Name: semi-automated planimetric quantification of dental plaque using an intraoral fluorescence camera
Uploaded: 2023-01-27T15:00:00
Duration: 9 min 34 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Semi-Automated Planimetric Quantification of Dental Plaque Using an Intraoral Fluorescence Camera at JoVE.com

Los autores agradecen a Dirk Leonhardt por su excelente asistencia en la fabricación aditiva de los espaciadores hechos a medida. Lene Grønkjær, Javier E. Garcia, Charlotte K. Vindbjerg y Sussi B. Eriksen son reconocidos por su apoyo técnico durante el estudio. Los autores también desean agradecer a Matthias Beck por el apoyo técnico en el uso de la cámara de fluorescencia y a Mette R. Jørgensen por las fructíferas discusiones.

El estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Región Midtjylland (1-10-72-259-21) y realizado de conformidad con la Declaración de Helsinki y sus enmiendas.
1. Fabricación de un espaciador a medida (opcional)
NOTA: Se puede utilizar un espaciador impreso en 3D hecho a medida durante la adquisición de imágenes para estandarizar el posicionamiento del cabezal de la cámara. El espaciador no es obligatorio para la grabación de las imágenes de fluorescencia.
<ol><li>Diseño del espaciador<ol><li>Diseñe un espaciador que se ajuste al cabezal de la cámara de fluorescencia intraoral. Para ello, realice un escaneo del cabezal de la cámara con un escáner digital. Importe el escaneo en un software dedicado.</li>
		<li>Diseñe el espaciador para que se ajuste al cabezal de la cámara con la morfología deseada y la distancia de posicionamiento al cabezal de la cámara (es decir, 4 mm). Exportar como un archivo STL (un ejemplo de un diseño se adjunta como archivo suplementario S1).</li>
	</ol></li>
	<li>Fabricación aditiva del espaciador<ol><li>Abra el software de fabricación aditiva asociado a la impresora y seleccione la configuración básica. Haga clic en Impresora | Seleccione la impresora 3D disponible | Siguiente | Forma: Transparente | Siguiente | Modo de impresión: 50 micras | Siguiente | Estilo de construcción: Estándar | Siguiente.</li>
		<li>Importe el archivo STL haciendo clic en Archivo | Importar | Seleccione el archivo STL | Abierto.</li>
		<li>Definir la posición del espaciador en la plataforma de impresión; haga clic en Transformar y arrastre el espaciador a una esquina de la plataforma lo más cerca posible de la superficie de la plataforma.</li>
		<li>Para imprimir espaciadores adicionales, haga clic en Copiar | Patrón lineal. Ajuste el recuento y la distancia para ajustar objetos adicionales a la plataforma de impresión y haga clic en Establecer.</li>
		<li>Para diseñar el soporte de los objetos, haga clic en Soporte inteligente | Estilo: General | Generar | Tipo: Puerta | Crear soporte.</li>
		<li>Envíe el trabajo de impresión a la impresora 3D. Haga clic en Agregar a la cola. El software realiza automáticamente una comprobación de calidad del archivo STL para identificar errores al agregar a la cola. Luego, haga clic en Agregar a la cola | Nombre del trabajo | F4X | Agregar a la cola.</li>
		<li>Monte una plataforma de impresión limpia en la impresora 3D y agregue una resina adecuada. Haga clic en Iniciar trabajo y escanee el código QR de la resina. Confirme que la plataforma de impresión está vacía y limpia, que la bandeja de resina está llena y que la resina se ha agitado antes de la adición. Haga clic en Iniciar trabajo.</li>
		<li>Cuando finalice el trabajo de impresión, retire los espaciadores de la plataforma de impresión.</li>
		<li>Limpie los espaciadores en un baño de ultrasonido con isopropanol durante 3 min. Repita la limpieza con isopropanol fresco. Seque al aire los espaciadores.</li>
		<li>Asegure la polimerización total del material polimerizando los espaciadores en un horno de postcurado durante 10 min.</li>
		<li>Retire el material de soporte y manche los espaciadores para evitar que la luz penetre a través del material.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Divulgación de la placa y adquisición de imágenes
<ol><li>Monte el espaciador personalizado en la cámara de fluorescencia (opcional). Conecte la cámara intraoral a una computadora y abra el software de la cámara.</li>
	<li>Haga clic en Paciente | Nuevo paciente para crear el paciente en el sistema. Complete la información del paciente. Haga clic en Paciente | Guardar para guardar los datos del paciente. Haga clic en Video. La cámara intraoral ya está lista para usar.</li>
	<li>Atenúe las luces de la habitación.</li>
	<li>Aplique un tinte revelador rojo (es decir, eritrosina al 5%) con una bolita de algodón en las superficies dentales de interés para revelar la placa.</li>
	<li>Indique al paciente que enjuague con agua durante 10 s para eliminar el exceso de tinte. Retire cualquier mancha gingival con un pellet de algodón. Seque al aire cada diente durante 3 s.</li>
	<li>Coloque la cámara intraoral en posición horizontal delante del diente de interés, con el espaciador tocando la encía / dientes adyacentes. Adquiera la imagen de fluorescencia pulsando el botón de la cámara. NOTA: Asegúrese de que toda la superficie del diente de interés esté enfocada y capturada en la imagen sin incluir superficies dentales antagonistas o contralaterales.</li>
	<li>Repita los pasos 2.4-2.6 para todos los dientes de interés.</li>
	<li>Marque todas las imágenes en el software de la cámara. Haga clic en Guardar imágenes/vídeos en el menú. NOTA: Asegúrese de que las imágenes se guardan en modo "placa" y no en modo "caries". El símbolo P/C en el menú indica el modo actual.</li>
