Imaging panoramico di tomosintesi dentale mediante l'uso di dati di proiezione CBCT

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8817 (2023) Citare questo articolo

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La CBCT dentale e le immagini panoramiche sono importanti modalità di imaging utilizzate nella diagnosi dentale e nella pianificazione del trattamento. Per acquisire un'immagine panoramica senza una scansione panoramica aggiuntiva, in questo studio abbiamo proposto un metodo per ricostruire un'immagine panoramica estraendo i dati di proiezione panoramica dai dati di proiezione CBCT dentale. Dopo aver specificato l'arcata dentale del paziente dall'immagine CBCT del paziente, i dati di proiezione panoramica vengono estratti dai dati di proiezione CBCT lungo la traiettoria di scansione panoramica appropriata che si adatta all'arcata dentale. Per testare il metodo proposto sono stati utilizzati un totale di 40 set di dati clinici umani e un set di dati di un fantoccio testa. Il set di dati clinici umani utilizzato in questo studio include casi in cui è difficile ricostruire immagini panoramiche da immagini CBCT, come dati con gravi artefatti metallici o dati senza denti. Come risultato dell'applicazione del metodo di ricostruzione dell'immagine panoramica proposto in questo studio, siamo stati in grado di acquisire con successo immagini panoramiche dai dati di proiezione CBCT di vari pazienti. Il metodo proposto acquisisce un'immagine panoramica universalmente applicabile che è meno influenzata dalla qualità dell'immagine CBCT e dagli artefatti metallici estraendo i dati di proiezione panoramica dai dati CBCT dentali e ricostruendo un'immagine panoramica.

In odontoiatria, varie tecnologie digitali avanzate come l’imaging ottico, l’imaging a raggi X 2D/3D e la stampa 3D vengono attivamente studiate e implementate1,2,3,4,5,6. In particolare, la CBCT dentale e l'imaging panoramico sono modalità di imaging utilizzate quotidianamente nella diagnosi dentale e nella pianificazione del trattamento1,7. La radiografia panoramica svolge un ruolo importante nella diagnosi di varie malattie dentali e nella relativa pianificazione del trattamento poiché può fornire informazioni dentali relativamente ricche in un unico display con un ampio campo visivo con una bassa dose di radiazioni per immagini8,9,10,11,12 . L'entità della dose può variare a seconda del modello e del metodo di scansione, ma in generale una radiografia panoramica ha una dose efficace da 8 a 14 µSv mentre quella di una CBCT dentale varia da 10 a 130 µSv13,14. A costo di una dose più elevata di CBCT, la sua capacità di visualizzare informazioni anatomiche in 3D è considerata cruciale per la diagnosi e la pianificazione della terapia in vari campi come la pianificazione degli impianti, la visualizzazione di denti anomali e la valutazione della mascella7,15,16,17. La visualizzazione dell'immagine CBCT dentale viene solitamente fornita con una funzione di visualizzazione renderizzata del volume dinamico e anche con sezioni di ricostruzione multiplanare (MPR). Tuttavia, poiché l’immagine panoramica può mostrare in modo completo le strutture anatomiche con un ampio FOV su un unico piano, le richieste di imaging panoramico sono elevate anche dopo l’acquisizione dell’immagine CBCT nelle cliniche18,19,20,21,22,23,24,25,26. Desideriamo sottolineare che in questo lavoro non miriamo a proporre la sostituzione dell'imaging panoramico dentale per la diagnosi iniziale con l'imaging CBCT, ma proponiamo invece un metodo per sintetizzare l'imaging panoramico una volta che l'imaging CBCT ha avuto luogo e successivamente è necessario un ulteriore imaging panoramico. Avere due sistemi separati non è auspicabile in termini di costi e requisiti di spazio ed esistono dispositivi di imaging che forniscono entrambe le modalità di imaging su un'unica piattaforma CBCT.

Esistono due approcci principali per acquisire immagini CBCT dentali e panoramiche da un singolo dispositivo: approcci hardware e software. Nell'approccio hardware, la scansione panoramica è disponibile con l'apparecchiatura CBCT consentendo all'albero rotante dell'apparecchiatura CBCT di muoversi e implementando una geometria del fascio stretto mediante l'uso di un collimatore. I dati di proiezione vengono acquisiti lungo la traiettoria di scansione panoramica predefinita nel sistema di scansione panoramica. Tuttavia, a causa della traiettoria di scansione fissa, è possibile ottenere immagini panoramiche fuori fuoco quando la dentatura del paziente è sostanzialmente fuori dal piano focale. Ancora più importante, un’ulteriore scansione panoramica comporterebbe una dose aggiuntiva di radiazioni per immagini al paziente.