Полуавтоматическая контурная количественная оценка зубного налета с использованием интраоральной флуоресцентной камеры

Резюме

В этом исследовании представлена полуавтоматическая процедура анализа цифровых изображений для контурного количественного определения выявленного зубного налета на основе изображений, полученных с помощью интраоральной флуоресцентной камеры. Этот метод позволяет быстро и надежно количественно определить зубной налет в исследовательской среде.

Аннотация

Накопление зубного налета количественно определяется с использованием клинических индексов или, в противном случае, контурного индекса зубного налета (PPI), который измеряет относительную площадь зуба, покрытую отложениями зубного налета. По сравнению с клиническими показателями, ИПП обладает более высокой дискриминационной способностью, но традиционная планиметрия является трудоемким анализом, так как покрытые зубным налетом и чистые участки зубов должны определяться вручную для каждого изображения с помощью программного обеспечения для обработки изображений. Здесь мы представляем метод полуавтоматического контурного количественного определения зубного налета, который позволяет быстро обрабатывать до 1000 изображений одновременно. Метод использует усиленный контраст между обнаруженным зубным налетом, звуковыми поверхностями зубов и мягкими тканями на флуоресцентных изображениях, полученных с помощью интраоральной камеры. Тщательное выполнение клинических процедур и получение точных изображений являются важными шагами для успешной полуавтоматической идентификации областей, покрытых зубным налетом. Метод подходит для планиметрии на здоровых поверхностях лицевых и ротовых зубов, на большинстве реставраций из композитных смол и на зубах с ортодонтическими брекетами, но не на металлических реставрациях. По сравнению с традиционными записями PPI, полуавтоматическая планиметрия значительно сокращает количество времени, затрачиваемого на анализ, а также субъективный вклад человека, тем самым повышая воспроизводимость контурных измерений.

Введение

Количественная оценка зубного налета в исследовательской среде выполняется либо с использованием клинических индексов, либо, в противном случае, путем записи контурного индекса зубного налета (ИПП)¹. Клинические показатели, такие как модифицированный Турески индекс бляшек Куигли-Хейна, основаны на визуальной оценке покрытия бляшек оператором и последующем присвоении балла по порядковой шкале². Несмотря на то, что оценка происходит быстро, использование клинических показателей требует кропотливой межэкзаменаторской и внутриэкзаменаторской калибровки, а рейтинг всегда страдает определенной степенью субъективности ^3,4,5. Более того, поскольку количество баллов ограничено, клинические показатели могут не обнаруживать существенных различий в покрытии бляшками⁶.

Для контурных записей степень покрытия зубным налетом определяют на цифровых снимках путем деления площади, покрытой зубным налетом, на общую площадь поверхности зуба⁷. Использование непрерывной шкалы повышает точность и показывает высокую дискриминационную силу в статистическом анализе ^8,9,10. Более того, можно возразить, что планиметрия менее субъективна, так как индекс рассчитывается, а не оценивается экзаменатором¹¹. Традиционно покрытые зубным налетом и общие площади зубов определялись вручную для записи PPI путем рисования областей, представляющих интерес на каждом изображении, с помощью программного обеспечения для обработки изображений ^7,12. Следовательно, контурный анализ ранее занимал очень много времени, что снижало его применимость для более крупных клинических исследований⁶.

На традиционных изображениях в белом свете контраст между областями, покрытыми зубным налетом, чистыми участками зубов и окружающими тканями слабый, и, таким образом, автоматизированная обработка изображений, которая обычно основана на обнаружении объектов на основе интенсивности, сильно затруднена^13,14. Изображения, полученные с помощью флуоресцентной камеры, показывают значительно улучшенный контраст между выявленным зубным налетом, чистыми зубами, которые сильно флуоресцируют в зеленом спектре, и нефлуоресцентными мягкими тканями¹.