	<li>Para exportar las imágenes, vaya al Visor. Elija las imágenes que desea exportar. Haga clic en Archivo | Exportar (guardar como...) | Todas las imágenes del paciente para exportar las imágenes. En la ventana de exportación, elija la siguiente configuración: Modo: Estándar | Ruta de exportación: elija la carpeta deseada | Selección del tipo de imagen: Marque la casilla izquierda | Estado de la imagen: Datos originales. Expanda la ventana de exportación para mostrar más opciones. Seleccione lo siguiente: El nombre de archivo contiene: Número de tarjeta O Entrada de usuario O Nombre del paciente | Formato: TIF. Haga clic en Aceptar para exportar las imágenes.<ol><li>Como alternativa, configure una exportación de archivos automatizada antes de crear imágenes. Haga clic en Opciones | Mostrar configuración | Módulos | Visor | Exportar/Correo electrónico | Opciones de exportación | Modo: Autoexport| Ruta de exportación: elija la carpeta deseada | Estado de la imagen: Datos originales. Seleccione lo siguiente: El nombre de archivo contiene: Número de tarjeta O Entrada de usuario O Nombre del paciente | Formato: TIF. Haga clic en Aceptar para configurar la configuración de exportación predeterminada. Cuando se configura la exportación automatizada de archivos, las imágenes se exportarán automáticamente cuando se guarden (paso 2.8).</li>
	</ol></li>
</ol>3. Análisis de imágenes digitales
NOTA: El análisis de imágenes digitales se puede realizar en cualquier momento después de la adquisición de la imagen. Se pueden procesar lotes de hasta 1.000 imágenes de fluorescencia en paralelo. Si el análisis de grandes lotes de imágenes excede la potencia de cálculo, el tamaño de la imagen puede reducirse antes del análisis.
<ol><li>Cuantificación del área total del diente<ol><li>Cambie el nombre de todas las imágenes con números de índice secuenciales (es decir, Planimetry_001, Planimetry_002,...). Importe la serie de imágenes de fluorescencia a un software de análisis de imágenes dedicado (es decir, Daime15) en modo rojo-verde-azul (RGB) haciendo clic en Archivo | Importar imágenes | Importar como color.</li>
		<li>Realice una segmentación basada en umbrales de la serie de imágenes haciendo clic en Segmento | Segmentación automática | Umbral personalizado. Establezca el umbral "Bajo" por encima de la intensidad de los tejidos blandos orales (es decir, 80). Deje el umbral "Alto" en 255. Por lo tanto, solo los dientes (tanto las áreas limpias como las cubiertas de placa) se reconocen como objetos en el software. Haga clic en Aplicar | Aceptar | ¡Segmento! para iniciar la segmentación.</li>
		<li>Abra el visualizador haciendo doble clic en el nombre de la serie de imágenes. Introduzca el editor de objetos (OBJ). Realice un control de calidad visual de las imágenes segmentadas y elimine artefactos rechazando y eliminando dichos objetos.</li>
		<li>Combinar los objetos restantes en todas las imágenes (En todas las imágenes | Combinar objetos seleccionados). Ahora, hay un objeto por imagen. Cuantificar el área total del diente en cada imagen (Análisis | Medir objetos | Borrar todo | Píxeles). Exporte los datos.</li>
	</ol></li>
	<li>Cuantificación de las áreas cubiertas de placa<ol><li>Importe la serie de imágenes de fluorescencia de nuevo en el software, esta vez con canales de color rojo, verde y azul divididos (Archivo | Importar imágenes | Importar como gris). Cierre las imágenes del canal azul. Transfiera la capa de objetos de las imágenes RGB a las imágenes del canal rojo (Segmento | Transferir capa de objetos).</li>
		<li>Eliminar píxeles que no son objetos en las imágenes del canal rojo mediante el editor de objetos (En todas las imágenes | Eliminar píxeles que no sean objeto (vóxeles)). Los tejidos blandos ahora se eliminan de las imágenes.</li>
		<li>Para mejorar el contraste entre las áreas dentales cubiertas de placa y limpias, multiplique la serie de imágenes del canal rojo por un factor de dos (Edit | Calculadora de imágenes | Multiplicación | Parámetros: Factor 2.00 | Aplicar | De acuerdo).</li>
		<li>Para eliminar las áreas de dientes limpios de las imágenes, reste la serie de imágenes de canal verde de la serie de imágenes de canal rojo mejorada (Editar | Calculadora de imágenes | Imágenes del segundo operando: Planimetry_green | Restar | Aplicar | De acuerdo).</li>
		<li>Para identificar las áreas cubiertas de placa en los dientes, realice una segmentación basada en el umbral de la serie de imágenes resultante (Segmento | Segmentación automática | Umbral personalizado). Establezca el umbral "Bajo" por encima de la intensidad de las áreas limpias de los dientes (es decir, 80). Deje el umbral "Alto" en 255. Solo las áreas cubiertas de placa se reconocen como objetos en el software. Haga clic en Aplicar | Aceptar | ¡Segmento! para iniciar la segmentación.</li>
		<li>Realice un control de calidad visual de las imágenes segmentadas en el editor de objetos y elimine artefactos rechazando y eliminando dichos objetos. Combinar los objetos restantes en todas las imágenes (En todas las imágenes | Combinar objetos seleccionados). Cuantificar el área cubierta de placa en cada imagen (Análisis | Medir objetos | Borrar todo | Píxeles). Exporte los datos.</li>
		<li>Abra las tablas de datos exportadas en un software dedicado. Calcule el PPI de acuerdo con la ecuación (1): Ecuación (1)<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65035/65035eq01.jpg" style="margin: auto;"></li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
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El estudio fue financiado por Novozymes A/S y el Fondo de Innovación de Dinamarca (número de subvención 9065-00244B). Los financiadores no tuvieron ningún papel en la recopilación, análisis e interpretación de datos o en la redacción del informe.

