Influence of scanning and reconstruction parameters on quality of three-dimensional surface models of the dental arches from cone beam computed tomography

Abstract

The study aim is to investigate the influence of scan field, mouth opening, voxel size, and segmentation threshold selections on the quality of the three-dimensional (3D) surface models of the dental arches from cone beam computed tomography (CBCT). 3D models of 25 patients scanned with one image intensifier CBCT system (NewTom 3G, QR SLR, Verona, Italy) using three field sizes in open- and closed-mouth positions were created at different voxel size resolutions. Two observers assessed the quality of the models independently on a five-point scale using specified criteria. The results indicate that large-field selection reduced the visibility of the teeth and the interproximal space. Also, large voxel size reduced the visibility of the occlusal surfaces and bone in the anterior region in both maxilla and mandible. Segmentation threshold was more variable in the maxilla than in the mandible. Closed-mouth scan complicated separating the jaws and reduced teeth surfaces visibility. The preliminary results from this image-intensifier system indicate that the use of medium or small scan fields in an open-mouth position with a small voxel is recommended to optimize quality of the 3D surface model reconstructions of the dental arches from CBCT. More research is needed to validate the results with other flat-panel detector-based CBCT systems.

Impact of Voxel Size Variation on CBCT-Based Diagnostic Outcome in Dentistry: a Systematic Review

“…One study tested various voxel sizes used to acquire the images (0.30 and 0.25 mm) but reconstructed the images using the same final resolution (0.25 mm), neglecting a direct comparison of voxel size [14]. The other studies were excluded because no gold standard was employed [15,16] or because the evaluation was merely subjective of image quality [7].…”

Influência do tamanho do voxel na qualidade de imagem tomográfica: revisão de literatura

“…Quanto mais fótons atingem cada voxel, mais informações cada um deles gera, contribuindo, assim, para uma diferença na qualidade de imagem, pois o ruído diminui com a elevação do tamanho do voxel. Assim, quando o tamanho do voxel é diminuído, mais fótons são necessários para aumentar a contagem de fótons por voxel, para que a qualidade da imagem permaneça a mesma 1,[12][13][14][15] . O tamanho do voxel, de maneira independente, não influencia na dose de radiação, ou seja, quando os fatores de exposição (tempo de exposição, kVp e mA) são mantidos, a simples alteração do tamanho do voxel não influencia de maneira significativa a dose de radiação.…”

Avaliação subjetiva da aceitabilidade das imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico para o planejamento de implantes osteointegrados

“…Diante disso, ao estabelecerem-se miliamperagem e tamanho de voxel reduzidos para os protocolos de aquisição de imagens dos grupos IA, IB e IC, a quantidade de fótons por voxel foi insuficiente para determinar uma qualidade de imagem aceitável pelos examinadores, quando estas imagens foram analisadas em tamanhos de voxels menores (IA e IB), ou seja, a quantidade de ruído presente nas imagens desses grupos foi influenciada tanto pela miliamperagem baixa como pela análise da imagem em voxels reduzidos. Assim, é necessário aumentar a espessura de corte (IC = 2,1 mm) para reduzir a degradação da imagem, obtendo-se uma maior nitidez das imagens adquiridas com 2 mA 1,3,[13][14][15] .…”

“…Além disso, o voxel escolhido -tanto para obtenção da imagem como para análise da mesma -interfere na nitidez e na riqueza de detalhes das estruturas anatômicas e dos processos patológicos visualizados nas tomografias [3][4][5] .…”