Здесь мы представляем метод полуавтоматической планиметрии, который значительно сокращает время, затрачиваемое на анализ изображений, по сравнению с традиционными записями PPI. В методе используются стандартные процедуры раскрытия, коммерчески доступная флуоресцентная камера и бесплатное программное обеспечение для анализа изображений. Обсуждаются параметры, важные для получения и анализа изображений, а также типичные ошибки и ограничения метода.

протокол

Исследование было одобрено Этическим комитетом региона Мидтьюлланд (1-10-72-259-21) и выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией и поправками к ней.

1. Изготовление прокладки по индивидуальному заказу (опционально)

ПРИМЕЧАНИЕ: Изготовленная на заказ 3D-печатная прокладка может использоваться во время получения изображения для стандартизации положения головки камеры. Спейсер не является обязательным для записи флуоресцентных изображений.

1. Конструкция проставки
   1. Разработайте прокладку, которая подходит к головке камеры интраоральной флуоресцентной камеры. Для этого выполните сканирование головки камеры с помощью цифрового сканера. Импортируйте скан в специальное программное обеспечение.
   2. Спроектируйте распорку так, чтобы она соответствовала головке камеры с желаемой морфологией и расстоянием позиционирования до головки камеры (например, 4 мм). Экспорт в виде STL-файла (пример дизайна прилагается в виде дополнительного файла S1).
2. Аддитивное изготовление проставки
   1. Откройте программное обеспечение для аддитивного производства, связанное с принтером, и выберите основные настройки. Нажмите на принтер | Выберите доступный 3D-принтер | Далее | Форма: Прозрачная | Далее | Режим печати: 50 микрон | Далее | Стиль сборки: Стандартный | Далее.
   2. Импортируйте файл STL, нажав « Файл» | Импорт | Выберите файл STL | Открытый.
   3. Определите положение прокладки на печатной платформе; нажмите « Преобразовать» и перетащите распорку в угол платформы как можно ближе к поверхности платформы.
   4. Чтобы распечатать дополнительные разделители, нажмите «Копировать» | Линейный рисунок. Отрегулируйте количество и расстояние, чтобы подогнать дополнительные объекты к печатной платформе, и нажмите «Установить».
   5. Чтобы спроектировать опору объектов, нажмите на Умная поддержка | Стиль: Общий | Генерация | Тип: Ворота | Создайте поддержку.
   6. Отправьте задание на печать на 3D-принтер. Нажмите « Добавить в очередь». Программное обеспечение автоматически выполняет проверку качества файла STL для выявления ошибок при добавлении в очередь. Затем нажмите « Добавить в очередь» | Название должности | Ф4Х | Добавить в очередь.
   7. Установите чистую печатную платформу на 3D-принтер и добавьте соответствующую смолу. Нажмите « Начать задание» и отсканируйте QR-код смолы. Убедитесь, что печатная платформа пустая и чистая, что лоток для смолы заполнен и что смола была перемешана перед добавлением. Нажмите « Запустить задание».
   8. Когда задание печати будет завершено, снимите прокладки с платформы печати.
   9. Очистите спейсеры в ультразвуковой ванне с изопропанолом в течение 3 минут. Повторите очистку, используя свежий изопропанол. Высушите прокладки на воздухе.
   10. Обеспечьте полную полимеризацию материала, полимеризовав прокладки в печи после отверждения в течение 10 минут.
   11. Снимите опорный материал и испачкайте прокладки, чтобы предотвратить проникновение света через материал.