El método presentado para la planimetría semiautomatizada basada en imágenes de fluorescencia constituye una mejora en la cuantificación de la placa dental en superficies dentales sanas en el entorno de investigación en comparación con la planimetría tradicional20. La planimetría semiautomatizada permite la determinación simultánea del PPI en hasta 1.000 imágenes utilizando un algoritmo de posprocesamiento predeterminado. De este modo, el método es considerablemente más eficiente en el tiempo que la planimetría convencional, donde las áreas totales de los dientes y las áreas cubiertas de placa se determinan manualmente dibujando regiones de interés en un software de procesamiento de imágenes 7,12. Además, el alcance del juicio humano en el análisis de imágenes se reduce a la elección de un umbral de brillo para la segmentación de imágenes. De este modo, todas las imágenes son tratadas por igual, y la influencia de la subjetividad del examinador se reduce considerablemente11.
Los pasos críticos en el protocolo están predominantemente relacionados con los procedimientos clínicos, que deben realizarse de una manera altamente estandarizada para una calidad de imagen óptima. La solución reveladora debe aplicarse suave y uniformemente, y las imágenes deben adquirirse inmediatamente después del enjuague y el secado al aire para evitar un lavado del tinte y, por lo tanto, una pérdida de contraste de la imagen. Además, el sangrado gingival debe evitarse, ya que la hemoglobina puede mejorar la fluorescencia registrada en el canal rojo19. La captura de imágenes debe realizarse con las luces de la habitación atenuadas para reducir la interferencia de la luz ambiental, y los pacientes necesitan abrir la boca lo suficiente, de modo que los dientes antagonistas no aparezcan en las imágenes. El cabezal de la cámara debe colocarse perpendicularmente al eje del diente para evitar capturar parte de la superficie oclusal y los dientes contralaterales.
Los artefactos que resultan de una adquisición de imágenes subóptima pueden, en la mayoría de los casos, eliminarse durante el análisis de imágenes, aunque a expensas de un tiempo de procesamiento considerablemente mayor. Algunos artefactos que se reconocen como objetos durante la segmentación se pueden borrar mediante una simple eliminación en el editor de objetos. Si los artefactos son confluentes con las áreas reconocidas como placa, los objetos resultantes deben dividirse en el editor de objetos antes de eliminarlos. En casos extremos, el operador puede tener que recurrir a la determinación manual de las áreas limpias cubiertas de dientes y placa dibujando regiones de interés en el software. Si todos los procedimientos clínicos se realizan con precisión, la única entrada subjetiva del operador durante el análisis de imágenes consiste en determinar los valores de corte para las segmentaciones basadas en umbrales. En general, las áreas dentales cubiertas de placa y limpias están bien definidas en las imágenes, pero debe mencionarse que pequeñas diferencias en los umbrales elegidos influyen en los valores de IBP calculados, aunque en un grado relativamente bajo. Como todas las imágenes adquiridas para un estudio en particular pueden segmentarse con umbrales idénticos, la elección subjetiva de los valores de corte no afecta las diferencias entre el tratamiento o los grupos de pacientes.
Al igual que la planimetría manual, la planimetría semiautomática no es adecuada para registros longitudinales de la acumulación de placa debido al uso de una solución reveladora. La eritrosina puede interferir con el crecimiento del biofilm a través de una actividad antibacteriana21,22,23, pero lo más importante es que la mancha prominente requiere la eliminación profesional de la placa antes de que el paciente sea enviado a casa. Sin embargo, el método descrito se puede utilizar para la cuantificación regular de los niveles habituales de placa en la clínica. Otra limitación de la planimetría semiautomática surge debido a las diferencias de tamaño entre los dientes individuales. Aunque la distancia entre la cámara y la superficie del diente y, por lo tanto, el tamaño del campo de visión se puede estandarizar, las imágenes adquiridas pueden incluir partes de los dientes vecinos. Estos no se pueden eliminar mediante una operación por lotes, sino solo mediante el recorte manual de las imágenes durante el análisis. Si bien la planimetría semiautomatizada es apropiada para la cuantificación de la placa supragingival y el cálculo24 en superficies dentales sanas, el trabajo futuro tendrá que determinar cómo el método descrito se ve afectado por defectos del desarrollo25, lesiones de caries cavitadas y no cavitadas, así como manchas severas.
En conclusión, la planimetría semiautomatizada es un método que permite la cuantificación rápida y fiable de la cobertura del área de placa utilizando una cámara de fluorescencia. Se puede emplear en ensayos clínicos que evalúan la formación de placa de novo en diferentes grupos de pacientes o el efecto de diferentes regímenes de tratamiento en la eliminación de la placa.

