DEEP LEARNING-DRIVEN SEGMENTATION OF DENTAL IMPLANTS AND PERI-IMPLANTITIS DETECTION IN ORTHOPANTOMOGRAPHS: A NOVEL DIAGNOSTIC TOOL
Notice bibliographique
Résumé
INTRODUCTION AND OBJECTIVE: Dental implants are well-established for restoring partial or complete tooth loss, with osseointegration being essential for their long-term success. Peri-implantitis, marked by inflammation and bone loss, compromises implant longevity. Current diagnostic methods for peri-implantitis face challenges such as subjective interpretation and time consumption. Our deep learning-based approach aims to address these limitations by providing a more accurate and efficient solution. This study aims to develop a deep learning-based approach for segmenting dental implants and detecting peri-implantitis in orthopantomographs (OPGs), enhancing diagnostic accuracy and efficiency. MATERIALS AND METHODS: After applying exclusion criteria, 7696 OPGs were used in the study, which was ethically authorized by the Near East University Ethics Review Board. Using the Python-implemented U-Net architecture, the DICOM-formatted images were segmented and converted into PNG files. The classification model used a convolutional neural network (CNN) for distinguishing between healthy implants and those affected by peri-implantitis, leveraging features extracted from the segmented regions to enhance diagnostic accuracy. The model was trained for 500 epochs using the Adam optimizer, with the dataset split into training (70%), validation (15%), and test (15%) sets. Dice similarity coefficient (DSC) and accuracy were used to assess segmentation performance. Three medical professionals used precision, recall, and F1-score to assess the classification model after segmentation, which determined whether implants were showing signs of peri-implantitis. RESULTS: The segmentation model achieved a test accuracy of 0.999, Dice Similarity Coefficient (DSC) of 0.986, and Intersection over Union (IoU) of 0.974. For classification, out of 3693 implants, 638 were clinically identified as having peri-implantitis. The model correctly identified 576 of these, with 165 false positives. Performance metrics included a precision of 0.777, recall of 0.903, and F1-score of 0.835. CONCLUSION: The deep learning-based approach for segmentation and classification of dental implants and peri-implantitis in OPGs is highly effective, providing reliable tools for enhancing clinical diagnosis and treatment planning.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».