Viabilidade de um sistema para auxílio no diagnóstico de cáries através de imagens...

Um diagnóstico prematuro e correto da cárie possibilita um tratamento rápido e com o mínimo de intervenções invasivas, a política atual de flúor na água consumida pela população causou uma mudança no perfil contemporâneo da cárie, que prevalece em estágios iniciais, dificultando o diagnóstico pelos métodos clássicos. Este trabalho analisou um sistema de aquisição de imagens de fluorescência de dentes cariados in vitro, visando explorar as alterações ópticas causadas pela desmineralização no esmalte do dente utilizando imagens de fluorescência. As imagens obtidas foram tratadas digitalmente, tanto para melhoramento de contraste, quanto para segmentação das regiões de interesse. Montou-se em bancada um sistema óptico para a correta aquisição das imagens de fluorescência das amostras in vitro, constituído de: um diodo emissor de brilho na faixa do ultravioleta; um sistema de aquisição de imagens digitais; e um conjunto de filtros ópticos. As imagens obtidas foram tratadas primeiramente através de um pré-processamento para acentuar o seu contraste e evidenciar as características das regiões cariosas e dos microorganismos patogênicos nas imagens de fluorescência. Em seguida, estas imagens ajustadas foram segmentadas por três algoritmos diferentes, cada qual com uma abordagem, buscando-se analisar a possibilidade da extração de informações sobre a real situação das amostras de forma computacional. Dentre as três amostras utilizadas, duas apresentam sinais evidentes da cárie à luz branca, e estas serviram de parâmetro de comparação para os resultados obtidos com a outra amostra, uma vez que esta não possui esses sinais. O pré-processamento das imagens forneceu um resultado satisfatório, realçando de forma expressiva as regiões de interesse, os algoritmos de segmentação alcançaram uma boa acurácia para este primeiro momento, considerando-se que se utilizou apenas processamento de baixo nível nas imagens. Esta abordagem mostrou-se promissora, uma vez que conseguiu evidenciar as regiões com sinais de lesões cariosas e microorganismos patogênicos nas amostras, e também realizar uma segmentação coerente destas, principalmente nas imagens da amostra com cárie em estágio inicial. Os resultados mostram que o desenvolvimento de um sistema de imagens de fluorescência para auxílio no diagnóstico prematuro de lesões cariosas pode ser desenvolvido, e em outro nível de processamento pode fornecer informações qualitativas e quantitativas sobre a lesão e as bactérias, além de ser um método não invasivo e não biologicamente destrutivo e que possibilita uma análise em “tempo real”.

Palavras-chave em Inglês

Dental caries
Aid in the diagnosis
Fluorescence image
Digital image processing.

Resumo em Inglês

A premature and correct diagnosis of caries enables a quick treatment and with minimal invasive interventions, the current policy of fluoride in water consumed by the population caused a change in present-day profile of caries, which prevails in the early stages, which difficult diagnosis by classics methods, like x-rays. This work examined a fluorescence image acquisition system for demineralized teeth's in vitro, trying to explore the optics changes caused by tooth enamel demineralization using fluorescence images. The images obtained were treated digitally, for contrast enhancement and segmentation of regions of interest. An optical system was mounted on a bench for the correct acquisition of fluorescence imaging of in vitro samples, consisting of: one LED in the ultraviolet range; digital image acquisition system; and a set of optical filters. The images obtained received primarily a preprocessing to accentuate your contrast and highlight the characteristics of carious regions and pathogenic microorganisms in the fluorescence images. Then these pictures were segmented by three different algorithms, each one with an approach seeking to analyze the possibility of extracting information about the real situation of the samples by a computational processing. About the three samples used, two of them have obvious signs of caries with white light, and these served as a parameter of comparison for the results obtained with the another sample, since this doesn’t have these signs. The preprocessing of the images provided a satisfactory result, since significantly enhanced the regions of interest, the segmentation algorithms have achieved a satisfactory accuracy for this first moment, considering that was used only low-level imaging processing on the images. This approach proved to be promising, once managed to highlight areas with signs of carious lesions and foreign matter on the samples, and also perform a consistent segmentation of these, particularly on the sample images with caries in initial stage. The results show that the development of a fluorescence imaging system to aid in the diagnosis of early carious lesions can be developed, and on another level of processing can provide qualitative and quantitative information about the injuries and the pathogenic microorganisms, besides being a non-invasive and not biologically destructive method that enables an analysis in real-time.

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Data de Publicação

2013-04-16

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