[Automated diagnostic classification with lateral cephalograms based on deep learning network model].

头影 矢状面 口腔正畸科 医学 接收机工作特性 医学诊断 头影测量 牙科 人工智能 计算机科学 错牙合 机器学习 覆岩 病理 放射科
作者
Seung-Eun Chang,S F Wang,Fei Zuo,F Wang,Boqing Gong,Y J Wang,Xingjuan Xie
出处
期刊:PubMed 卷期号:58 (6): 547-553 被引量:1
标识
DOI:10.3760/cma.j.cn112144-20230305-00072
摘要

Objective: To establish a comprehensive diagnostic classification model of lateral cephalograms based on artificial intelligence (AI) to provide reference for orthodontic diagnosis. Methods: A total of 2 894 lateral cephalograms were collected in Department of Orthodontics, Capital Medical University School of Stomatology from January 2015 to December 2021 to construct a data set, including 1 351 males and 1 543 females with a mean age of (26.4± 7.4) years. Firstly, 2 orthodontists (with 5 and 8 years of orthodontic experience, respectively) performed manual annotation and calculated measurement for primary classification, and then 2 senior orthodontists (with more than 20 years of orthodontic experience) verified the 8 diagnostic classifications including skeletal and dental indices. The data were randomly divided into training, validation, and test sets in the ratio of 7∶2∶1. The open source DenseNet121 was used to construct the model. The performance of the model was evaluated by classification accuracy, precision rate, sensitivity, specificity and area under the curve (AUC). Visualization of model regions of interest through class activation heatmaps. Results: The automatic classification model of lateral cephalograms was successfully established. It took 0.012 s on average to make 8 diagnoses on a lateral cephalogram. The accuracy of 5 classifications was 80%-90%, including sagittal and vertical skeletal facial pattern, mandibular growth, inclination of upper incisors, and protrusion of lower incisors. The acuracy rate of 3 classifications was 70%-80%, including maxillary growth, inclination of lower incisors and protrusion of upper incisors. The average AUC of each classification was ≥0.90. The class activation heat map of successfully classified lateral cephalograms showed that the AI model activation regions were distributed in the relevant structural regions. Conclusions: In this study, an automatic classification model for lateral cephalograms was established based on the DenseNet121 to achieve rapid classification of eight commonly used clinical diagnostic items.目的: 基于深度学习构建头颅侧位X线片自动诊断分类模型,为正畸临床诊断提供参考。 方法: 收集2015年1月至2021年12月就诊于首都医科大学口腔医学院正畸科的正畸患者头颅侧位X线片2 894张,构建数据集,包括1 351例男性和1 543例女性,年龄(26.4±7.4)岁。先由1名正畸专业主治医师和1名博士研究生(正畸工作年限分别为8和5年)进行人工定点,测量头影测量项目并进行初分类,再由1名正畸专业主任医师和1名主治医师(正畸工作年限均超过20年)进行核查,内容包含8项骨性和牙性诊断分类。数据按7∶2∶1的比例分别纳入训练集、验证集和测试集。使用开源DenseNet121网络(一种深度学习模型)构建头颅侧位X线片自动诊断分类模型。模型训练后,使用测试集计算模型的分类准确性、精确性、敏感性、特异性,输出受试者工作曲线并计算曲线下面积评估模型性能;输出热力图,可视化模型关注区域。 结果: 成功构建头颅侧位X线片自动诊断分类模型,其对1张头颅侧位X线片作出8项诊断分类平均需要0.112 s。其中5项诊断分类的准确性为80%~90%,包括矢状骨面型、下颌发育、垂直骨面型、上前牙倾斜情况和下前牙突出情况;3项诊断分类的准确性为70%~80%,包括上颌发育、下前牙倾斜情况、上前牙突出情况。各项诊断分类的总体95%可信区间曲线下面积均≥0.90。热力图显示,分类成功的头颅侧位X线片的激活区域分布于分类相关结构区域。 结论: 本项研究基于DenseNet121网络构建了头颅侧位X线片自动诊断分类模型,其可实现8项临床常用诊断项目的快速分类。.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
lzyfwz666完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
谨慎的啤酒完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
调皮冷梅发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
wanghao4799完成签到,获得积分10
3秒前
佚名完成签到 ,获得积分10
3秒前
诚心晓露发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.3应助Heyley采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
nanxun发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
ardejiang发布了新的文献求助10
6秒前
Eber完成签到,获得积分10
6秒前
要减肥的便当完成签到,获得积分10
6秒前
等待绮兰发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
命运的X号完成签到,获得积分10
7秒前
搜集达人应助可耐的海豚采纳,获得10
8秒前
gaozy发布了新的文献求助10
8秒前
mAnda完成签到,获得积分10
8秒前
chen1357ying发布了新的文献求助10
8秒前
zj完成签到,获得积分10
8秒前
AquaticLily发布了新的文献求助10
8秒前
赘婿应助怕黑的南烟采纳,获得30
8秒前
自己完成签到,获得积分10
9秒前
wok有蚊子发布了新的文献求助10
9秒前
李小聪完成签到,获得积分10
9秒前
彭于晏应助长情柔采纳,获得10
9秒前
10秒前
SunLight12应助李李玲采纳,获得10
11秒前
希望天下0贩的0应助111采纳,获得10
11秒前
一坨台台完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1200
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6037712
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7761778
关于积分的说明 16218706
捐赠科研通 5183571
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2774029
邀请新用户注册赠送积分活动 1757153
关于科研通互助平台的介绍 1641542