La cuantificación de la placa dental en el entorno de investigación se realiza utilizando índices clínicos o, de lo contrario, mediante el registro del índice de placa planimétrica (IBP)1. Los índices clínicos, como el índice de placa de Quigley-Hein modificado de Turesky, se basan en la evaluación visual de la cobertura de placa por parte de un operador y la posterior asignación de una puntuación en una escala ordinal2. Si bien la puntuación es rápida, el uso de índices clínicos requiere una laboriosa calibración entre examinadores e intraexaminadores, y la calificación siempre adolece de cierto grado de subjetividad 3,4,5. Además, como el número de puntuaciones es limitado, los índices clínicos pueden no detectar diferencias relevantes en la cobertura de placa6.
Para las grabaciones planimétricas, el grado de cobertura de la placa se determina en imágenes digitales dividiendo el área cubierta de placa por el área total de la superficie del diente7. El uso de una escala continua aumenta la precisión y muestra un alto poder discriminatorio en el análisis estadístico 8,9,10. Además, se puede argumentar que la planimetría es menos subjetiva, ya que el índice es calculado y no estimado por el examinador11. Tradicionalmente, las áreas dentales cubiertas de placa y totales se han determinado manualmente para grabaciones de IBP dibujando regiones de interés en cada imagen utilizando software de procesamiento de imágenes 7,12. En consecuencia, el análisis planimétrico consumía mucho tiempo, lo que redujo su aplicabilidad para estudios clínicos más grandes6.
En las imágenes tradicionales de luz blanca, el contraste entre las áreas cubiertas de placa, las áreas limpias de los dientes y los tejidos circundantes es débil y, por lo tanto, el procesamiento automatizado de imágenes, que generalmente se basa en la detección de objetos basada en la intensidad, se ve gravemente obstaculizado13,14. Las imágenes que se adquieren con una cámara de fluorescencia muestran un contraste significativamente mejorado entre la placa revelada, los dientes limpios que se autofluorescen fuertemente en el espectro verde y los tejidos blandos no fluorescentes1.
Aquí, presentamos un método para la planimetría semiautomatizada que reduce en gran medida el tiempo dedicado al análisis de imágenes en comparación con las grabaciones PPI tradicionales. El método emplea procedimientos de divulgación estándar, una cámara de fluorescencia disponible comercialmente y un software gratuito de análisis de imágenes. Se discuten los parámetros importantes para la adquisición de imágenes y el análisis de imágenes, así como los errores típicos y las limitaciones del método.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D Sprint Basic</td>
			<td>3D systems</td>
			<td></td>
			<td>Additive manufacturing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5% erythrosine; Top Dent Rondell R&#246;d</td>
			<td>Top&#160;Dent&#160;Lifco Dental AB</td>
			<td>6327</td>
			<td>Disclosing solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D1000 lab scanner</td>
			<td>3 Shape</td>
			<td></td>
			<td>Lab scanner used to scan the camera head</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DBSWIN 5.17.0</td>
			<td>D&#252;rr Dental</td>
			<td></td>
			<td>Software for VistaCam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital image analysis in microbial ecology (Daime), version 2.2.2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Freeware for image analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LC-3D Print Box</td>
			<td>NextDent</td>
			<td></td>
			<td>Polymerization unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meshmixer 3.5</td>
			<td>Autodesk</td>
			<td></td>
			<td>Freeware for designing custom-made spacer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NextDent 5100</td>
			<td>3D systems</td>
			<td></td>
			<td>3D-printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NextDent Ortho IBT</td>
			<td>3D systems</td>
			<td></td>
			<td>Material for spacer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound bath T660/H</td>
			<td>Elma Schmidbauer GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VistaCam iX HD Smart intraoral camera&#160;</td>
			<td>D&#252;rr Dental</td>
			<td></td>
			<td>Coupled with a fluorescence camera head</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

semi-automated planimetric quantification of dental plaque using an intraoral fluorescence camera