2. Раскрытие бляшек и получение изображений

1. Установите изготовленную по индивидуальному заказу прокладку на флуоресцентную камеру (опционально). Подключите интраоральную камеру к компьютеру и откройте программное обеспечение камеры.
2. Нажмите на Пациент | Новый пациент для создания пациента в системе. Заполните информацию о пациенте. Нажмите на Пациент | Сохраните , чтобы сохранить данные пациента. Нажмите на видео. Теперь интраоральная камера готова к использованию.
3. Приглушите свет в комнате.
4. Нанесите красный раскрывающий краситель (т.е. 5% эритрозин) с ватным шариком на интересующие поверхности зубов, чтобы выявить зубной налет.
5. Поручите пациенту промыть водой в течение 10 с, чтобы удалить излишки красителя. Удалите пятно от десен с помощью ватного шарика. Сушите каждый зуб на воздухе в течение 3 с.
6. Поместите интраоральную камеру в горизонтальное положение перед интересующим зубом так, чтобы прокладка касалась десны/соседних зубов. Получите флуоресцентное изображение, нажав кнопку камеры.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что вся интересующая поверхность зуба находится в фокусе и запечатлена на изображении, не включая антагонистические или контралатеральные поверхности зубов.
7. Повторите шаги 2.4-2.6 для всех интересующих зубов.
8. Отметьте все изображения в программном обеспечении камеры. Нажмите « Сохранить изображения/видео » в меню.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что изображения сохранены в режиме «налета», а не в режиме «кариеса». Символ P/C в меню указывает на текущий режим.
9. Чтобы экспортировать изображения, перейдите в средство просмотра. Выберите изображения для экспорта. Нажмите « Файл» | Экспорт (сохранить как...) | Все изображения пациента для экспорта изображений. В окне экспорта выберите следующие настройки: Режим: Стандартный | Путь экспорта: выберите нужную папку | Выбор типа изображения: Поставьте галочку в левом поле | Состояние изображения: исходные данные. Разверните окно экспорта, чтобы отобразить дополнительные параметры. Выберите следующее: Имя файла содержит: Номер карты ИЛИ Ввод пользователем ИЛИ Имя пациента | Формат: TIF. Нажмите « ОК», чтобы экспортировать изображения.
   1. Кроме того, можно настроить автоматический экспорт файлов перед созданием образа. Нажмите « Параметры» | Показать конфигурацию | Модули | Зритель | Экспорт/Электронная почта | Параметры экспорта | Режим: Автоэкспорт| Путь экспорта: выберите нужную папку | Состояние изображения: исходные данные. Выберите следующее: Имя файла содержит: Номер карты ИЛИ Ввод пользователем ИЛИ Имя пациента | Формат: TIF. Нажмите « ОК», чтобы настроить параметры экспорта по умолчанию. Когда настроен автоматический экспорт файлов, изображения будут автоматически экспортироваться при сохранении (шаг 2.8).

3. Анализ цифровых изображений

ПРИМЕЧАНИЕ: Анализ цифровых изображений может быть выполнен в любое время после получения изображения. Пакеты до 1,000 флуоресцентных изображений могут обрабатываться параллельно. Если анализ больших пакетов изображений превышает вычислительную мощность, размер изображения может быть уменьшен до анализа.

