Robust Segmentation of Partial and Imperfect Dental Arches
Notice bibliographique
Résumé
Automatic and accurate dental arch segmentation is a fundamental task in computer-aided dentistry. Recent trends in digital dentistry are tackling the design of 3D crowns using artificial intelligence, which initially requires a proper semantic segmentation of teeth from intraoral scans (IOS). In practice, most IOS are partial with as few as three teeth on the scanned arch, and some of them might have preparations, missing, or incomplete teeth. Existing deep learning-based methods (e.g., MeshSegNet, DArch) were proposed for dental arch segmentation, but they are not as efficient for partial arches that include imperfections such as missing teeth and preparations. In this work, we present the ArchSeg framework that can leverage various deep learning models for semantic segmentation of perfect and imperfect dental arches. The Point Transformer V2 deep learning model is used as the backbone for the ArchSeg framework. We present experiments to demonstrate the efficiency of the proposed framework to segment arches with various types of imperfections. Using a raw dental arch scan with two labels indicating the range of present teeth in the arch (i.e., the first and the last teeth), our ArchSeg can segment a standalone dental arch or a pair of aligned master/antagonist arches with more available information (i.e., die mesh). Two generic models are trained for lower and upper arches; they achieve dice similarity coefficient scores of 0.936±0.008 and 0.948±0.007, respectively, on test sets composed of challenging imperfect arches. Our work also highlights the impact of appropriate data pre-processing and post-processing on the final segmentation performance. Our ablation study shows that the segmentation performance of the Point Transformer V2 model integrated in our framework is improved compared with the original standalone model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».