ریشه، برای قسمت بندی و جداسازی دندانها از یکدیگر، همچنین تعیین موقعیت انتهای ریشه و در نهایت مشخص کردن ضایعات دندانی ارائه شده است. نتایج تجربی حاصل از آزمایش  الگوریتم  پیشنهادی روی تصاویر موجود نشان می‌دهد که علی رغم کیفیت پایین تصاویر،  الگوریتم ارائه شده کارایی موثر در جداسازی دندانها از یکدیگر و تعیین محل انتهای ریشه و تشخیص ناحیه دچار ضایعات استخوانی دارد.

فهرست مطالب

 عنوان                                                                                                                صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- کلیات 2

1-2-  مقدمه‌ای بر رادیولوژی دندان 3

1-2-1- رادیوگرافی سفالومتری   4

1-2-2- سیستم‌های دیجیتال رادیوگرافی دندان 5

‌1-2-3- رادیوگرافی پری اپیكال 7

1-2-4- رادیوگرافی پانورامیك (پانوركس) 8

‌1-2-5- دوربین های داخل دهانی‌ 9

1-3- تعریف مسئله 9

1-4- نگاهی به فصول پایان نامه 11

1-5- جمع بندی 12

فصل دوم: پیشینه تحقیقات

2-1- مقدمه 14

2-2- روش‌های موجود برای جداسازی و قسمت‌بندی تصاویر دندانپزشکی 16

2-2-1 روش سعید و همکاران 17

2-2-2- روش انیل جین  و هنگ چن 26

عنوان                                                                                                                صفحه

2-2-3- روش فانگ دین و باک هوای 28

2-2-4- روش ویجایاکوماری و همکاران 36

2-3- روش‌های موجود برای بررسی و تشخیص ضایعات دندانی 40

2-3-1- روش‌های بررسی ودرمان تحلیل ریشه دندان 40

2-3-2 روش‌های بررسی و تشخیص ضایعات دندانی اطراف انتهای ریشه 41

2-3-2-1 روش مول و ون 41

2-3-2-2 روش جانگ و لی 44

2-4- جمع بندی 46

فصل سوم: روش تحقیق

3-1- مقدمه 48

3-2- پیش پردازش و بهبود کیفیت تصاویر 49

3-2-1-فیلتر همریختی………………………………. 52

3-3- بخش بندی و جداسازی دندان‌ها 52

3-3-1-  هیستوگرام نگاشت انباره‌ای 53

3-3-2- تخمین زاویه چرخش: 55

3-4- تشخیص انتهای ریشه دندان: 61

3-5- تشخیص ضایعات استخوانی اطراف ریشه دندان: 64

3-6- جمع بندی 65

فصل چهارم: آزمایش‌ها و نتایج

4-1- مقدمه 67

4-2- بررسی نتایج مرحله پیش پردازش 68

عنوان                                                                                                                صفحه

4-3- بررسی نتایج حاصل در مرحله بخش بندی دندان‌ها 73

4-3-1- نتایج و آزمایشات مرحله بخش بندی دندان‌ها 73

4-3-2- ارزیابی مراحل بخش بندی دندان‌ها 76

4-4- نتایج  الگوریتم تشخیص انتهای ریشه دندان: 82

4-5- ارزیابی تشخیص  ضایعات استخوانی انتهای ریشه دندان 84

4-6- جمع بندی 86

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری و پیشنهادات برای کارهای آینده 88

فهرست منابع 90

فهرست جداول

 عنوان و شماره                                                                                                                                       صفحه

جدول 2-1-جدول تصمیم گیری بر اساس مجموعه‌های فازی 23

جدول 2-2-نتایج الگوریتم فانگ دین و باک هوای 35

جدول 4-1-نتایج الگوریتم پیشنهادی 78

تعداد صفحه :

فهرست شکل‌ها

 عنوان                                                                                                                    صفحه

شکل 1-1-ساختمان دندان 3

 

شکل 2-1–نمونه ای از تصویر رادیوگرافی سفالومتری 5

شکل 2-2-نمونه‌ای از تصویر رادیوگرافی پری اپیکال 8

شکل 2-3–نمونه‌ای از تصویر رادیوگرافی پانورامیک 9

شکل 2-1-هیستوگرام پروفایل سطری و ستونی و فواصل بین دندانی در تصویر …..18

شکل 2-2-اعمال عملگر بالاکلاه روی تصویر به همراه پروفایل دندان‌ها فواصل بین دندانی …19