1. Количественная оценка общей площади зуба
   1. Переименуйте все изображения порядковыми порядковыми номерами (например, Planimetry_001, Planimetry_002,...). Импортируйте серию флуоресцентных изображений в специальное программное обеспечение для анализа изображений (например, Daime¹⁵) в режиме Red-Green-Blue (RGB), нажав « Файл» | Импорт изображений | Импорт в цвете.
   2. Выполните сегментацию серии изображений на основе пороговых значений, нажав кнопку Сегмент | Автоматическая сегментация | Пользовательский порог. Установите порог «Низкий» выше интенсивности мягких тканей полости рта (т.е. 80). Оставьте порог «Высокий» на уровне 255. Таким образом, только зубы (как чистые, так и покрытые зубным налетом) распознаются в программном обеспечении как объекты. Нажмите « Применить» | ОК | Сегмент! , чтобы инициировать сегментацию.
   3. Откройте визуализатор, дважды щелкнув по названию серии изображений. Войдите в редактор объектов (OBJ). Выполните визуальный контроль качества сегментированных изображений и удалите артефакты, отклонив и удалив такие объекты.
   4. Объедините оставшиеся объекты во всех изображениях (Во всех изображениях | Объединить выделенные объекты). Теперь на одно изображение приходится один объект. Количественная оценка общей площади зуба на каждом изображении (Анализ | Измерение объектов | Очистить все | Пиксели). Экспортируйте данные.
2. Количественная оценка участков, покрытых бляшкой
   1. Снова импортируйте серию флуоресцентных изображений в программное обеспечение, на этот раз с разделенными красными, зелеными и синими цветовыми каналами (File | Импорт изображений | Импорт серым цветом). Закройте изображения синего канала. Перенос слоя объекта из изображений RGB в изображения красного канала (Segment | Перенос предметного слоя).
   2. Удаление необъектных пикселей на изображениях красного канала с помощью редактора объектов (Во всех изображениях | Удаление необъектных пикселей (вокселей)). Мягкие ткани теперь удалены с изображений.
   3. Чтобы усилить контраст между покрытыми зубным налетом и чистыми участками зубов, умножьте серию изображений красного канала в два раза (Править | Калькулятор изображений | Умножение | Параметры: Множитель 2.00 | Подать заявку | ОК).
   4. Чтобы удалить чистые участки зубов из изображений, вычтите серию изображений зеленого канала из расширенной серии изображений красного канала (Правка | Калькулятор изображений | Изображения второго операнда: Planimetry_green | Вычитание | Подать заявку | ОК).
   5. Чтобы идентифицировать покрытые зубным налетом участки на зубах, выполните пороговую сегментацию результирующей серии изображений (Сегмент | Автоматическая сегментация | Пользовательский порог). Установите порог «Низкий» выше интенсивности чистых участков зуба (т.е. 80). Оставьте порог «Высокий» на уровне 255. Только области, покрытые табличками, распознаются в программном обеспечении как объекты. Нажмите « Применить» | ОК | Сегмент! , чтобы инициировать сегментацию.
   6. Выполните визуальный контроль качества сегментированных изображений в редакторе объектов и удалите артефакты, отклонив и удалив такие объекты. Объедините оставшиеся объекты во всех изображениях (Во всех изображениях | Объединить выделенные объекты). Количественно оцените площадь, покрытую бляшкой, на каждом изображении (анализ | Измерение объектов | Очистить все | Пиксели). Экспортируйте данные.
   7. Откройте экспортированные таблицы данных в специальном программном обеспечении. Рассчитайте PPI в соответствии с уравнением (1):
      Уравнение (1)

Результаты

Представленный метод позволяет проводить быструю, полуавтоматическую контурную количественную оценку покрытых зубным налетом участков зубов (рис. 1). Отложения зубного налета визуализируются эритрозином, в то время как чистые участки зубов, а также приобретенная пленка остаются неокрашенными¹⁶ (рис. 2А). При получении изображений с помощью флуоресцентной камеры контраст между чистыми участками зубов, участками, покрытыми зубным налетом, и окружающими мягкими тканями значительно усиливается (рис. 2B, C). Флуоресцентная камера работает с двумя окнами обнаружения, одно в зеленом и одно в красном спектре. По сравнению с чистыми участками зубов, покрытые зубным налетом участки кажутся немного ярче в красном канале (рис. 2D, E). В зеленом канале автофлуоресценция зуба значительно маскируется на участках, покрытых зубным налетом (рис. 2F). Этот эффект маскировки используется во время анализа изображений, когда изображения зеленого канала вычитаются из изображений красного канала (рис. 2G). Сильный контраст между чистыми и покрытыми зубным налетом участками на полученных изображениях (рис. 2H) позволяет полуавтоматическое определение ИПП на основе порога интенсивности. Одновременно можно обрабатывать до 1000 флуоресцентных изображений.

Изготовленная на заказ 3D-печатная прокладка может быть использована для улучшения стандартизированного позиционирования головки камеры на одинаковом расстоянии от интересующего зуба. Спейсер также защищает зуб от окружающего света и тем самым усиливает контраст между обнаруженным зубным налетом, чистыми участками зуба и окружающими мягкими тканями на полученных изображениях. Распорка крепится на головку камеры с помощью трех крепежных элементов (рис. 3).