La acumulación de placa dental se cuantifica utilizando índices clínicos o, de lo contrario, el índice de placa planimétrica (IBP), que mide el área relativa de un diente que está cubierta por depósitos de placa. En comparación con los índices clínicos, el IBP tiene un mayor poder discriminatorio, pero la planimetría tradicional es un análisis que requiere mucho tiempo, ya que las áreas de dientes cubiertas de placa y limpias deben determinarse manualmente para cada imagen utilizando un software de procesamiento de imágenes. Aquí, presentamos un método para la cuantificación planimétrica semiautomatizada de la placa dental, que permite el procesamiento rápido de hasta 1.000 imágenes simultáneamente. El método explota el contraste mejorado entre la placa revelada, las superficies dentales sanas y los tejidos blandos en imágenes de fluorescencia adquiridas con una cámara intraoral. La ejecución cuidadosa de los procedimientos clínicos y la adquisición precisa de imágenes son pasos cruciales para la identificación semiautomática exitosa de las áreas cubiertas de placa. El método es adecuado para la planimetría en superficies dentales faciales y orales sanas, en la mayoría de las restauraciones de resina compuesta y en dientes con brackets de ortodoncia, pero no en restauraciones metálicas. En comparación con los registros PPI tradicionales, la planimetría semiautomatizada reduce considerablemente la cantidad de tiempo dedicado al análisis, así como la entrada humana subjetiva, lo que aumenta la reproducibilidad de las mediciones planimétricas.

