AI vindt mandibulaire kanalen en helpt tandartsen

25 augustus 2020

Voor een tandheelkundige implantaatoperatie moeten tandartsen de exacte locatie van het mandibulaire kanaal weten. Onderzoekers hebben met behulp van kunstmatige intelligentie een methode ontwikkeld die dit kan doen en het herstelproces voor tandartsen gemakkelijker kan maken.

Complexe structuur

Het kanaal is een complexe structuur aan beide zijden van de onderkaak en bevat de alveolaire zenuw. De exacte locatie moet bekend zijn om de grootte en positie van het implantaat te kunnen bepalen.

Arbeidsintensieve taak

Doorgaans worden röntgen- en computertomografie (CT)-modellen gebruikt om dergelijke structuren handmatig te detecteren en diagnosticeren. Dit is een arbeidsintensieve en tijdrovende taak. Een geautomatiseerde manier zou het werk van tandartsen en radiologen en het plaatsen van implantaten veel gemakkelijker kunnen maken.

Model gebaseerd op neurale netwerken

Onderzoekers van het Finse Centrum voor Kunstmatige Intelligentie, het Tampere Universitair Ziekenhuis, Planmeca en het Alan Turing Institute hebben een nieuw model ontwikkeld dat nauwkeurig en automatisch de exacte locatie van de mandibulaire kanalen laat zien in simpele gevallen zonder abnormaliteiten, zoals tumoren.
Het model is gebaseerd op kunstmatige neurale netwerken. De onderzoekers hebben het model getraind met behulp van een dataset bestaande uit 3D-conusbundel-CT (CBCT)-scans. Het model is volgens de groep snel en data-efficiënt.

Dataset van CBCT-scans

De studie omvatte 637 dentomaxillofaciale CBCT-scans van 594 patiënten waarbij de mandibulaire kanalen grof geannoteerd werden. Een dataset van 15 scans werd nauwkeurig geannoteerd en gebruikt voor modelevaluatie.
Beste geautomatiseerde methode
De voorspellingsnauwkeurigheid van het deep-learning model was 0,5 mm voor ongeveer 90% van de mandibulaire kanaallengte, wat volgens de auteurs meer dan voldoende wordt geacht voor chirurgische implantaatchirurgie. Dit is beter dan de statistische vormmodellen die tot nu toe de beste geautomatiseerde methode waren.

Complexere gevallen ander verhaal

Deze nauwkeurigheid geldt voor de simpele gevallen – de meeste patiënten die de tandarts bezoeken vallen in deze categorie. De eerste auteur van het artikel gepubliceerd in Nature Scientigic Reports zegt: “In complexere gevallen kan het nodig zijn om de schatting aan te passen, dus we hebben het nog niet over een volledig stand-alone systeem.”

Niet radiologen vervangen maar helpen

Ook voert de AI-methode de klus elke keer even snel en nauwkeurig uit. “Het doel van dit onderzoek is echter niet om radiologen te vervangen, maar om hun werk sneller en efficiënter te maken, zodat ze tijd hebben om zich te concentreren op de meest complexe gevallen.”
Bron:
Nature Scientific Reports