Описанный метод может быть использован для контурной регистрации наддесневого налета и зубного камня как на лицевой, так и на оральной поверхности зубов (рис. 4A-D). В зависимости от кривизны зубной дуги может быть трудно расположить спейсер в тесном контакте с деснами и тем самым сохранить одинаковое расстояние между головкой камеры и зубом. Поскольку покрытие площади зубного налета определяется относительно общей площади зуба, такие различия вряд ли повлияют на записи ИПП. Различные материалы цвета зубов флуоресцируют в зеленом спектре с разной интенсивностью^17,18,19. Следовательно, PPI обычно можно определить с помощью стандартного алгоритма анализа изображений на зубах со стеклоиономерными цементами и реставрациями из композитной смолы (рис. 4E-H). Напротив, амальгамные и литые реставрации обычно слабо излучают как в красном, так и в зеленом каналах, и, таким образом, невозможно определить покрытие бляшек на таких поверхностях (рис. 4I, J). То же самое относится и к металлическим ортодонтическим брекетам, но, поскольку поверхность брекета обычно исключается из записей ИПП, полуавтоматическая планиметрия подходит для ортодонтических пациентов (рис. 4K, L).

Успешная полуавтоматическая идентификация покрытых бляшками участков на флуоресцентных изображениях в значительной степени зависит от тщательного выполнения всех этапов клинической процедуры. Если на изображения попадает слишком много окружающего света, яркость фона в красном канале увеличивается, что затрудняет дифференциацию между зубами и мягкими тканями (рис. 5A, B). Поэтому во время съемки изображения необходимо приглушить свет в комнате. Если пациент недостаточно открывает рот во время получения изображения, зубы-антагонисты могут быть изображены вместе с интересующим зубом и затруднить полуавтоматическую обработку (рис. 5C). Когда планиметрия выполняется на премолярах или молярах, правильный угол наклона камеры важен, чтобы избежать визуализации частей окклюзионной поверхности (рис. 5D, E). Как только отложения налета будут обнаружены, оператор должен немедленно приступить к получению изображения. В противном случае эритрозин может вымыться, и контраст между покрытыми зубным налетом и чистыми участками зубов может стать слишком слабым. В некоторых случаях, однако, раскрывающий раствор может сильно окрашивать десну, и пятно не может быть удалено во время следующего полоскания (рис. 5F). Чтобы избежать завышения площади, покрытой зубным налетом, пятно можно уменьшить дополнительным полосканием или аккуратным протиранием десны ватным шариком.

