Este estudo apresenta um procedimento semi-automatizado de análise de imagens digitais para a quantificação planimétrica da placa dental revelada a partir de imagens adquiridas com uma câmera de fluorescência intraoral. O método permite a quantificação rápida e confiável da placa bacteriana no ambiente de pesquisa.
O acúmulo de placa dental é quantificado por meio de índices clínicos ou, de outra forma, do índice planimétrico de placa (IBP), que mede a área relativa de um dente que é coberto por depósitos de placa. Comparado aos índices clínicos, o IBP tem maior poder discriminatório, mas a planimetria tradicional é uma análise demorada, pois as áreas dentárias limpas e cobertas por placa têm que ser determinadas manualmente para cada imagem usando um software de processamento de imagem. Apresentamos aqui um método para a quantificação planimétrica semi-automatizada da placa dentária, que permite o processamento rápido de até 1.000 imagens simultaneamente. O método explora o contraste acentuado entre placa revelada, superfícies dentárias sãs e tecidos moles em imagens de fluorescência adquiridas com uma câmera intraoral. A execução cuidadosa dos procedimentos clínicos e a aquisição precisa das imagens são etapas cruciais para o sucesso da identificação semi-automatizada das áreas cobertas pela placa. O método é adequado para planimetria em superfícies dentárias faciais e bucais sólidas, na maioria das restaurações de resina composta e em dentes com braquetes ortodônticos, mas não em restaurações metálicas. Em comparação com os registros tradicionais do IBP, a planimetria semi-automatizada reduz consideravelmente o tempo gasto na análise, bem como a entrada humana subjetiva, aumentando a reprodutibilidade das medidas planimétricas.
A quantificação da placa dentária no ambiente de pesquisa é realizada por meio de índices clínicos ou, então, pelo registro do índice planimétrico de placa (IBP)1. Índices clínicos, como o índice de placas de Quigley-Hein modificado por Turesky, baseiam-se na avaliação visual da cobertura da placa por um operador e na subsequente atribuição de um escore em uma escala ordinal2. Embora a pontuação seja rápida, o uso de índices clínicos requer laboriosa calibração interexaminador e intraexaminador, e a classificação sempre sofre certo grau de subjetividade 3,4,5. Além disso, como o número de escores é limitado, os índices clínicos podem falhar em detectar diferenças relevantes na cobertura de placa6.
Para registros planimétricos, a extensão da cobertura da placa é determinada em imagens digitais dividindo-se a área coberta pela área total da superfície dentária7. O uso de uma escala contínua aumenta a acurácia e apresenta alto poder discriminatório na análise estatística 8,9,10. Além disso, pode-se argumentar que a planimetria é menos subjetiva, pois o índice é calculado e não estimado pelo examinador11. Tradicionalmente, as áreas dentárias totais e cobertas por placa são determinadas manualmente para o registro dos IBP, desenhando-se as regiões de interesse em cada imagem por meio de um software de processamento de imagens 7,12. Consequentemente, a análise planimétrica era anteriormente muito demorada, o que reduziu sua aplicabilidade para estudos clínicosmaiores6.
Nas imagens tradicionais de luz branca, o contraste entre as áreas cobertas por placa, as áreas de dentes limpos e os tecidos circundantes é tênue e, portanto, o processamento automatizado de imagens, que normalmente depende da detecção de objetos baseada na intensidade, é severamente prejudicado13,14. Imagens adquiridas com câmera de fluorescência mostram contraste significativamente acentuado entre placa bacteriana revelada, dentes limpos que se autofluorescem fortemente no espectro verde e tecidos moles não fluorescentes1.
Aqui, apresentamos um método de planimetria semi-automatizada que reduz consideravelmente o tempo gasto na análise de imagens em comparação com os registros tradicionais de PPI. O método emprega procedimentos de divulgação padrão, uma câmera de fluorescência disponível comercialmente e um freeware de análise de imagem. Os parâmetros importantes para aquisição e análise das imagens, bem como os erros e limitações típicas do método, são discutidos.
O método apresentado para planimetria semi-automatizada baseada em imagens de fluorescência constitui uma melhoria na quantificação da placa dental em superfícies dentárias hígidas no ambiente de pesquisa em comparação com a planimetriatradicional20. A planimetria semi-automatizada permite a determinação simultânea do IBP em até 1.000 imagens usando um algoritmo de pós-processamento pré-determinado. Dessa forma, o método é consideravelmente mais eficiente em termos de tempo do que a planimetria convencional, onde as áreas dentárias totais e as áreas cobertas por placa são determinadas manualmente pelo desenho de regiões de interesse em um software de processamento de imagens 7,12. Além disso, a extensão do julgamento humano na análise da imagem é reduzida à escolha de um limiar de brilho para a segmentação da imagem. Dessa forma, todas as imagens são tratadas da mesma forma, e a influência da subjetividade do examinador é bastante reduzida11.
