القياس الكمي شبه الآلي للوحة الأسنان باستخدام كاميرا مضان داخل الفم
January 27th, 2023
تقدم هذه الدراسة إجراء تحليل صور رقمي شبه آلي للقياس الكمي المستوي للوحة الأسنان المفصح عنها بناء على الصور التي تم الحصول عليها باستخدام كاميرا مضان داخل الفم. تسمح هذه الطريقة بالقياس الكمي السريع والموثوق للوحة الأسنان في بيئة البحث.
يسمح القياس شبه الآلي بالقياس الكمي السريع والدقيق والموضوعي للمناطق المغطاة بلوحة الأسنان في التجارب السريرية. بالمقارنة مع القياس التقليدي ، حيث يتم تحديد المناطق المغطاة بالبلاك يدويا من قبل المشغل ، فإن القياس شبه الآلي أكثر موضوعية ويقلل بشكل كبير من وقت المعالجة. للبدء ، قم بتركيب الفاصل المخصص على الكاميرا الفلورية ، ثم قم بتوصيل الكاميرا داخل الفم بجهاز كمبيوتر ، وافتح برنامج الكاميرا.
انقر فوق مريض ، ثم مريض جديد لإنشاء وملء معلومات المريض في النظام. بعد ذلك ، انقر فوق المريض وحفظ لحفظ البيانات ذات الصلة. انقر فوق فيديو والكاميرا داخل الفم جاهزة الآن للاستخدام.
ضع صبغة كشف حمراء ، وهي 5٪ إريثروزين ، مع حبيبات قطنية على أسطح الأسنان المهمة للكشف عن البلاك. اطلب من المريض شطفه بالماء لمدة 10 ثوان لإزالة الصبغة الزائدة. قم بإزالة أي بقعة لثوية باستخدام حبيبات قطنية ، وجفف كل سن في الهواء لمدة ثلاث ثوان.
ضع الكاميرا داخل الفم في وضع أفقي أمام السن محل الاهتمام مع لمس الفاصل للثة أو الأسنان المجاورة. تأكد من أن سطح السن محل الاهتمام بالكامل في بؤرة التركيز والتقاطه في الصورة دون تضمين أسطح الأسنان المضادة أو المقابلة. احصل على صورة التألق بالضغط على زر الكاميرا.
أداء تلطيخ والحصول على صورة لجميع الأسنان ذات الأهمية. ثم حدد جميع الصور في برنامج الكاميرا وانقر على حفظ الصور ومقاطع الفيديو في القائمة ، مع التأكد من حفظ الصور في وضع اللوحة وليس في وضع التسوس. يشير الرمز P أو C في القائمة إلى الوضع الحالي.
لتصدير الصور ، انتقل إلى العارض واختر الصور المراد تصديرها. انقر فوق ملف وتصدير ، حفظ باسم ، ثم على جميع صور المريض لتصدير الصور. في نافذة التصدير ، اختر الإعداد الوضع القياسي وانقر فوق مسار التصدير.
حدد المجلد المطلوب وضمن تحديد نوع الصورة ، حدد المربع الأيسر واختر حالة الصورة كبيانات أصلية من القائمة المنسدلة. قم بتوسيع نافذة التصدير لعرض المزيد من الخيارات وحدد اسم الملف يحتوي على لاختيار رقم البطاقة أو إدخال المستخدم أو اسم المريض. ثم حدد تنسيق ك TIF وانقر فوق "موافق" لتصدير الصور.
بدلا من ذلك ، قم بإعداد تصدير تلقائي للملفات قبل التصوير بالنقر بالتتابع على الخيارات أو إظهار التكوين أو الوحدات النمطية أو العارض أو التصدير أو البريد الإلكتروني أو خيارات التصدير ، ثم حدد وضع التصدير التلقائي. انقر فوق تصدير المسار واختر المجلد المطلوب واختر حالة الصورة كبيانات أصلية. حدد اسم الملف يحتوي على لاختيار رقم البطاقة أو إدخال المستخدم أو اسم المريض.
ثم حدد تنسيق ك TIF وانقر فوق "موافق" لإعداد إعدادات التصدير الافتراضية. يمكن إجراء تحليل الصورة الرقمية في أي وقت بعد الحصول على الصورة ، ويمكن معالجة ما يصل إلى 1000 صورة مضان بالتوازي. أعد تسمية جميع الصور بأرقام فهرس متسلسلة.
قم باستيراد سلسلة الصور الفلورية في برنامج مخصص لتحليل الصور باللون الأحمر والأخضر والأزرق بالنقر فوق ملف واستيراد الصور واستيراد اللون. قم بإجراء تجزئة قاعدة العتبة لسلسلة الصور بالنقر فوق مقطع وتجزئة تلقائية ثم عتبة مخصصة. اضبط العتبة المنخفضة فوق شدة الأنسجة الرخوة عن طريق الفم واترك العتبة العالية عند 255.
