Purpose: This study aimed to develop a deep learning architecture combining two task models to generate synthetic computed tomography (sCT) images from low-tesla magnetic resonance (MR) images to improve metallic marker visibility. Methods: Twenty-three patients with cervical cancer treated with intracavitary radiotherapy (ICR) were retrospectively enrolled, and images were acquired using both a computed tomography (CT) scanner and a low-tesla MR machine. The CT images were aligned to the corresponding MR images using a deformable registration, and the metallic dummy source markers were delineated using threshold-based segmentation followed by manual modification. The deformed CT (dCT), MR, and segmentation mask pairs were used for training and testing. The sCT generation model has a cascaded three-dimensional (3D) U-Net-based architecture that converts MR images to CT images and segments the metallic marker. The performance of the model was evaluated with intensity-based comparison metrics. Results: The proposed model with segmentation loss outperformed the 3D U-Net in terms of errors between the sCT and dCT. The structural similarity score difference was not significant. Conclusions: Our study shows the two-task-based deep learning models for generating the sCT images using low-tesla MR images for 3D ICR. This approach will be useful to the MR-only workflow in high-dose-rate brachytherapy.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.11
no.4
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pp.195-199
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2008
The carbon fiber has low x-ray absorption property and high stiffness. This is the reason why many CT(Computed Tomography) manufacturer use carbon fiber in couch tabletop for CT scanner. In this paper, we design and make the couch tabletop made of carbon fiber composite, and verify the validity in CT scanner. In designing the couch tabletop, to determine the aluminum equivalent thickness of couch tabletop, we evaluate X-ray the transmissivity of aluminum and carbon plate in 80-120kVp X-ray energy range. And we perform structural analysis and mechanical design using determined thickness of carbon sheet. In conclusion, it was evaluated that manufactured couch tabletop satisfies X-ray transmissivity and mechanical requirements in CT scanner.
Recently, to make a diagnosis of the patient different X-Ray examinations are used. To name a few, Computed Tomography(CT). Magnetic Resonance Image(MRI) Single Photon Emission Computed Tomography(SPET) and Positron Emission Tomography(PET). But diagnosticians face difficulties sometimes when they make a diagnosis with images from those examinations. One of the problem is whether the Lesions of the patient is captured in the image correctly. Another one is whether the images are taken with same angle. in this paper, a study 9 on the method to obtain the hybrid image from the different images to different examinations. The procedure done in this paper is described as future study. Although small errors in position between images would occurred, this method more useful as it does not make patients in convenient. To reconstruct a image, some images are scanned by scanner and stored to personal computer for further image processing with Aldus photostyler program. The method to generate a sharpened image are also described.
Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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v.32
no.1
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pp.60-69
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2016
Purpose: The objective of this study was to compare the accuracy of digital models from 3 dimentional (3D) optical scanner and cone beam computed tomography (CBCT). Materials and Methods: We obtained digital models from 11 pairs of stone casts using a 3D optical scanner and a CBCT, and compared the accuracy of the models. Results: The error range of average positive distance was 0.059 - 0.117 mm and negative distance was 0.066 - 0.146 mm. Statistically (P < 0.05), average positive distance was larger than $70{\mu}m$ and shorter than $100{\mu}m$, and that of negative distance was larger than $100{\mu}m$ and shorter than $120{\mu}m$. Conclusion: We concluded that the accuracy of digital models generated from CBCT is not appropriate to make final prostheses. However, it may be acceptable for provisional restorations and orthodontic diagnoses with respect to the accuracy of the digitalization.