As etapas críticas do protocolo estão predominantemente relacionadas aos procedimentos clínicos, que precisam ser realizados de forma altamente padronizada para a ótima qualidade da imagem. A solução reveladora deve ser aplicada suave e uniformemente, e as imagens devem ser adquiridas logo após o enxágue e secagem ao ar para evitar a lavagem do corante e, assim, a perda do contraste da imagem. Além disso, o sangramento gengival precisa ser evitado, uma vez que a hemoglobina pode potencializar a fluorescência registrada no canal vermelho19. A captação das imagens deve ser realizada com as luzes da sala apagadas para reduzir a interferência da luz ambiente, e os pacientes precisam abrir a boca suficientemente, para que os dentes antagonistas não apareçam nas imagens. A cabeça da câmera deve ser posicionada perpendicularmente ao eixo do dente para evitar a captura de parte da superfície oclusal e dentes contralaterais.
Artefatos resultantes da aquisição de imagens subótimas podem, na maioria dos casos, ser removidos durante a análise da imagem, embora às custas de um tempo de processamento consideravelmente maior. Alguns artefatos que são reconhecidos como objetos durante a segmentação podem ser limpos pela exclusão simples no editor de objetos. Se os artefatos forem confluentes com as áreas reconhecidas como placa, os objetos resultantes deverão ser divididos no editor de objetos antes da remoção. Em casos extremos, o operador pode ter que recorrer à determinação manual do dente limpo e áreas cobertas de placa bacteriana, desenhando regiões de interesse no software. Se todos os procedimentos clínicos forem realizados com precisão, a única entrada subjetiva do operador durante a análise da imagem consiste em determinar os valores de corte para as segmentações baseadas em limiares. Geralmente, as áreas cobertas por placa e dentes limpos são bem definidas nas imagens, mas é preciso mencionar que pequenas diferenças nos limiares escolhidos influenciam os valores calculados do IBP, embora em uma extensão relativamente baixa. Como todas as imagens adquiridas para um determinado estudo podem ser segmentadas com limiares idênticos, a escolha subjetiva dos pontos de corte não afeta as diferenças entre os grupos de tratamento ou de pacientes.
Assim como a planimetria manual, a planimetria semi-automatizada não é adequada para registros longitudinais do acúmulo de placa devido ao uso de uma solução reveladora. A eritrosina pode interferir no crescimento do biofilme por meio de atividade antibacteriana21,22,23, mas, o mais importante, a coloração proeminente requer remoção profissional da placa antes que o paciente seja enviado para casa. No entanto, o método descrito pode ser utilizado para a quantificação regular dos níveis habituais de placa na clínica. Outra limitação da planimetria semi-automatizada surge devido às diferenças de tamanho entre os dentes individuais. Embora a distância entre a câmera e a superfície dentária e, portanto, o tamanho do campo de visão possam ser padronizados, as imagens adquiridas podem incluir partes dos dentes vizinhos. Estes não podem ser removidos por uma operação em lote, mas apenas pelo recorte manual das imagens durante a análise. Embora a planimetria semi-automatizada seja apropriada para a quantificação da placa supragengival e do cálculo24 em superfícies dentárias hígidas, trabalhos futuros terão que determinar como o método descrito é afetado por defeitos dedesenvolvimento25, lesões de cárie cavitadas e não cavitadas, bem como manchas severas.
Em conclusão, a planimetria semi-automatizada é um método que permite quantificar de forma rápida e confiável a cobertura da área de placa usando uma câmera de fluorescência. Pode ser empregado em ensaios clínicos que avaliam a formação de nova placa em diferentes grupos de pacientes ou o efeito de diferentes regimes de tratamento na remoção da placa.
The authors have nothing to disclose.
Os autores agradecem a Dirk Leonhardt por sua excelente assistência na fabricação aditiva dos espaçadores feitos sob medida. Lene Grønkjær, Javier E. Garcia, Charlotte K. Vindbjerg e Sussi B. Eriksen são reconhecidos por seu apoio técnico durante o estudo. Os autores também gostariam de agradecer a Matthias Beck pelo suporte técnico no uso da câmera de fluorescência e a Mette R. Jørgensen pelas discussões frutíferas.
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