شکل 2-3-هیستوگرام انباره‌ای تصویر دی نویز شده 20

شکل 2-4-مراحل باینری کردن تصویر به ازای هر سه حد آستانه 21

شکل 2-5-مجموعه های فازی تعریف شده 23

شکل 2-6-نتایج بخش بندی تصاویر رادیوگرافی بایت وینگ 24

شکل 2-7-نتایج بخش بندی تصاویر پیش پردازش شده رادیوگرافی بایت وینگ 24

شکل 2-8-نتایج بخش بندی تصاویر رادیوگرافی پری اپیکال 25

شکل 2-9-تصویر ورودی وهیستوگرام افقی نظیر آن 27

شکل 2-10-تشخیص مرز بین دندان‌های  فک بالا و پایین به کمک تابع اسپیلاین 27

عنوان                                                                                                                    صفحه

شکل 2-11-جداسازی دندان‌های مجاور در فک بالا 28

شکل 2-12-آناتومی یک دندان 30

شکل 2-13-نمونه هیستوگرام افقی تصویر 31

شکل 2-14-تقسیم تصویر بایت وینگ به چهار قسمت و خط جداکننده فکین ………………… 32

شکل 2-15–برخی از نتایج بخش بندی موفق دندان‌ها درتصاویر بایت‌وینگ 34

شکل 2-16–برخی از نتایج بخش بندی  ناموفق دندان‌ها در تصاویر بایت وینگ 34

شکل 2-17-نتایج الگوریتم فانگ دین و باک هوای 35

شکل 2-18–نمودار گرافیکی نتایج حاصل از جدول 2-2 35

شکل 2-19-هیستوگرام نگاشت انباره‌ای سطری و ستونی در روش فوق 39

شکل 2-20-نمونه موفقیت آمیز از یک تصویر بخش بندی شده به روش فوق 39

شکل 2-21-دندان دچار تحلیل ریشه 41

شکل 2-22-مراحل هفت گانه تشخیص ضایعه استخوانی 43

شکل 2-23–شمای کلی ROI 45

شکل 3-1-پیش پردازش ابتدایی تصویر 55

شکل 3-2-نمونه‌ای از تصاویر جمع‌ آوری شده 57

شکل 3-3–تصویر دی نویز شده و نمودار پروفایل سطری متناظر با آن 59

شکل 3-4-الگوریتم محاسبه زاویه چرخش 60

عنوان                                                                                                                    صفحه