Рисунок 1: Рабочий процесс для полуавтоматической количественной оценки покрытия зубным налетом на поверхности зубов. Аббревиатура: PPI = контурный индекс бляшки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Процедура анализа цифровых изображений. (A) Изображение обнаруженного зубного налета в белом свете (зуб 26, лицевой аспект). (B) Соответствующее изображение, полученное флуоресцентной камерой (режим Red-Green-Blue [RGB]). Обратите внимание на усиленный контраст между покрытыми зубным налетом и чистыми участками зубов. (C) Общая площадь зуба, отмеченная оранжевым контуром, определяется путем сегментации на основе порога интенсивности. (D) Слой объекта из изображения RGB переносится на изображение красного канала (оранжевый контур), а необъектные пиксели (фон, мягкие ткани) удаляются. (E) Яркость изображений красного канала увеличивается в два раза. (F) Изображение зеленого канала. Обратите внимание на снижение автофлуоресценции в областях, покрытых зубным налетом. (G) После вычитания изображения зеленого канала (F) из модифицированного изображения красного канала (E) очевиден контраст между областями, покрытыми зубным налетом, и чистыми участками зубов. (H) После сегментации на основе порога интенсивности области, покрытые бляшкой, идентифицируются как объекты (оранжевый контур), и может быть рассчитан контурный индекс бляшек (PPI) (PPI = 81,6%). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Распорка, изготовленная на заказ. Изготовленная на заказ прокладка, просматриваемая спереди (A), сбоку (B) и сзади (C). (D) Флуоресцентная камера с установленной прокладкой (оранжевый контур). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 4: Применение и ограничения полуавтоматической планиметрии. (А) Флуоресцентное изображение лицевой поверхности зуба. (B) Соответствующее обработанное изображение, показывающее области, покрытые бляшкой (оранжевый контур; контурный индекс бляшки [PPI] = 51,9%). (C) Флуоресцентное изображение поверхности зуба полости рта. (D) Соответствующее обработанное изображение, показывающее области, покрытые бляшкой (оранжевый контур; PPI = 14,5%). (Е-Х) Изображения зубов с реставрациями из композитной смолы. Реставрация в E сильно флуоресцирует в зеленом спектре, тогда как реставрация в G кажется немного слабее, чем окружающие чистые участки зуба. На обоих изображениях PPI можно определить с помощью стандартного алгоритма анализа изображений. (Ф,Х) Обработанные изображения, показывающие области, покрытые бляшкой (оранжевые контуры; PPI = 20,3% и 20,2% соответственно). (И,Ж) Флуоресцентные изображения зуба с амальгамной реставрацией (I) и зуба с металлокерамической коронкой (J, синий контур, добавляется вручную). Обе реставрации являются нефлуоресцентными, и отложения бляшек не могут быть количественно определены с помощью полуавтоматической планиметрии. (K) Флуоресцентное изображение зуба с металлическим ортодонтическим брекетом. Поскольку скобка исключена из анализа, PPI можно определить с помощью стандартного алгоритма анализа изображений (L, оранжевый контур, PPI = 31,5%). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 5: Влияние клинических процедур на качество изображения и результаты полуавтоматической планиметрии . (A) Флуоресцентное изображение, полученное при приглушенном освещении помещений. Общая площадь зуба определяется правильно после сегментации изображения на основе порога (оранжевый контур). (B) Флуоресцентное изображение того же зуба, полученное при включенном комнатном освещении. Из-за повышенного фонового излучения в красном спектре сегментация на основе порога не может точно различать поверхности зуба и окружающие мягкие ткани (оранжевый контур). (C) Флуоресцентное изображение, полученное при недостаточном открытии рта. Нераскрытые зубы-антагонисты видны на изображении и, таким образом, включены в общую площадь зуба (оранжевые контуры). Чтобы получить правильный контурный индекс бляшек, их необходимо удалить вручную во время анализа изображений. (D) Флуоресцентное изображение, полученное при оптимальном расположении головки камеры. Общая площадь зуба (оранжевый контур) ограничена лицевым аспектом. (E) Флуоресцентное изображение зуба в D , полученное с субоптимальным углом наклона головки камеры. Захватывается часть окклюзионной поверхности, в результате чего увеличивается общая площадь зуба (оранжевый контур). (F) Изображение раскрытого зубного налета в белом свете с заметным окрашиванием десны. Высокое излучение в красном спектре может привести к завышению площади, покрытой зубным налетом. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Дополнительный файл S1: Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.

Обсуждение

Представленный метод полуавтоматической планиметрии на основе флуоресцентных изображений представляет собой улучшение количественного определения зубного налета на звуковых поверхностях зубов в исследовательской среде по сравнению с традиционной планиметрией²⁰. Полуавтоматическая планиметрия позволяет одновременно определять PPI на 1000 изображениях с использованием заранее определенного алгоритма постобработки. Таким образом, метод значительно более эффективен по времени, чем обычная планиметрия, где общие площади зубов и области, покрытые зубным налетом, определяются вручную путем рисования интересующих областей в программном обеспечении для обработки изображений ^7,12. Кроме того, степень человеческого суждения при анализе изображений сводится к выбору порога яркости для сегментации изображения. Таким образом, все изображения обрабатываются одинаково, и влияние субъективности экзаменатора значительно снижается¹¹.

