Удод А.А., Шамаев В.В.*, Челях Е.Н.
Донецкий национальный медицинский
университет им. М. Горького,
Донецкий национальный технический
университет*
Компьютерный анализ цифрового изображения в исследовании шероховатости зубной эмали.
Шероховатость
поверхности эмали зуба представляет собой совокупность неровностей, образующих
ее микрорельеф [1]. Известны различные методы измерения шероховатости
поверхности зубной эмали: контактные методы поверхностной профилометрии [2,3,4]
и профилографии [5]. Преимуществом этих методов является возможность
объективной оценки шероховатости поверхности эмали зуба, которую описывают в
числовом эквиваленте, основной же недостаток – осуществление их только в
лабораторных условиях. Известен клинический метод оценки структурно-функциональной
кислотоустойчивости эмали зубов (тест эмалевой резистентности – ТЭР), который позволяет прогнозировать развитие кариеса у данного
индивида [6]. Он базируется на колориметрическом подходе к оценке глубины
микродефекта эмали после дозированной кислотной травмы. Однако данный
полуколичественный метод нельзя считать объективным в полной мере, поскольку
результаты в значительной степени зависят от способности врача-стоматолога
различать оттенки синего цвета, а ошибка в 1-2 балла может перевести пациента из
одной диспансерной группы в другую с соответствующим изменением объема и
качества кариеспрофилактических мероприятий. Основной же недостаток состоит в
том, что метод не позволяет провести точную количественную оценку глубины
протравленного участка эмали. В связи с этим особый интерес, с нашей точки
зрения, приобретают компьютерные методы обработки цифрового изображения,
которые в современной стоматологической практике получают все большее
распространение. Проблема создания объективного метода определения
шероховатости зубной эмали в клинических условиях с использованием
компьютерного анализа является, безусловно, актуальной.
Целью
нашего исследования явилась разработка метода оценки
шероховатости поверхности эмали зубов с помощью цифровой фотосъемки объекта
(зуба) и компьютерной обработки полученного изображения, который можно было бы
применить в дальнейшем в клинических условиях.
Материал и методы исследования.
В
качестве материала для исследования использованы 10 постоянных фронтальных
зубов верхней и нижней челюсти пациентов обоего пола, удаленные по
ортопедическим и ортодонтическим показаниям. После удаления зубы промывали проточной водой и оставляли
на 4 часа в 6% растворе перекиси водорода, удаляли налет, высушивали.
Для
исследования был использован прибор профилограф-профилометр тип АІ модель 252, позволяющий определить параметр Ra (среднее арифметическое отклонение профиля, мкм) с
погрешностью, не превышающей 5%. Определяли участок поверхности эмали с
наименьшей кривизной, который, как правило, находился на вестибулярной
поверхности между режущим краем и экватором зуба, маркировали его, затем
проводили исследование с помощью
профилографа-профилометра в медио-дистальном направлении. Запись
микронеровностей осуществляли с помощью измерительной системы, преобразующей
электрический сигнал в механические колебания пера записывающего прибора на
диаграммную ленту, при следующих увеличениях: по горизонтали 50, по вертикали
2000. Среднее арифметическое отклонение профиля, в микрометрах, Ra, вычисляли с помощью полученных профилограмм.
Затем выполняли фотосъемку исследуемого участка
каждого зуба с помощью цифровой фотокамеры Canon Ixus 65, соединенной с компьютером, в двух режимах: “оценить
баланс белого/ручной” (оптический метод №1) и “флюорисцентный Н” (оптический
метод №2). После проведения съемки определяли коэффициент масштабирования (по
показателям значений ZOOM в цифровом фотоаппарате на момент съемки). С помощью оригинального программного продукта «Анализатор»
проводили спектральный анализ изображения в длинноволновом и средневолновом
диапазонах. Получали гистограммы энергии отраженного от поверхности зуба
светового потока. Используя программный пакет «PhotoM» ver. 1.21, выполняли
количественную оценку шероховатости исследуемого участка эмали (по результатам
анализа гистограмм) в пикселях с последующим переводом результатов в
метрическую систему (мкм). Полученные в ходе
эксперимента данные были статистически обработаны с помощью программного
продукта STATISTICA 6.0.
Результаты исследования и их
обсуждение.
В
результате проведенного эксперимента были получены профилограммы
промаркированных участков вестибулярной поверхности исследуемых зубов. На
основе записанных профилограмм был рассчитан показатель среднего
арифметического отклонения профиля Ra1, который составил
0,062±0,003 мкм. В ходе реализации оптических методов
определения шероховатости промаркированных участков зубной эмали этот
показатель для оптического метода №1 составил 0,059±0,002 мкм и для оптического
метода №2 – 0,066±0,003 мкм. Установлено, что при сравнении средних
независимых выборок, где n1,n2,n3=10, различия средних не являются статистически
значимыми, поскольку р>0,05.
Для
выявления парной корреляционной связи между средними значениями выборок был
проведен корреляционный анализ (рассчитан показатель ранговой корреляции
Спирмена - R).
Установлено наличие такой связи между результатами полученными с помощью метода
профилографии и оптического метода №1, где показатель корреляции составил 0,84
(p=0,002, коэффициент корреляции
отличен от 0 на уровне р<0,05). Корреляционной
связи между результатами, полученными с помощью метода профилографии и
оптического метода №2, а также между двумя оптическими методами, не выявлено.
Выводы.
Таким
образом, предложен метод оценки шероховатости зубной эмали, основанный на
компьютерном анализе цифрового изображения объекта, который позволяет получить
результаты в метрической системе, сравнимые с результатами профилографии. В
дальнейшем, на последующих этапах наших исследований планируется применение
этого метода в клинических условиях.
Список литературы.
1. Хватов Б.Н. Выполнение измерений параметров шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 при помощи приборов профильного метода: лабораторная работа – Тамбов: Издательство ТГТУ. – 2006. – 24 с.
2.
Грютцнер А. Дайрект Экстра – универсальный
реставрационный компомер // ДентАрт. – 2005. - №2. – С. 41-51.
3. Mine Betul Ustasli, DDS, PhD;
Hacer Deniz Arisu, DDS, PhD; Huma Omuriu, DDS, PhD; Evrim Eliguzelodlu, DDS;
Suat Ozcan, DDS; Gulfem Ergun, DDS, PhD The Effect of Different Finishing and
Polishing Systems on the Surface Roughness of Different Composite Restorative
Materials // The Journal of Contemporary Dental Practice. – 2007. – Vol. 8. – №2. – February 1. – Р. 1-9.
4. Yip H-K., Lam W.T.C., Smales R.J.
Fluoride release, weight loss and erosive wear of modern aesthetic restoratives
// British Dental Journal. – 1999. – Vol. 187. – №5. –
September 11. – Р. 265-270.
5. Ремизов С.М., Пружанский Л.Ю. Оценка абразивности средств гигиены полости рта по изменению шероховатости эмали зуба // Стоматология. – 1983. - №3. – С. 20-23.
6. Борисенко А.В. Кариес зубов. – Киев. – 2000. –138 с.