 شکل 3-5-اعمال زاویه چرخش بر روی تصاویر 61

شکل 3-6-بلوک دیاگرام تشخیص انتهای ریشه 64

شکل 4-1– نتایج پیش پردازش اولیه تصویر 70

شکل 4-2–مراحل پیش پردازش نهایی بر روی تصویر 72

شکل 4-3-اثر به کاربردن فیلترهای آرام کننده بر هیستوگرام تصویر 73

شکل 4-4-مراحل الگوریتم تخمین زاویه چرخش 75

شکل 4-5-بعضی از نتایج حاصل از بخش بندی تصاویر 76

شکل 4-6-نتایج بخش بندی الگوریتم پیشنهادی 78

شکل 4-7-الگوریتم سعید و همکاران  79

شکل 4-8-مقایسه الگوریتم پیشنهادی را با روش سعید و همکاران 80

شکل 4-9–نمونه‌ای ازتصاویر که روش‌های موجود قادر به جداسازی آن نمی‌باشند 81

شکل 4-10–تکرار دوبار الگوریتم چرخش 82

شکل 4-11-مراحل الگوریتم تشخیص انتهای ریشه………………………………………………………………..83

شکل 4-12– عملکرد الگوریتم تشخیص انتهای ریشه 84

   عنوان

شکل 4-13–مراحل تشخیص ضایعان استخوانی اطراف انتهای ریشه دندان  85

شکل 4-14–برخی از نتایج تشخیص ضایعات دندانی 85

کلیات
دندان مرکب از یک ساختمان سختی است که بافت نرم زنده‌ای را احاطه کرده است. شکل1-1 ساختمان دندان را نشان می‌دهد. قسمت نرم مرکزی دندان ، پالپ و دراصطلاح عامیانه، عصب نام دارد که شامل سلولها، عروق خونی و اعصاب می‌باشد. قسمت اعظم ساختمان دندان را عاج تشکیل می‌دهد، درون عاج فضایی وجود دارد که شامل عصب و شبکه مویرگی است که اصطلاحاً به آن پالپ گفته می‌شود. پالپ از شاخه‌های اصلی اعصاب و عروق در انتهای ریشه منشعب می‌شود و از درون کانالهایی که در ریشه وجود دارد به این فضا می‌رسد. حس، تغذیه، عاج سازی و دفاع میکروبی از اعمال پالپ بشمار می‌آیند. این بافت نرم ممکن است تحت تأثیر میکرب‌ها عفونی شده و عفونت را در مسیر ذکر شده به استخوان اطراف ریشه منتقل کند. در چنین مواردی تمام این بافت توسط دندانپزشک برداشته شده، محفظه پالپ و کانالها تمیز و به نحو مطلوبی پر می‌شود. در صورت عدم معالجه ریشه دندان سیر بیماری نهایتاً منجر به کشیدن و یا از دست دادن دندان خواهد شد. عوارض عدم درمان شامل آبسه، درد، عفونت شدید و نهایتاً از دست دادن دندان خواهد بود. اگر پالپی که آلوده شده و ملتهب و دردناک است خارج نشود و به عبارتی معالجه انجام نگردد، معمولاً درد آن بیشتر شده و بیمار را اذیت می‌کند.سرایت عفونت به استخوان انتهای ریشه باعث ایجاد کیست و یا آبسه  در انتهای ریشه می‌گردد.[1]

ساختمان دندان

مقدمه‌ای بر رادیولوژی دندان

از دستگاه رادیوگرافی دندان برای رادیوگرافی داخلی دهان و دندان ها استفاده می شود. اساس آن را تیوب خود یكسو كننده تشكیل می‌دهد. تیوب به نحوی نصب می شود كه بیشترین قابلیت مانور را داشته باشد. اندازه نقطه كانونی تیوب كوچك است. تایمر دستگاه به طریق ساعتی یا الكترونیكی كار می كند.

‌یونیت‌های رادیوگرافی دندان  یونیت‌های رادیوگرافی دندان برای تصویربرداری از دندان‌ها، آناتومی یك دندان منفرد (یعنی تاج، گردن و ریشه) و مشكلات دندانی مثل پوسیدگی در بیماران بالغ و اطفال و نیز جهت برنامه ریزی و ارزیابی مربوط به ارتودنسی به کار میروند. سه نوع تـصویربرداری قابل انجام است: رادیوگرافی داخل دهانی، پانورامیك و سفالومتریك.
در رادیوگرافی داخل دهانی جهت تصویربرداری بایت وینگ، پری اپیكال و اكلوزال، فیلم داخل دهان بیمار قرار می گیرد. تصاویر رادیوگرافی بایت وینگ، تاج و یك سوم فـوقـانی ریشه دندان های فوقانی و تحتانی را نشان می دهد. در رادیوگرافی پری اپیكال، كل ساختار دندان شامل ریشه برروی یك فیلم و آرواره هـای فك بالا و پایین برروی فیلم‌های جداگانه‌ای تصویر می‌شود. تصاویر رادیوگرافی الكوزال[1]، سطح دندان های میانی كوچك و بزرگ را نشان می دهد. در رادیوگرافی پانورامیك، تصاویر ناحیه فك و صورت با بهره گرفتن از یك پرتوگردان و یك كاست فیلم خارجی به دست می‌آید. سپس قوس دندانی در یك تصویر منفرد، به صورت یك شكل بیضوی نمایش داده می شود. یونیت های پانورامیك، برای تهیه تصاویر رادیوگرافی محلی از ساختار دندانی به كار می رود.

1-2-1 رادیوگرافی سفالومتری[2]

رادیولوژی سفالومتری ‌نوعی از دستگاه‌های رادیوگرافی است كه برای تهیه تصویر جمجمه به صورت استاندارد استفاده می‌شود. این تكنولوژی از سال 1913 همزمان توسط دو