Purpose: This study aimed to assess the reliability of measurements performed on three-dimensional (3D) virtual models of maxillary defects obtained using cone-beam computed tomography (CBCT) and 3D optical scanning. Materials and Methods: Mechanical cavities simulating maxillary defects were prepared on the hard palate of nine cadavers. Images were obtained using a CBCT unit at three different fields-of-views (FOVs) and voxel sizes: 1) $60{\times}60mm$ FOV, $0.125mm^3$ ($FOV_{60}$); 2) $80{\times}80mm$ FOV, $0.160mm^3$ ($FOV_{80}$); and 3) $100{\times}100mm$ FOV, $0.250mm^3$ ($FOV_{100}$). Superimposition of the images was performed using software called VRMesh Design. Automated volume measurements were conducted, and differences between surfaces were demonstrated. Silicon impressions obtained from the defects were also scanned with a 3D optical scanner. Virtual models obtained using VRMesh Design were compared with impressions obtained by scanning silicon models. Gold standard volumes of the impression models were then compared with CBCT and 3D scanner measurements. Further, the general linear model was used, and the significance was set to p=0.05. Results: A comparison of the results obtained by the observers and methods revealed the p values to be smaller than 0.05, suggesting that the measurement variations were caused by both methods and observers along with the different cadaver specimens used. Further, the 3D scanner measurements were closer to the gold standard measurements when compared to the CBCT measurements. Conclusion: In the assessment of artificially created maxillary defects, the 3D scanner measurements were more accurate than the CBCT measurements.
Ying Liu;Ting Meng ;Haowei Zhang ;Qi Su;Hao Yan ;Heqing Lu
Nuclear Engineering and Technology
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v.54
no.11
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pp.4244-4252
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2022
The accuracy of Monte Carlo (MC) simulations in estimating the computed tomography radiation dose is highly dependent on the accuracy of CT scanner model. A system was developed to observe the 3D model intuitively and to calculate the X-ray energy spectrum and the bowtie (BT) filter model more accurately in Monte Carlo N-particle (MCNP). Labview's built-in Open Graphics Library (OpenGL) was used to display basic surfaces, and constructive solid geometry (CSG) method was used to realize Boolean operations. The energy spectrum was calculated by simulating the process of electronic shooting and the BT filter model was accurately modeled based on the calculated shape curve. Physical data from a study was used as an example to illustrate the accuracy of the constructed model. RMSE between the simulation and the measurement results were 0.97% and 0.74% for two filters of different shapes. It can be seen from the comparison results that to obtain an accurate CT scanner model, physical measurements should be taken as the standard. The energy spectrum library should be established based on Monte Carlo simulations with modifiable input files. It is necessary to use the three-segment splicing modeling method to construct the bowtie filter model.
Crookshank, Meghan;Ploeg, Heidi-Lynn;Ellis, Randy;MacIntyre, Norma J.
Advances in biomechanics and applications
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v.1
no.1
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pp.15-22
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2014
Computed tomography (CT) is being utilized in orthopaedics and related research to estimate bone strength. These applications benefit from calibration of Hounsfield units to mineral density typical of long bone, up to $1750mg/cm^3$. This study describes a method for establishing repeatable calibration of Hounsfield units to density, and determines the effects of imaging medium on calibration accuracy. Four hydroxyapatite standards were imaged in air on 7 occasions over 19 weeks using a helical multi-slice CT scanner. Each standard was scanned 5 times in different media: porcine soft tissue, water, and air. Calibrated densities were highly repeatable (CV<3.5%). No difference in density was observed between water and soft tissue conditions (p>0.08). This work provides a model for determining repeatable scanner-specific density calibration, demonstrates that the linear relationship between Hounsfield units and density extends to values typical of cortical bone, and supports the practice of imaging calibration standards in an environment similar to that of the target bone.