El método presentado permite la cuantificación planimétrica rápida y semiautomatizada de áreas cubiertas de placa en los dientes (Figura 1). Los depósitos de placa son visualizados por la eritrosina, mientras que las áreas limpias de los dientes, así como la películo adquirida, se dejan sin teñir16 (Figura 2A). Cuando las imágenes se adquieren con una cámara de fluorescencia, el contraste entre las áreas limpias de los dientes, las áreas cubiertas de placa y los tejidos blandos circundantes aumenta considerablemente (Figura 2B, C). La cámara de fluorescencia funciona con dos ventanas de detección, una en el espectro verde y otra en el rojo. En comparación con las áreas limpias de los dientes, las áreas cubiertas de placa aparecen ligeramente más brillantes en el canal rojo (Figura 2D, E). En el canal verde, la autofluorescencia del diente se enmascara considerablemente en las áreas cubiertas de placa (Figura 2F). Este efecto de enmascaramiento se explota durante el análisis de imágenes, cuando las imágenes del canal verde se restan de las imágenes del canal rojo (Figura 2G). El fuerte contraste entre las áreas limpias y cubiertas de placa en las imágenes resultantes (Figura 2H) permite una determinación semiautomática basada en el umbral de intensidad del PPI. Se pueden procesar simultáneamente hasta 1.000 imágenes de fluorescencia.
Se puede usar un espaciador impreso en 3D hecho a medida para mejorar el posicionamiento estandarizado del cabezal de la cámara a una distancia idéntica del diente de interés. El espaciador también protege el diente de la luz ambiental y, por lo tanto, mejora el contraste entre la placa revelada, las áreas limpias de los dientes y los tejidos blandos circundantes en las imágenes adquiridas. El espaciador se monta en el cabezal de la cámara con la ayuda de tres elementos de retención (Figura 3).
El método descrito se puede utilizar para registros planimétricos de la placa supragingival y el cálculo en las superficies dentales faciales y orales (Figura 4A-D). Dependiendo de la curvatura del arco dental, puede ser difícil colocar el espaciador en contacto cercano con las encías y, por lo tanto, mantener la misma distancia entre el cabezal de la cámara y el diente. Como la cobertura del área de placa se determina en relación con el área total del diente, es poco probable que tales diferencias afecten los registros de IBP. Diferentes materiales del color del diente fluorescen en el espectro verde con intensidades variables17,18,19. Por lo tanto, el PPI generalmente se puede determinar con el algoritmo de análisis de imagen estándar en dientes con cementos de ionómero de vidrio y restauraciones de resina compuesta (Figura 4E-H). En contraste, las restauraciones de amalgama y moldes generalmente emiten débilmente tanto en los canales rojo como en el verde, por lo que no es posible determinar la cobertura de placa en tales superficies (Figura 4I, J). Lo mismo ocurre con los brackets de ortodoncia metálicos, pero dado que la superficie del bracket generalmente se excluye de los registros de IBP, la planimetría semiautomatizada es adecuada para pacientes de ortodoncia (Figura 4K, L).
La identificación semiautomática exitosa de áreas cubiertas de placa en imágenes de fluorescencia depende en gran medida de la ejecución cuidadosa de todos los pasos del procedimiento clínico. Si entra demasiada luz ambiental en las imágenes, aumenta el brillo del fondo en el canal rojo, lo que dificulta la diferenciación entre los dientes y los tejidos blandos (Figura 5A, B). Por lo tanto, las luces de la habitación deben atenuarse durante la captura de imágenes. Si el paciente no abre la boca lo suficiente durante la adquisición de la imagen, se pueden obtener imágenes de los dientes antagonistas junto con el diente de interés y dificultar el procesamiento semiautomatizado (Figura 5C). Cuando la planimetría se realiza en premolares o molares, la angulación correcta de la cámara es importante para evitar obtener imágenes de partes de la superficie oclusal (Figura 5D, E). Una vez que se divulgan los depósitos de placa, el operador debe proceder inmediatamente a la adquisición de la imagen. De lo contrario, la eritrosina puede lavarse y el contraste entre las áreas de los dientes cubiertas de placa y limpias puede volverse demasiado débil. En algunos casos, sin embargo, la solución reveladora puede manchar fuertemente la encía, y la mancha puede no eliminarse durante el siguiente enjuague (Figura 5F). Para evitar una sobreestimación del área cubierta de placa, la mancha puede reducirse mediante un enjuague adicional o limpiando suavemente la encía con una bolita de algodón.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65035/65035fig01.jpg"> Figura 1: Flujo de trabajo para la cuantificación semiautomática de la cobertura de placa en las superficies dentales. Abreviatura: PPI = índice de placa planimétrica. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65035/65035fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65035/65035fig02.jpg"> Figura 2: Procedimiento de análisis de imágenes digitales. (A) Imagen de luz blanca de placa revelada (diente 26, aspecto facial). (B) Imagen correspondiente adquirida con una cámara de fluorescencia (modo Rojo-Verde-Azul [RGB]). Tenga en cuenta el contraste mejorado entre las áreas de dientes cubiertas de placa y limpias. (C) El área total del diente, marcada por el contorno naranja, se identifica mediante la segmentación basada en el umbral de intensidad. (D) La capa de objeto de la imagen RGB se transfiere a la imagen del canal rojo (contorno naranja) y los píxeles que no son objeto (fondo, tejidos blandos) se eliminan. (E) El brillo de las imágenes del canal rojo se ve reforzado por un factor de dos. (F) La imagen del canal verde. Tenga en cuenta la reducción de la autofluorescencia en las áreas cubiertas de placa. (G) Después de restar la imagen del canal verde (F) de la imagen del canal rojo modificado (E), el contraste entre las áreas cubiertas de placa y las áreas de dientes limpios es evidente. (H) Después de la segmentación basada en el umbral de intensidad, las áreas cubiertas de placa se identifican como objetos (contorno naranja) y se puede calcular el índice de placa planimétrica (PPI) (PPI = 81.6%). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65035/65035fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65035/65035fig03.jpg"> Figura 3: Espaciador a medida. Un espaciador hecho a medida visto desde (A) frontal, (B) lateral y (C) atrás. (D) Cámara de fluorescencia con el espaciador montado (contorno naranja). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65035/65035fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65035/65035fig04.jpg"> Figura 4: Aplicaciones y limitaciones de la planimetría semiautomatizada. (A) Imagen de fluorescencia de la superficie de un diente facial. (B) Imagen procesada correspondiente que muestra las áreas cubiertas de placa (contorno naranja; índice de placa planimétrica [PPI] = 51.9%). (C) Imagen de fluorescencia de la superficie de un diente oral. (D) Imagen procesada correspondiente que muestra las áreas cubiertas de placa (contorno naranja; IPP = 14,5%). (E-H) Imágenes de dientes con restauraciones de resina compuesta. La restauración en E fluoresce fuertemente en el espectro verde, mientras que la restauración en G parece ligeramente más débil que las áreas limpias circundantes de los dientes. En ambas imágenes, el PPI se puede determinar utilizando el algoritmo de análisis de imágenes estándar. (F,H) Imágenes procesadas que muestran las áreas cubiertas de placa (contornos naranjas; IPP = 20,3% y 20,2%, respectivamente). (I,J) Imágenes de fluorescencia de un diente con una restauración de amalgama (I) y un diente con una corona de metal-cerámica (J, contorno azul, añadido manualmente). Ambas restauraciones no son fluorescentes, y los depósitos de placa no pueden cuantificarse mediante planimetría semiautomatizada. (K) Imagen de fluorescencia de un diente con un soporte de ortodoncia metálico. Como el corchete se excluye del análisis, el PPI se puede determinar utilizando el algoritmo de análisis de imagen estándar (L, contorno naranja, PPI = 31.5%). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65035/65035fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65035/65035fig05.jpg"> Figura 5: Influencia de los procedimientos clínicos en la calidad de imagen y los resultados de la planimetría semiautomatizada . (A) Imagen de fluorescencia adquirida con luces de habitación atenuadas. El área total del diente se determina correctamente después de la segmentación de imagen basada en el umbral (contorno naranja). (B) Imagen de fluorescencia del mismo diente adquirida con las luces de la habitación encendidas. Debido a una mayor emisión de fondo en el espectro rojo, la segmentación basada en el umbral no logra diferenciar con precisión entre las superficies dentales y los tejidos blandos circundantes (contorno naranja). (C) Imagen de fluorescencia adquirida con una apertura insuficiente de la boca. Los dientes antagonistas no revelados son visibles en la imagen y, por lo tanto, se incluyen en el área total del diente (contornos naranjas). Para obtener un índice de placa planimétrica correcto, deben eliminarse manualmente durante el análisis de la imagen. (D) Imagen de fluorescencia adquirida con el posicionamiento óptimo del cabezal de la cámara. El área total del diente (contorno naranja) se limita al aspecto facial. (E) Imagen de fluorescencia del diente en D adquirida con angulación subóptima del cabezal de la cámara. Parte de la superficie oclusal se captura, lo que resulta en un aumento del área total del diente (contorno naranja). (F) Imagen en luz blanca de placa revelada con tinción prominente de la encía. La alta emisión en el espectro rojo puede conducir a una sobreestimación del área cubierta de placa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65035/65035fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Archivo complementario S1: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65035/Supplemental%20file%20S1.stl" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>