وبالتالي ، يتعرف البرنامج فقط على الأسنان ذات المناطق النظيفة والمغطاة بالبلاك ككائنات. انقر فوق تطبيق وموافق وتقسيم لبدء التجزئة. افتح المتخيل بالنقر المزدوج على اسم سلسلة الصور وأدخل محرر الكائنات.
إجراء مراقبة الجودة المرئية للمناطق المجزأة وحذف القطع الأثرية عن طريق رفض وحذف هذه الكائنات. دمج الكائنات المتبقية في كل الصور بالنقر في كل الصور ودمج الكائنات المحددة. الآن هناك كائن واحد فقط لكل صورة.
قم بتحديد مساحة الأسنان الإجمالية في كل صورة عن طريق النقر بالتتابع على التحليل وقياس الكائنات ومسح الكل ثم البكسل. أخيرا ، قم بتصدير البيانات. قم باستيراد سلسلة الصور الفلورية مرة أخرى إلى البرنامج ، هذه المرة باستخدام قنوات ملونة مقسمة باللون الأحمر والأخضر والأزرق بالنقر فوق ملف واستيراد الصور واستيراد باللون الرمادي.
أغلق صور القناة الزرقاء وانقل طبقة الكائن من الصور الحمراء، الخضراء، الزرقاء إلى صور القناة الحمراء بالنقر فوق تقسيم ونقل طبقة الكائن. احذف البيكسلات غير الكائنة في صور القناة الحمراء باستخدام محرر الكائنات في كل الصور واحذف البيكسلات غير الكائنة. تتم الآن إزالة الأنسجة الرخوة من الصور.
اضرب سلسلة صور القناة الحمراء بعامل 2 بالنقر بالتتابع على تحرير ، حاسبة الصورة ، الضرب ، المعلمات ، وإدخال عامل 2.00. ثم انقر فوق تطبيق وموافق لتحسين التباين بين مناطق الأسنان المغطاة بالبلاك والنظيفة. لإزالة مناطق الأسنان النظيفة من الصور ، اطرح سلسلة صور القناة الخضراء من سلسلة صور القناة الحمراء المحسنة بالنقر فوق تحرير ، حاسبة الصورة ، صور المعامل الثاني ، القياس الأخضر ، الطرح ، التطبيق ، ثم OK.To تحديد المناطق المغطاة بالبلاك على الأسنان ، وإجراء تجزئة قاعدة العتبة ، ودمج الكائنات المتبقية كما هو موضح سابقا.
لتحديد مساحة السن الكلية ، قم بتحديد إجمالي المساحات المغطاة بالبلاك في كل صورة عن طريق النقر بالتتابع على التحليل وقياس الكائنات ومسح الكل ثم البكسل. أخيرا ، قم بتصدير البيانات. افتح جداول البيانات المصدرة في برنامج مخصص واحسب مؤشر اللوحة المسطحة ، PPI ، وفقا للمعادلة الأولى.
يتم تصور رواسب البلاك بواسطة الإريثروزين ، بينما تترك مناطق الأسنان النظيفة والحبيبات المكتسبة غير ملوثة. تعمل الصور التي تم الحصول عليها باستخدام كاميرا مضان على تحسين التباين بشكل كبير بين مناطق الأسنان النظيفة والمناطق المغطاة بالبلاك والمشكلات اللينة المحيطة. بالمقارنة مع مناطق الأسنان النظيفة ، تبدو المناطق المغطاة بالبلاك أكثر إشراقا قليلا في القناة الحمراء.
في القناة الخضراء ، يتم إخفاء التألق الذاتي للسن بشكل كبير في المناطق المغطاة بالبلاك. يتم استغلال تأثير التقنيع هذا لطرح صور القناة الخضراء من القناة الحمراء. يسمح التباين القوي بين المناطق النظيفة والمغطاة بالبلاك في الصور الناتجة بتحديد شبه آلي قائم على عتبة الكثافة لمؤشر أسعار المنتجين.
يمكن استخدام الطريقة الموصوفة للتسجيلات المسطحة للوحة اللثة الفائقة وحساب التفاضل والتكامل على كل من أسطح أسنان الوجه والفم. تتألق المواد الملونة المختلفة للأسنان في الطيف الأخضر بكثافة متفاوتة. وبالتالي ، يمكن تحديد PPI عادة باستخدام خوارزمية تحليل الصور القياسية على الأسنان باستخدام الأسمنت الشاردي الزجاجي والترميمات المركبة.
وعلى النقيض من ذلك، عادة ما تنبعث من ترميمات الملغم والمصبوب خافتة في كل من القناتين الحمراء والخضراء، وبالتالي لا يمكن تحديد تغطية اللويحات على هذه الأسطح. وينطبق الشيء نفسه على الأقواس المعدنية لتقويم الأسنان ، ولكن نظرا لأن سطح القوس يتم استبعاده عادة من تسجيلات PPI ، فإن قياس المسطحات شبه الآلي مناسب لمرضى تقويم الأسنان. في التحديد شبه الآلي للمناطق المغطاة بالبلاك ، إذا دخل الكثير من الضوء المحيط ، فمن الصعب التمايز بين الأسنان والأنسجة الرخوة.