Критические шаги в протоколе в основном связаны с клиническими процедурами, которые должны выполняться строго стандартизированным образом для оптимального качества изображения. Раскрывающий раствор должен наноситься аккуратно и равномерно, а изображения должны быть получены сразу после ополаскивания и сушки на воздухе, чтобы избежать вымывания красителя и, следовательно, потери контрастности изображения. Кроме того, следует избегать кровотечения из десен, поскольку гемоглобин может усиливать зарегистрированную флуоресценцию в красном канале¹⁹. Захват изображения должен выполняться при приглушенном освещении комнаты, чтобы уменьшить помехи окружающего света, и пациенты должны достаточно открывать рот, чтобы зубы-антагонисты не появлялись на изображениях. Головка камеры должна быть расположена перпендикулярно оси зуба, чтобы избежать захвата части окклюзионной поверхности и контралатеральных зубов.

Артефакты, возникающие в результате неоптимального получения изображения, в большинстве случаев могут быть удалены во время анализа изображения, хотя и за счет значительно увеличенного времени обработки. Некоторые артефакты, распознаваемые как объекты во время сегментации, можно очистить простым удалением в редакторе объектов. Если артефакты сливаются с областями, распознанными как бляшка, полученные объекты должны быть разделены в редакторе объектов перед удалением. В крайних случаях оператору, возможно, придется вернуться к ручному определению чистых зубов и покрытых зубным налетом участков, рисуя интересующие области в программном обеспечении. Если все клинические процедуры выполняются точно, единственный субъективный ввод оператора во время анализа изображения состоит в определении значений среза для сегментации на основе порога. Как правило, покрытые зубным налетом и чистые участки зубов четко определены на изображениях, но следует отметить, что небольшие различия в выбранных пороговых значениях действительно влияют на расчетные значения ИПП, хотя и в относительно низкой степени. Поскольку все изображения, полученные для конкретного исследования, могут быть сегментированы с одинаковыми пороговыми значениями, субъективный выбор пороговых значений не влияет на различия между группами лечения или пациентами.

Так же, как и ручная планиметрия, полуавтоматическая планиметрия не подходит для продольной регистрации накопления зубного налета из-за использования раскрывающего раствора. Эритрозин может препятствовать росту биопленки за счет антибактериальной активности^21,22,23, но самое главное, заметное пятно требует профессионального удаления зубного налета перед отправкой пациента домой. Тем не менее, описанный метод может быть использован для регулярной количественной оценки привычных уровней бляшек в клинике. Еще одно ограничение полуавтоматической планиметрии возникает из-за различий в размерах между отдельными зубами. Хотя расстояние между камерой и поверхностью зуба и, следовательно, размер поля зрения могут быть стандартизированы, полученные изображения могут включать части соседних зубов. Они не могут быть удалены пакетной операцией, а только путем ручной обрезки изображений во время анализа. В то время как полуавтоматическая планиметрия подходит для количественной оценки наддесневого налета и зубного камня²⁴ на здоровых поверхностях зубов, в будущих работах необходимо будет определить, как на описанный метод влияют дефекты^{развития 25}, кавитированные и некавитационные кариозные поражения, а также сильное окрашивание.

В заключение, полуавтоматическая планиметрия - это метод, который позволяет быстро и надежно количественно определить площадь бляшек с помощью флуоресцентной камеры. Он может быть использован в клинических испытаниях, которые оценивают образование зубного налета de novo у разных групп пациентов или влияние различных схем лечения на удаление зубного налета.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D Sprint Basic	3D systems		Additive manufacturing software
5% erythrosine; Top Dent Rondell Röd	Top Dent Lifco Dental AB	6327	Disclosing solution
D1000 lab scanner	3 Shape		Lab scanner used to scan the camera head
DBSWIN 5.17.0	Dürr Dental		Software for VistaCam
Digital image analysis in microbial ecology (Daime), version 2.2.2			Freeware for image analysis
LC-3D Print Box	NextDent		Polymerization unit
Meshmixer 3.5	Autodesk		Freeware for designing custom-made spacer
NextDent 5100	3D systems		3D-printer
NextDent Ortho IBT	3D systems		Material for spacer
Ultrasound bath T660/H	Elma Schmidbauer GmbH
VistaCam iX HD Smart intraoral camera	Dürr Dental		Coupled with a fluorescence camera head