ارزیابی تغییرات مقیاس خاکستری تصاویر دستگاه‌های CBCT در راستاهای مختلف با استفاده از فایل DICOM

نویسندگان

1 سازمان انرژی اتمی

2 دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی

3 دانشگاه شیراز

4 دانشگاه علوم پزشکی تهران

چکیده

تصاویر دستگاه‌های تصویربرداری CBCT دندانی که در آن‌ها از پرتوهای مخروطی شکل استفاده شده و با فرمت DICOM ذخیره‌سازی می‌شوند، دارای کاربردهای مختلفی در حوزه دندان‌پزشکی از جمله ارزیابی چگالی استخوان برای انتخاب محل مینی ایمپلنت ارتودنسی، تشخیص از دست رفتن استخوان و سایر موارد می‌باشد. در این دستگاه‌ها تصاویر حاصل بر خلاف دستگاه‌های تصویربرداری CT دارای عدم یکنواختی مقیاس خاکستری در راستاهای مختلف تصویر می‌باشند. این امر همراه با عدم توانایی CBCT در نمایش واقعی اعداد سی‌تی باعث می‌شود که دستیابی به اطلاعات مربوط به چگالی استخوان با مشکل روبرو شده و بنابراین نمی‌توان تشخیص دقیق و صحیحی از عارضه‌های دندانی با به کارگیری اطلاعات کمی تصاویر حاصل از این دستگاه‌‌ها به‌دست آورد. در این راستا به جهت اینکه بتوان با استفاده از اطلاعات کمی تصاویر این دستگاه‌ها ارزیابی دقیق‌تری از چگالی استخوان داشت به بررسی تغییرات مقیاس خاکستری در تصاویر مربوط به چند دستگاه‌ متفاوت CBCT (شامل دستگاه‌‌های New Tom GIANO، Scanora 3D و (Care stream CS9300 پرداخته شد. نتایج نشان داد که روند تغییرات مقیاس خاکستری برای هر دستگاه‌ در هر راستا منحصر به همان دستگاه‌ بوده و می‌توان چنین استنتاج کرد که در هر دستگاه‌ تغییرات مقیاس خاکستری تصاویر در هر راستا دارای روند تغییرات تقریباً ثابتی می‌باشد. یکی از مهمترین نتایج این است که تغییـرات مقیـاس خاکسـتری تصـاویر بـرای دستگاه‌های NewTom GIANO و SOREDEX Scanora 3D در راستای محور بدن (محورZ ) دارای روند ثابتی است و به ترتیـب کمتـرین نوسـانات و انحراف معیار استاندارد (0/09 ± 0/54) و (0/04 ± 0/18) را دارد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of gray scale changes of CBCT system images in different axis using the DICOM file

نویسندگان [English]

  • Ahdieh Aghaz 1
  • Mohammad Reza Kardan 1
  • Mohammad Reza deevband 2
  • Bahador Bahadorzadeh 3
  • Yaser Kasesaz 1
  • Hossein Ghadiri 4
چکیده [English]

The images of dental CBCT imaging systems used in conic shaped beams, stored in the DICOM format, have various applications in the dentistry, including bone density estimation to select the location of the orthodontic implant, bone loss detection and etc. In these systems, unlike CT imaging systems, the resulting images exhibit gray-scale non-uniformity in each of the different axis in FOV. This specification along with the inability of the CBCT to display the CT numbers accurately, makes it difficult to obtain bone density information, so diagnosing of dental complications using a quantitative information from the images cannot obtained accurately. In this regard, in order to be able to use the quantitative information of the images of these systems to assess more precisely the bone density, the gray scale changes in the images of several different CBCT systems were studied. The results showed that the process of gray scale changes for each system in each direction is unique for the each system, and it can be concluded that in each system, changes in the gray scale of images in each direction have a roughly constant trend. One of the most important results is that the gray scale changes of the images for all systems along the axis of the body (Z axis) have a steady trend and It has the lowest standard deviation. One of the most important results is that the gray scale changes of the images for the Scanora 3D and  New Tom GIANO systems in the axis of the body (Z axis) have a stable trend and the lowest standard deviation (0.54 ± 0.009) And (0.18 ± 0.004) respectively.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • DICOM images
  • Tomography
  • Gray scale
  • CT number
  • Bone density
  • CBCT
[1] R. Kanagaratnam. Comparative study of orthopantomograph and cone beam computed tomography as pre-operative diagnostic tools for lower third molar surgery, Master's thesis, University of Sydney, (2014). [2] N. Emadi, Y. Safi, A.A. Bagheban and S. Asgary. Comparison of CT-number and gray scale value of different dental materials and hard tissues in CT and CBCT. Iranian endodontic journal, 9(4) (2014) 283–288. [3] J.C. Kwong, J.M. Palomo, M.A. Landers, A. Figueroa and M.G. Hans. Image quality produced by different cone-beam computed tomography settings. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 133(2) (2008) 317–327. [4] T. Razi, M. Niknami and F.A. Ghazani. Relationship between Hounsfield unit in CT scan and gray scale in CBCT. Journal of dental research, dental clinics, dental prospects, 8(2) (2014) 107–115. [5] D. Schulze, M. Heiland, H. Thurmann and G. Adam. Radiation exposure during midfacial imaging using 4-and 16-slice computed tomography, cone beam computed tomography systems and conventional radiography. Dentomaxillofacial Radiology, 33(2) (2004) 83–86. [6] N. Kamaruddin, Z.A. Rajion, A. Yusof and M.E. Aziz. Relationship between Hounsfield unit in CT scan and gray scale in CBCT. In AIP Conference Proceedings, 1791(1) (2016). [7] R. Pauwels, O. Nackaerts, N. Bellaiche, H. Stamatakis, K. Tsiklakis, A. Walker H. Bosmans, R. Bogaerts, R. Jacobs, K. Horner and SEDENTEXCT Project Consortium. Variability of dental cone beam CT grey values for density estimations. The British journal of radiology, 86(1021) (2013) 20120135–20120141. [8] T.E. Reeves, P. Mah and W.D. McDavid. Deriving Hounsfield units using grey levels in cone beam CT: a clinical application. Dentomaxillofacial Radiology, 41(6) (2012) 500–508. [9] P. Mah, T.E. Reeves and W.D. McDavid. Deriving Hounsfield units using grey levels in cone beam computed tomography. Dentomaxillofacial Radiology, 39(6) (2010) 323–335. [10] C.A. Schneider, W.S. Rasband and K.W. Eliceiri. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature methods, 9(7) (2012) 671–675.