Computed Tomography Scanner (CT) is highly expensive in operation as well as purchasing. That reason may cause not only to increase the burden of patients but also to waste the capital resources leading to financial difficulties. However the numbers of CT installed throughout the country is increasing, because of efficiency in medical care, patient's concern, competitions among the hospitals within the same area. In the non-Metropolitan area the scanners were expected to be less utilized and less profitable. Nine hospitals equipped with the CT were studied on the utilization of that equipment during the period from November 1984 to February 1985 in non-Metropolitan area and break-even point in one hospital was analyzed for estimating profitabilities. The results were as follows ; 1. Among those nine hospitals, four hospitals had less than 400 beds, which is one of the restrictive minimum standards on the installation of Whole-body Computed Tomography Scanner. 2. The operating time during the normal operation period was longer than those of any other studies, but the accumulated down time was also longer than those of any other studies. The average number of scanning per week for each CT was 45, while the estimated number of for the break-even point was 56.7 cases. 3. When the downtime was excluded in calculating the average operation would be much closer to the cases for the break-even point. Therefore the break-down of the equipment was to be a main cause of the low profitability. 4. The average scanning rate for head area was 33.6%, however three of the nine hospitals showed about 20%. 5. If scanning ratio for the body parts excepting head was increased, the number of scanning for the break-even point would be diminished. 6. The small size hospital especially located near the Metropolitan area showed largest loss in the CT operation. In purchasing the highly expensive equipments in hospitals, demand should be taken into account and planning is recommended.
Objective: The purpose of the study was to calculate the effective and absorbed organ doses of cone-beam computed tomography (CBCT) in pediatric patient using personal computer-based Monte Carlo (PCXMC) software and to compare them with those measured using thermoluminescent dosimeters (TLDs) and anthropomorphic phantom. Materials and Methods: Alphard VEGA CBCT scanner was used for this study. A large field of view (FOV) (20.0 cm × 17.9 cm) was selected because it is a commonly used FOV for orthodontic analyses in pediatric patients. Ionization chamber of dose-area product (DAP) meter was located at the tube side of CBCT scanner. With the clinical exposure settings for a 10-year-old patient, DAP value was measured at the scout and main projection of CBCT. Effective and absorbed organ doses of CBCT at scout and main projection were calculated using PCXMC and PCXMCRotation software respectively. Effective dose and absorbed organ doses were compared with those obtained by TLDs and a 10-year-old child anthropomorphic phantom at the same exposure settings. Results: The effective dose of CBCT calculated by PCXMC software was 292.6 μSv, and that measured using TLD and anthropomorphic phantom was 292.5 μSv. The absorbed doses at the organs largely contributing to effective dose showed the small differences between two methods within the range from -18% to 20%. Conclusion: PCXMC software might be used as an alternative to the TLD measurement method for the effective and absorbed organ dose estimation in CBCT of large FOV in pediatric patients.
Park, Ha-Na;Min, Chang-Ki;Kim, Kyoung-A;Koh, Kwang-Joon
Imaging Science in Dentistry
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v.49
no.2
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pp.139-151
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2019
Purpose: This study was performed to investigate the effect of exposure parameters on image quality obtained using a cone-beam computed tomography (CBCT) scanner and the relationship between physical factors and clinical image quality depending on the diagnostic task. Materials and Methods: CBCT images of a SedentexCT IQ phantom and a real skull phantom were obtained under different combinations of tube voltage and tube current (Alphard 3030 CBCT scanner, 78-90 kVp and 2-8 mA). The images obtained using a SedentexCT IQ phantom were analyzed technically, and the physical factors of image noise, contrast resolution, spatial resolution, and metal artifacts were measured. The images obtained using a real skull phantom were evaluated for each diagnostic task by 6 oral and maxillofacial radiologists, and each setting was classified as acceptable or unacceptable based on those evaluations. A statistical analysis of the relationships of exposure parameters and physical factors with observer scores was conducted. Results: For periapical diagnosis and implant planning, the tube current of the acceptable images was significantly higher than that of the unacceptable images. Image noise, the contrast-to-noise ratio (CNR), the line pair chart on the Z axis, and modulation transfer function (MTF) values showed statistically significant differences between the acceptable and unacceptable image groups. The cut-off values obtained using receiver operating characteristic curves for CNR and MTF 10 were useful for determining acceptability. Conclusion: Tube current had a major influence on clinical image quality. CNR and MTF 10 were useful physical factors that showed significantly associations with clinical image quality.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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