Cone Beam Computed Tomography (CBCT) is widely used in dentistry for diagnostics and treatment planning. CBCT Imaging has a long acquisition time and consequently, the patient is likely to move. This motion causes significant artifacts in the reconstructed data which may lead to misdiagnosis. Existing motion correction algorithms only address this issue partially, struggling with inconsistencies due to truncation, accuracy, and execution speed. On the other hand, a short-scan reconstruction using a subset of motion-free projections with appropriate weighting methods can have a sufficient clinical image quality for most diagnostic purposes. Therefore, a framework is used in this study to extract the motion-free part of the scanned projections with which a clean short-scan volume can be reconstructed without using correction algorithms. Motion artifacts are detected using deep learning with a slice-based prediction scheme followed by volume averaging to get the final result. A realistic motion simulation strategy and data augmentation has been implemented to address data scarcity. The framework has been validated by testing it with real motion-affected data while the model was trained only with simulated motion data. This shows the feasibility to apply the proposed framework to a broad variety of motion cases for further research.


翻译:锥形束计算机断层扫描(CBCT)在牙科诊断和治疗规划中被广泛使用。CBCT成像具有较长的采集时间,因此患者很可能会移动,这会导致重建数据中的明显伪影,进而导致误诊。现有的运动校正算法只能部分解决这个问题,因为其受到截断、精度和执行速度等因素的影响。与之相反,使用一部分无运动影响的投影进行短扫描重建,采用适当的加权方法,可以获得足够的临床图像质量,可用于大多数诊断目的。因此,在该研究中使用一个框架来提取扫描投影的无运动部分,从而可以不使用校正算法重建干净的短扫描体积。利用基于切片的预测方案进行深度学习来检测运动伪影,随后进行体积平均以得到最终结果。实现了现实的运动模拟策略和数据增强,以解决数据稀缺性问题。通过将该框架用于真实的受运动影响的数据测试,验证了其可行性,而该模型仅使用模拟的运动数据进行训练。这表明可以将所提出的框架应用于更广泛的运动情况进行进一步的研究。

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