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Semi-Automated Planimetric Quantification of Dental Plaque Using an Intraoral Fluorescence Camera

Este estudio presenta un procedimiento semiautomatizado de análisis de imágenes digitales para la cuantificación planimétrica de la placa dental revelada basado en imágenes adquiridas con una cámara de fluorescencia intraoral. El método permite la cuantificación rápida y fiable de la placa dental en el entorno de investigación.

Cuantificación planimétrica semiautomática de placa dental mediante una cámara de fluorescencia intraoral

Dental plaque accumulation is quantified using clinical indices or, otherwise, the planimetric plaque index (PPI),&#160;which measures the relative area ...

La planimetría semiautomatizada permite una cuantificación rápida, precisa y objetiva de las áreas cubiertas con placa dental en ensayos clínicos. En comparación con la planimetría tradicional, donde las áreas cubiertas de placa son definidas manualmente por el operador, la planimetría semiautomatizada es más objetiva y reduce en gran medida el tiempo de procesamiento. Para comenzar, monte el espaciador personalizado en la cámara de fluorescencia, luego conecte la cámara intraoral a una computadora y abra el software de la cámara.Haga clic en Paciente, luego en Nuevo paciente para crear y completar la información del paciente en el sistema. A continuación, haga clic en Paciente y Guardar para guardar los datos pertinentes. Haga clic en Video y la cámara intraoral ahora está lista para usar.Aplique un tinte revelador rojo, que es 5% de eritrosina, con una bolita de algodón en las superficies dentales de interés para revelar la placa. Indique al paciente que enjuague con agua durante 10 segundos para eliminar el exceso de tinte. Retire cualquier mancha gingival con una bolita de algodón y seque al aire cada diente durante tres segundos.Coloque la cámara intraoral en posición horizontal delante del diente de interés con el espaciador tocando la encía o los dientes adyacentes. Asegúrese de que toda la superficie del diente de interés esté enfocada y capturada en la imagen sin incluir superficies dentales antagonistas o contralaterales. Adquiera la imagen de fluorescencia pulsando el botón de la cámara.Realizar la tinción y adquisición de imágenes para todos los dientes de interés. Luego marque todas las imágenes en el software de la cámara y haga clic en Guardar imágenes y videos en el menú, asegurándose de que las imágenes se guarden en modo placa y no en modo caries. El símbolo P o C en el menú indica el modo actual.Para exportar las imágenes, vaya a Visor y elija las imágenes que desea exportar. Haga clic en Archivo y exportar, Guardar como y luego en todas las imágenes del paciente para exportar las imágenes. En la ventana Exportar, elija la configuración Modo estándar y haga clic en Exportar ruta.Seleccione la carpeta deseada y, en Selección del tipo de imagen, marque la casilla izquierda y elija Estado de la imagen como Datos originales en el menú desplegable. Expanda la ventana de exportación para mostrar más opciones y seleccione Nombre de archivo contiene para elegir Número de tarjeta o Userinput o Nombre del paciente. Luego seleccione Formatear como TIF y haga clic en Aceptar para exportar las imágenes.Alternativamente, configure una exportación de archivos automatizada antes de la creación de imágenes haciendo clic secuencialmente en Opciones, Mostrar configuración, Módulos, Visor, Exportar o Correo electrónico, Opciones de exportación y, a continuación, seleccione el modo de exportación automática. Haga clic en Exportar ruta y elija la carpeta deseada y elija Estado de la imagen como Datos originales. Seleccione Nombre de archivo contiene para elegir Número de tarjeta o Userinput o Nombre del paciente.Luego seleccione Formatear como TIF y haga clic en Aceptar para configurar la configuración de exportación predeterminada. El análisis de imágenes digitales se puede realizar en cualquier momento después de la adquisición de la imagen, y se pueden procesar hasta 1000 imágenes de fluorescencia en paralelo. Cambie el nombre de todas las imágenes con números de índice secuenciales.Importe la serie de imágenes de fluorescencia en un software de análisis de imágenes dedicado en modo rojo, verde, azul haciendo clic en Archivo, Importar imágenes e Importar como color. Realice una segmentación base de umbral de la serie de imágenes haciendo clic en Segmento, Segmentación automática y, a continuación, en Umbral personalizado. Establezca el umbral bajo por encima de la intensidad de los tejidos blandos orales y deje el umbral alto en 255.Por lo tanto, el software reconoce solo los dientes con áreas limpias y cubiertas de placa como objetos. Haga clic en Aplicar, Aceptar y Segmentar para iniciar la segmentación. Abra el visualizador haciendo doble clic en el nombre de la serie de imágenes e ingrese al editor de objetos.Realice un control de calidad visual de las áreas segmentadas y elimine artefactos rechazando y eliminando dichos objetos. Combine los objetos restantes en todas las imágenes haciendo clic en todas las imágenes y combine los objetos seleccionados. Ahora solo hay un objeto por imagen.Cuantifique el área total del diente en cada imagen haciendo clic secuencialmente en Análisis, Medir objetos, Borrar todo y luego