Improving the spatial resolution of DICOM data using the Lanczos resampling filter

• Autorzy: Budzik G. , Turek P.

Warianty tytułu

PL

Poprawa rozdzielczości przestrzennej danych DICOM poprzez zastosowanie filtru Lanczos

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an initial study to improve the spatial resolution of DICOM data using the Lanczos resampling filter. DICOM data from the cranium area of three patients, were obtained using a Somatom Sensation Open 40 scanner. A model with voxel dimension 0.4×0.4×2.4 mm was chosen as the gold standard, over the modeling approach using voxel dimensions 0.4×0.4×4.8 mm. Using the Lanczos resampling filter, changed the slice thickness from 4.8 mm to 2.4 mm. The influence of the Lanczos resampling filter on improving the spatial resolution of data was very similar across all 3 patients. The Lanczos filter changed the spatial resolution of the data and improved the accuracy of reconstruction of cranium geometry. The presented research highlights new opportunities to control deviations at the data processing and modeling of geometry stages.

PL

Artykuł przedstawia badania wstępne, dotyczące poprawy rozdzielczości przestrzennej danych DICOM, poprzez zastosowanie filtru Lanczos. Dane DICOM trzech pacjentów, zostały zebrane przy użyciu tomografu Somatom Sensation Open 40 i obrazują obszar sklepienia czaszki. Model ze strukturą voxela 0,4×0,4×2,4 mm został wybrany jako nominalny, względem modelu o strukturze voxela 0,4×0,4×4,8 mm. Stosując filtr Lanczos, zmieniono grubość warstwy obrazu z 4,8 mm na 2,4 mm. W wyniku zastosowania filtru Lanczos, polepszono rozdzielczość przestrzenną danych oraz dokładność odwzorowania geometrii sklepienia czaszki. Przedstawione badania, otwierają nowe możliwości pozwalające na minimalizacje błędów powstałych na etapie przetwarzania danych oraz odtwarzania geometrii obszaru sklepienia czaszki.

Słowa kluczowe

EN

spatial resolution; accuracy; multi-detector computer tomography; Lanczos filter; cranium

PL

rozdzielczość przestrzenna; dokładność; tomografia wielorzędowa; filtr Lanczos; czaszka

• Wydawca: Jacek Doskocz
• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 23, nr 2
• Strony: 106--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Budzik G.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Konstrukcji Maszyn, 35-959 Rzeszów, ul. Powstańców Warszawy 12

autor

Turek P.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji, 35-959 Rzeszów, ul. Powstańców Warszawy 12

Bibliografia

• [1] G. Budzik, P. Turek: Metody pozyskiwania danych pierwotnych, Problemy Nauk Stosowanych, vol. 4, 2016, s. 5−12.
• [2] G. Budzik, J. Burek, T. Dziubek, P. Turek: Zastosowanie systemów RE/CAD/RP w procesie projektowania i wytwarzania modeli medycznych żuchwy, Aparatura Badawcza i Dydaktyczna, vol. 21(1), 2016, s. 4−9.
• [3] W. Wojciechowski, A. Urbanik: Rola tomografii komputerowej w wirtualnym planowaniu zabiegów implantologicznych w stomatologii, Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna, vol. 18(1), 2012, s. 31−34.
• [4] X. Liang, R. Jacobs, B. Hassan, L. Li, R. Pauwels, L. Corpas, P.C. Souza, W. Martens, M. Shahbazian, A. Alonso, I. Lambrichts: A comparative evaluation of cone beam computed tomography (CBCT) and multi-slice CT (MSCT) Part I. On subjective image quality, European Journal of Radiology, vol. 75(2), 2010, s. 265−269.
• [5] X. Liang, I. Lambrichts, Y. Sun, K. Denis, B. Hassan, L. Li, R. Pauwels, R. Jacobs: A comparative evaluation of cone beam computed tomography (CBCT) and multi-slice CT (MSCT). Part II: On 3D model accuracy, European Journal of Radiology, vol.75(2), 2010, s. 270−274.
• [6] O. Smirg, O. Liberda, Z. Smekal, A. Sprlakova-Pukova: MRI slice segmentation and 3D modelling of temporomandibular joint measured by microscopic coil, Measurement Science Review, vol. 12(3), 2012, s. 74−81.
• [7] S. Krishnamurthy, G. Narasimhan, U. Rengasamy: Three-dimensional lung nodule segmentation and shape variance analysis to detect lung cancer with reduced false positives, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, vol. 230(1), 2016, s. 58−70.
• [8] V. Vera, E. Corchado, R. Redondo, J. Sedano, Á.E. García: Applying soft computing techniques to optimise a dental milling process, Neurocomputing, vol. 109, 2013, s. 94−104.
• [9] G. Budzik, J. Burek, A. Bazan, P. Turek: Analysis of the Accuracy of Reconstructed Two Teeth Models Manufactured Using the 3DP and FDM, Technologies.Strojniški vestnik-Journal of Mechanical Engineering, vol. 62(1), 2016, s.11−20.
• [10] G. Budzik, J. Burek, T. Dziubek, M. Gdula, M. Płodzień, P. Turek: The analysis of accuracy zygomatic bone model manufactured by 5-axis HSC 55 linear, Mechanik, vol. 88, 2015.
• [11] M.G. Teeter, A.J. Kopacz, H.N. Nikolov, D.W. Holdsworth: Metrology test object for dimensional verification in additive manufacturing of metals for biomedical applications, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine vol. 229(1), 2015, s. 20−27.
• [12] L. Romans: Computed Tomography for Technologists: A Comprehensive Text, Wolters Kluwer Health Lippincott Williams & Wilkins, 2011.
• [13] J.T. Bushberg, J. M. Boone: The essential physics of medical imaging, Lippincott Williams & Wilkins, 2011.
• [14] M. Kim, K.H. Huh, W.J. YI, M.S. Heo, S.S. Lee, S.Ch. Choi: Evaluation of accuracy of 3D reconstruction images using multi-detector CT and cone-beam CT, Imaging Science in Dentistry, vol. 42(1), 2012, s. 25−33.
• [15] I. El-Katatny, S. H. Masood, Y.S. Morsi: Error analysis of FDM fabricated medical replicas. Rapid Prototyping Journal, vol. 16(1), 2010, s. 36−43.
• [16] O. Markowska, G. Budzik: The analysis of the accuracy of bone defects implants in the numerical and physical reconstruction process, Dissertation, Cracow University of Technology 2012.
• [17] M. Cerrolaza, G. Gavidia, E. Soudah, M. Martín-Landrove: Modeling human tissue: An efficient integrated methodology. Biomedical Engineering: Applications, Basis and Communications, vol. 26(1), 2014, s. 1−21.
• [18] W. Lorensen, H. Cline: Marching cubes: a high resolution 3D surface construction, ACM SIGGRAPH Computer Graphics, vol. 21(4), 1987, s. 163−169.
• [19] T.S. Newman, H. Yi: A survey of the marching cubes algorithm, Computers & Graphics, vol. 30(5), 2006, s. 854−879.