Cone Beam CT ve stomatologii: Pohybové artefakty a jejich redukce

Abstract

Cone Beam Computed Tomography (CBCT) umožňuje prostorové zobrazení ve stomatologii. Plochý detektor na jedné straně a zdroj rentgenového záření na straně druhé se během snímání jednou otočí kolem hlavy pacienta. Paprsek má tvar kužele, který prochází celou oblastí zájmu. Během jediné otáčky, která trvá od několika sekund do několika desítek sekund, je detektorem zachyceno až několik set základních 2D snímků. Ty reprezentují různé úhly pohledu na oblast zájmu a jsou následně softwarově zpracovány do podoby prostorového obrazu. Pravděpodobně největší výhodou CBCT je možnost prostorového zobrazení při efektivních dávkách záření srovnatelných se standardními zobrazovacími metodami užívanými ve stomatologii (Pauwels et al., 2010). Experimentální část práce je věnována jedné z největších slabin CBCT - pohybu pacienta během snímání. Ten má zásadní vliv na kvalitu obrazu a v současnosti je hlavním limitujícím faktorem dalšího rozvoje této technologie. V první části experimentu jsme zaznamenávali velikost pohybů pomocí vysokorychlostní kamery a následně analyzovali data v programu MatLab. Jako velmi významná se ukázala být velikost pohybu pacientů i samotného CBCT přístroje. Pohyb byl největší na začátku snímání v případě pacientů i CBCT přístroje. V druhé části experimentu je prezentován vlastní návrh...

Cone Beam Computed Tomography (CBCT) allows effective 3D imaging in dentistry. CBCT consists of a planar detector and a x-ray source that rotate once around patient`s head. The x-ray beam is cone-shaped and is directed through the whole volume of interest. All the data needed are obtained during a single rotation of the source and detector. This rotation takes from several to several tens of seconds, and during this time the CBCT captures several hundred of 2D images. They represent different points of view on the region of interest and are later reconstructed to form a 3D data set. The biggest advantage of CBCT is that it can produce 3D image using at radiation doses similar to those of conventional diagnostic methods used in dentistry (Pauwels et al., 2010). In the experimental part of our experiment, we address one of the biggest weaknesses of CBCT - patient movement during scanning which has a major impact on the image quality and is currently the main limiting factor in the further development of this technology. In the first part of our experiment, we recorded movements of patients and CBCT scanner using a high speed camera and subsequently analyzed the data in MatLab program. Significant level of patient motion as well as motion of CBCT scanner was demonstrated. Motion was highest at the...