Оценка модели на основе искусственного интеллекта в диагностике рентгенологической потери костной ткани при заболеваниях пародонта

Введение

Искусственный интеллект (ИИ) активно внедряется в стоматологическую практику, особенно в диагностику заболеваний пародонта. Одной из ключевых задач является автоматизация оценки рентгенологической потери костной ткани (RBL) на основе рентгенограмм.

Цель

Разработка модели на основе сверточной нейронной сети (CNN) для детекции и измерения RBL на прикусных рентгенограммах.

Материалы и методы

В исследовании использовались 595 цифровых прикусных рентгенограмм. Разметка ключевых точек выполнялась с помощью Computer Vision Annotation Tool. Далее:

• 416 изображений использовались для обучения модели YOLO-v8-pose
• 119 изображений составили валидационный набор
• 60 изображений - тестовый набор

Модель обучалась определять ключевые точки: цементно-эмалевое соединение (CEJ) и альвеолярный костный гребень (ABC). Для оценки производительности анализировались:

• F1-Score
• Точность (precision)
• Чувствительность (sensitivity)
• Средняя точность (mAP)

Для измерения RBL применялся алгоритм расчета евклидова расстояния между CEJ и ABC.

Результаты

Модель продемонстрировала следующие показатели:

• F1-Score: 66,89%
• Точность: 61,1%
• Чувствительность: 73,9%
• mAP: 73,8%

Выводы

Разработанная модель показала перспективные результаты в автоматическом выявлении и измерении RBL, что может стать полезным инструментом в пародонтологической диагностике. Для валидации модели необходимы дальнейшие исследования с сравнением ручных измерений специалистов.

Клиническая значимость

Применение ИИ в стоматологической практике может:

• Улучшить диагностику
• Оптимизировать клинические процессы
• Помогать в планировании лечения

Это представляет собой значительный шаг в автоматизации стоматологии.

Термины и сокращения

• RBL (Radiographic Bone Loss) - рентгенологическая потеря костной ткани
• CNN (Convolutional Neural Network) - сверточная нейронная сеть
• CEJ (Cementoenamel Junction) - цементно-эмалевое соединение
• ABC (Alveolar Bone Crest) - альвеолярный костный гребень
• YOLO-v8-pose - архитектура нейронной сети для детекции ключевых точек
• mAP (mean Average Precision) - средняя точность