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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: O impacto na qualidade de imagem e interpretabilidade com artefatos de movimento em exames de tomografia computadorizada de feixe cônico adquiridos com geometria total e parcial de exposição
Title Alternative: The impact on image quality and interpretability with motion artifacts in cone beam computed tomography acquired with aligned and lateral-offset projection geometries
Author: Santaella, Gustavo Machado, 1989-
Advisor: Rosalen, Pedro Luiz, 1960-
Abstract: Resumo: A tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) se baseia no uso de um aparelho contendo uma fonte e um detector de raios X. A forma como este feixe incide no detector define se a exposição é alinhada com o campo de visão (FOV) e o detector, ou se o detector é deslocado para um dos lados, configurando uma geometria parcial de exposição. É também bem descrito na literatura que movimentos realizados pelo paciente durante a aquisição destas imagens podem influenciar negativamente na imagem final, resultando na formação de artefatos. Além disso, novos aparelhos possuem algoritmos para correção destes artefatos de movimento. Desta forma, este estudo objetivou avaliar a aquisição de imagens com detector alinhado e deslocado e a influência na qualidade e na interpretabilidade de imagens de TCFC com artefatos de movimento. Além disso, testou-se a eficácia de dois métodos de redução de artefatos de movimento nas diferentes geometrias de exposição. Para isso, foram utilizados um fantoma de cera utilidade, um crânio humano afixado em um robô programado para executar diferentes movimentos, e diversos equipamentos de TCFC com protocolos de geometria total e parcial de exposição, como o Cranex 3Dx, Ortophos SL, Picasso Trio, Promax 3D Mid, Scanora 3D e X1. Dois desses equipamentos apresentavam ferramentas de redução de artefatos de movimento (Promax 3D Mid e X1). As imagens técnicas do fantoma foram avaliadas no software ImageJ por um único avaliador, onde foram obtidos a média e o desvio padrão dos valores de voxel de treze regiões de interesse em diferentes posições dentro do volume. As imagens clínicas com o crânio foram aleatorizadas e avaliadas por 3 avaliadores experientes no software OnDemand3D, onde foram descritas a presença de artefatos de movimento, perda de nitidez e interpretabilidade dessas imagens em três regiões de interesse. Quando comparados com protocolos com o detector alinhado, as imagens adquiridas por protocolos de TCFC com geometria parcial apresentaram variações na distribuição dos valores de voxel dentro do campo de visão, e os artefatos de movimento foram percebidos apenas parcialmente no campo visão, afetando principalmente as regiões sendo adquiridas no momento da movimentação. As ferramentas de redução de artefatos de movimentos testadas foram eficazes na interpretabilidade em 97,2% dos casos para protocolos de detector alinhado, porém para detectores deslocados essa eficácia foi menor (42,6%). Desta forma, a aquisição de imagens de TCFC utilizando uma geometria de exposição parcial pode alterar a distribuição dos valores de voxel dentro do FOV e afeta diretamente a forma como os artefatos de movimento se apresentam dentro da imagem e sua interpretabilidade em tarefas diagnósticas. Além disso, ela compromete a eficácia da ferramenta de compensação de artefatos de movimentos presente em um dos aparelhos testados (Promax 3D Mid)

Abstract: Cone Beam Computed Tomography (CBCT) is based on the use of a unit containing an X-ray source and a detector. The way the beam is exposed defines whether the exposure is aligned with the field of view (FOV) and the detector, or if the detector is offset to one side by configuring a partial exposure geometry. It is also well described in the literature that movements performed by the patient during the acquisition of these images can negatively influence the final image, resulting in the formation of artifacts. In addition, new devices have algorithms for correction of these movement artifacts. In this way, this study aimed to evaluate the acquisition of images with aligned and lateral-offset detectors and the influence on the quality and the interpretability of CBCT images with motion artefacts. In addition, the effectiveness of methods of reducing movement artefacts in different exposure geometries was tested. To do this, we used a utility wax phantom, and a human skull affixed in a robot programmed to perform different movements, and several CBCT equipment with aligned and partial geometry exposure protocols, such as Cranex 3Dx, Ortophos SL, Picasso Trio, Promax 3D Mid, Scanora 3D and X1. Two of these devices featured motion artefacts reduction tools (Promax 3D Mid and X1). The phantom images were evaluated in the ImageJ software by a single evaluator, where the mean and standard deviation of the voxel values of thirteen regions of interest were obtained at different positions within the volume. The clinical images with the skull were randomized and evaluated by 3 experienced evaluators in the software OnDemand3D, where they were described the presence of movement artifacts, loss of sharpness and interpretability of these images in three regions of interest. When compared with protocols with the aligned detector, the images acquired by protocols with an offset detector showed variations in the distribution of voxel values within the field of view, and the motion artefacts were only partially observed in the FOV, affecting mainly the regions being acquired at the moment of the movement. The artefact reduction tools tested were effective in interpretability in 97.2% of cases for aligned detector protocols, but for offset detectors this efficacy was lower (42.6%). Thus, the acquisition of CBCT images using a partial exposure geometry can alter the distribution of voxel values within the FOV and directly affects the way motion artefacts appear within the image and their interpretability in diagnostic tasks. In addition, it compromises the effectiveness of the motion artefact compensation tool present in one of the tested devices (Promax 3D Mid)
Subject: Tomografia computadorizada de feixe cônico
Artefatos
Intensificação de imagem radiográfica
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: SANTAELLA, Gustavo Machado. O impacto na qualidade de imagem e interpretabilidade com artefatos de movimento em exames de tomografia computadorizada de feixe cônico adquiridos com geometria total e parcial de exposição. 2019. 1 recurso online (55 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Piracicaba, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/340295. Acesso em: 6 May. 2020.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FOP - Tese e Dissertação

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