عدم كفاية فتح الفم يعيق المعالجة شبه الآلية. عند إجراء القياس على الأضراس المسبقة أو الأضراس ، فإن الانحناء الصحيح للكاميرا أمر حيوي لتجنب تصوير أجزاء سطح الإطباق. من المهم جدا تجفيف الأسنان وخفوت الضوء في الغرفة قبل التقاط صورة.
تأكد من عدم التقاط الأسنان المضادة أو أجزاء من سطح الإطباق.
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة إجراءً لتحليل الصور الرقمية شبه الآلي لتقدير طبقة البلاك الأسنان باستخدام كاميرا تفلورة داخل الفم. تعزز الطريقة من دقة وكفاءة تقييم البلاك في التجارب السريرية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- بحوث الأسنان
- تحليل الصور
- التجارب السريرية
الخلفية
- تعتمد التخطيط التقليدي على التعريف اليدوي لمناطق البلاك.
- تحسن كاميرات التفلورة داخل الفم من تصور طبقة البلاك الأسنان.
- تعتبر طرق التقدير السريعة والموضوعية ضرورية للبحث السريري.
- يمكن لتحليل الصور الرقمية معالجة عدة صور في وقت واحد.
هدف الدراسة
- تطوير طريقة شبه آلية لتقدير طبقة البلاك الأسنان.
- تقليل وقت المعالجة مقارنة بالطرق التقليدية.
- تعزيز الموضوعية في قياسات مناطق البلاك.
الطرق المستخدمة
- استخدام فاصل مخصص وكاميرا تفلورة داخل الفم.
- استخدام صبغة كشف حمراء لتصور البلاك.
- اكتساب الصور ومعالجتها باستخدام برامج مخصصة.
- الفصل على أساس العتبة لتقدير مناطق البلاك.
النتائج الرئيسية
- تقلل الطريقة شبه الآلية بشكل كبير من وقت المعالجة.
- تم تحقيق تباين محسن بين المناطق النظيفة ومناطق البلاك المغطاة.
- يمكن معالجة ما يصل إلى 1000 صورة بشكل متوازٍ.
- كان تقدير مناطق البلاك دقيقًا وموثوقًا.
الخلاصات
- الطريقة المتقدمة فعالة في تقدير طبقة البلاك الأسنان.
- تقدم طريقة أكثر موضوعية مقارنة بالطرق اليدوية.
- يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة في التجارب السريرية للبحوث الأسنان.
الأسئلة المتداولة
Executive Industry Relevance
Semi-automated planimetric quantification of dental plaque using intraoral fluorescence imaging addresses the need for objective, high-throughput measurement in dental research and clinical trials. By reducing manual input and increasing reproducibility, this method enhances predictive confidence in oral health intervention studies and supports robust data generation for early discovery and validation phases. The approach is particularly relevant for portfolio teams seeking scalable, standardized quantification workflows in dental product development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables objective quantification of dental plaque for hypothesis-driven studies.
- Reduces operator bias, supporting functional validation of oral health targets.
- Facilitates reproducible measurement critical for mechanistic de-risking in dental research.
Screening & Assay Development
- Prepares validated image-based assays for downstream screening of oral care compounds.
- Supports assay standardization and reproducibility through semi-automated analysis.
- Enables rapid, quantitative outputs suitable for high-throughput screening environments.
Translational & Preclinical Research
- Aligns quantification methods with translational biomarker strategies in oral health.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation by providing robust, scalable measurement.
- Supports risk-adjusted advancement decisions for dental therapeutics and devices.
Pipeline & Workflow Integration
This semi-automated planimetric workflow integrates into the discovery-to-preclinical continuum for dental research, enabling scalable quantification from early hypothesis testing to preclinical validation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by providing objective plaque measurements.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible, and quantitative plaque area outputs for compound evaluation.
- Analytics: Generates standardized data tables for statistical comparison of plaque coverage across conditions.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical phases with consistent, high-throughput quantification.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable digital imaging and analysis capability for diverse dental research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in oral health studies.
- Operational Value: Standardizes plaque quantification, enhances reproducibility, and supports scalability to large image sets.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency by enabling robust, objective data generation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of dental health interventions.
Implementation Considerations
- Requires expertise in digital imaging and threshold-based segmentation analysis.
- Needs access to intraoral fluorescence cameras and compatible image analysis software.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols and data handling.
- Must adapt workflow for different restorative materials and exclude metallic surfaces as indicated.
- Considers practical limitations such as ambient light, patient cooperation, and anatomical access.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:38
Plaque Disclosure and Image Acquisition
3:34
Digital Image Analysis: Quantification of the Total Tooth Area
5:09
Digital Image Analysis: Quantification of the Plaque-Covered Areas
7:04
Results: Semi-Automated Planimetric Quantification of Plaque-Covered Areas on Teeth
9:07
Conclusion