Píxeles. Finalmente, exporte los datos. Importe la serie de imágenes de fluorescencia nuevamente al software, esta vez con canales de color rojo, verde y azul divididos haciendo clic en Archivo, Importar imágenes e Importar como gris.Cierre las imágenes del canal azul y transfiera la capa de objeto de las imágenes rojas, verdes y azules a las imágenes del canal rojo haciendo clic en Segmentar y transferir capa de objetos. Elimine los píxeles que no son objeto en las imágenes del canal rojo utilizando el editor de objetos en todas las imágenes y elimine los píxeles que no son objetos. Los tejidos blandos ahora se eliminan de las imágenes.Multiplique la serie de imágenes del canal rojo por un factor de 2 haciendo clic secuencialmente en Editar, Calculadora de imágenes, Multiplicación, Parámetros e ingresando un factor de 2.00. Luego haga clic en Aplicar y OK para mejorar el contraste entre las áreas de dientes cubiertas de placa y limpias. Para eliminar las áreas de dientes limpias de las imágenes, reste la serie de imágenes del canal verde de la serie de imágenes de canal rojo mejorada haciendo clic en Editar, Calculadora de imágenes, Imágenes de operandos de segundo, planimetría verde, Resta, Aplicar y, a continuación, OK.To identificar las áreas cubiertas de placa en los dientes, realizar una segmentación de base umbral y combinar los objetos restantes como se demostró anteriormente.para la cuantificación del área total del diente Cuantifique las áreas totales cubiertas de placa en cada imagen haciendo clic secuencialmente en Análisis, Medir objetos, Borrar todo y luego Píxeles. Finalmente, exporte los datos. Abra las tablas de datos exportadas en un software dedicado y calcule el índice de placa planimétrica, PPI, de acuerdo con la ecuación uno.Los depósitos de placa son visualizados por la eritrosina, mientras que las áreas limpias de los dientes y la películo adquirida se dejan sin teñir. Las imágenes adquiridas con una cámara de fluorescencia mejoran considerablemente el contraste entre las áreas limpias de los dientes, las áreas cubiertas de placa y los problemas blandos circundantes. En comparación con las áreas limpias de los dientes, las áreas cubiertas de placa aparecen ligeramente más brillantes en el canal rojo.En el canal verde, la autofluorescencia del diente se enmascara considerablemente en las áreas cubiertas de placa. Este efecto de enmascaramiento se explota para restar las imágenes del canal verde del canal rojo. El fuerte contraste entre las áreas limpias y cubiertas de placa en las imágenes resultantes permite una determinación semiautomática basada en el umbral de intensidad del PPI.El método descrito se puede utilizar para registros planimétricos de la placa súper gingival y el cálculo en las superficies dentales faciales y orales. Diferentes materiales del color del diente fluorescen en el espectro verde con intensidades variables. Por lo tanto, el PPI generalmente se puede determinar con un algoritmo de análisis de imagen estándar en dientes con cemento de ionómero de vidrio y restauraciones compuestas.Por el contrario, las restauraciones de amalgama y moldes generalmente emiten débilmente tanto en los canales rojo como en el verde, por lo que no es posible determinar la cobertura de placa en tales superficies. Lo mismo ocurre con los brackets de ortodoncia metálicos, pero dado que la superficie del bracket generalmente se excluye de los registros de IBP, la planimetría semiautomatizada es adecuada para pacientes de ortodoncia. En la identificación semiautomática de áreas cubiertas de placa, si entra demasiada luz ambiental, la diferenciación entre los dientes y los tejidos blandos es difícil.La apertura insuficiente de la boca dificulta el procesamiento semiautomatizado. Cuando la planimetría se realiza en premolares o molares, la angulación correcta de la cámara es vital para evitar obtener imágenes de partes de la superficie oclusal. Es muy importante secar los dientes y atenuar la luz en la habitación antes de tomar una imagen.Asegúrese de no capturar dientes antagonistas o partes de la superficie oclusal.

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

En vivo en el infrarrojo cercano fluorescencia (NIRF) imagen intravascular molecular de placa inflamatoria, un enfoque multimodal de imágenes de la aterosclerosis

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

Investigación

Medicina

Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography (FDG-PET/CT)

Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography FDG-PET/CT

La cuantificación de la actividad de la placa aterosclerótica y la inflamación vascular utilizando [18-F] fluorodeoxiglucosa por emisión de positrones / tomografía computarizada (PET-TC)

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Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Usando cuantitativa en tiempo real PCR para determinar quimerismo de células donantes en un modelo competitivo Trasplante de médula ósea murina

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Confocal Lapso de tiempo de imágenes como un método eficaz para la Evaluación Cytocompatibility de composites dentales

It is generally accepted that in vitro cell material interaction is a useful criterion in the evaluation of dental material biocompatibility. The ...

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