AI Summary & Key Takeaways
AI InsightWhen probable caries lesions are detected, this technique can help with clinical decision-making, which has a direct impact on practice workflow and clinical service efficiency.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Aims: This study aims to design and train a convolutional neural networks (CNN) -based deep learning model to detect caries in periapical radiographs and evaluate its diagnostic performance. Methods: A total of 1,613 artifact-free periapical radiographs included in the study. Three observers provided ground truth annotations for each label on periapical images using the XXX Labeling Tool (XXX, XXX). Polygonal boundaries were drawn around all caries lesions on periapical radiographs. Automatic caries segmentation models (XX, XX, XX) were designed in periapical radiographs using PyTorch implemented U-Net architecture. Model performance was assessed using sensitivity, precision, and F1 score metrics. Results: True positive, false positive and false negative were 114, 18 and 17, respectively. The sensitivity, precision, and F1-measure values of artificial intelligence (AI) model for caries segmentation in internal test data set were found as 0.8924, 0.8867, and 0.8895, respectively and in external test data set were found as 0.7358, 0.8298, 0.7800, respectively. Findings support the potential role of AI as a decision support tool, particularly in situations where observer variability or limited expertise may influence diagnostic outcomes. Conclusion: This CNN-based model developed in this study demonstrated promising ability to diagnosing interproximal caries lesions on digital periapical radiographs. When probable caries lesions are detected, this technique can help with clinical decision-making, which has a direct impact on practice workflow and clinical service efficiency.
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, periapikal radyograflarda çürüklerin otomatik olarak tespit edilmesi ve segmentasyonu için konvolüsyonel sinir ağları (CNN) tabanlı bir derin öğrenme modeli tasarlamak ve eğitmek ve tanısal performansını değerlendirmektir. Yöntemler: Çalışmaya toplam 1.613 adet artefaktsız periapikal radyograf dahil edilmiştir. Gerçek referans anotasyonları, üç bağımsız gözlemci tarafından XXX Etiketleme Aracı (XXX, XXX) kullanılarak sağlanmıştır. Periapikal görüntüler üzerindeki tüm çürük lezyonlarının etrafına çokgen sınırlar manuel olarak çizilmiştir. PyTorch ortamında uygulanmış U-Net mimarisi kullanılarak otomatik çürük segmentasyonu modelleri (XX, XX, XX) geliştirilmiştir. Model performansı duyarlılık, kesinlik (precision) ve F1-skoru metrikleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Bulgular: Doğru pozitif, yanlış pozitif ve yanlış negatif sayıları sırasıyla 114, 18 ve 17 olarak bulunmuştur. Yapay zekâ modelinin çürük segmentasyonu için iç test veri setindeki duyarlılık, kesinlik ve F1-skoru değerleri sırasıyla 0,8924, 0,8867 ve 0,8895; dış test veri setinde ise sırasıyla 0,7358, 0,8298 ve 0,7800 olarak saptanmıştır. Bu bulgular, özellikle gözlemci değişkenliğinin veya sınırlı uzmanlığın tanısal sonuçları etkileyebileceği durumlarda, yapay zekânın klinik karar destek aracı olarak potansiyel bir rolü olduğunu göstermektedir. Sonuç: Bu çalışmada geliştirilen CNN tabanlı model, dijital periapikal radyograflarda interproksimal çürük lezyonlarının tespiti ve segmentasyonunda umut verici bir başarı göstermiştir. Olası çürük lezyonları belirlendiğinde, bu yaklaşım klinik karar verme sürecine yardımcı olabilir ve iş akışı verimliliği ile genel klinik hizmet sunumunu iyileştirebilir.