volume dinâmico e também com fatias de reconstrução multiplanar (MPR). No entanto, uma vez que a imagem panorâmica pode mostrar de forma abrangente estruturas anatômicas com um amplo FOV em um único plano, as demandas por imagens panorâmicas são altas mesmo após a aquisição de imagens CBCT em clínicas18,19,20,21,22,23,24,25,26. Gostaríamos de observar que não pretendemos propor a substituição de imagens panorâmicas dentárias para diagnóstico inicial por imagens CBCT neste trabalho, mas, em vez disso, propomos um método para sintetizar imagens panorâmicas uma vez que a imagem CBCT tenha ocorrido e imagens panorâmicas adicionais sejam necessárias posteriormente. Ter dois sistemas separados não é desejável em termos de custo e requisitos de espaço e existem dispositivos de imagem que fornecem ambas as modalidades de imagem em uma única plataforma CBCT.

Existem duas abordagens principais para adquirir imagens CBCT e panorâmicas de um único dispositivo: abordagens de hardware e software. Na abordagem de hardware, a varredura panorâmica está disponível com o equipamento CBCT, permitindo que o eixo rotativo do equipamento CBCT se mova e implementando uma geometria de feixe estreito pelo uso de um colimador. Os dados de projeção são adquiridos ao longo da trajetória de varredura panorâmica predefinida no sistema de varredura panorâmica. No entanto, devido à trajetória de varredura fixa, imagens panorâmicas fora de foco podem ser obtidas quando a dentição do paciente está substancialmente fora do plano focal. Mais importante, uma varredura panorâmica adicional resultaria em uma dose adicional de radiação de imagem para o paciente.