Přesnost klinického hybridního systému založeného na AI pro detekci parodontitidy v OPG snímcích

Parodontitida je závažným problémem veřejného zdraví kvůli její vysoké prevalenci po celém světě, značným socioekonomickým dopadům a značným vlivům na kvalitu života jednotlivců. Parodontitida v populaci však zůstává z velké části neodhalena. Je zásadní zvýšit povědomí o zdraví parodontu a zlepšit včasnou diagnostiku parodontitidy, aby byla zajištěna včasná intervence.

Klasifikace onemocnění a stavů parodontu a periimplantátu z roku 2018 definuje čtyři stadia parodontitidy od počátečního stadia (stadium I) po pokročilé stadium (stadium IV). Ve stádiích II-IV jsou nezbytné komplexní léčebné postupy, jinak je vysoké riziko ztráty zubu nebo dokonce celého chrupu. Přestože jsou klinická vyšetření považována za zlatý standard pro určení stadia parodontitidy, proces je pracný a časově náročný a vyžaduje velmi zkušené odborníky. Proto jsou velmi potřebné alternativní nákladově efektivní, ale spolehlivé a validní přístupy pro odlišení diagnózy parodontitidy ve stádiu II-IV, zejména ve veřejných komunitách.

Ortopantomografie (OPG), známá také jako panoramatická radiografie, je neinvazivní a nízkodávková zobrazovací technika, která poskytuje komplexní pohled na maxilofaciální oblast v jednom výkonu. Jako extraorální rentgenový snímek má výhody při zachycení obrazu, zejména v případech, kdy se pacienti snaží otevřít ústa nebo vykazují výrazný dávicí reflex, který brání použití intraorálních filmů. OPG je tedy pravděpodobně nejčastěji pořizovaným dentálním rentgenovým snímkem na celém světě a může potenciálně sloužit jako účinný nástroj pro odlišení stadia II-IV parodontitidy v populacích. V poslední době bylo provedeno několik výzkumů s využitím OPG snímků pro diagnostiku parodontitidy. Strategie těchto studií se však spoléhají na radiografické poznámky pro konkrétní orientační body od lékařů, které nemusí mít přesvědčivou přesnost. Kromě toho pouze vysoce kvalitní rentgenové snímky mohou být cenným doplňkem pro diagnostiku parodontitidy, takže mnoho dostupných OPG snímků s překrýváním anatomických struktur, neúměrným zvětšením obrazu, zkreslením a rozmazáním může snížit generalizaci vyvinutého systému.

Umělá inteligence (AI) se ukázala jako mocný nástroj v různých oblastech medicíny, včetně zubního lékařství. Algoritmy založené na umělé inteligenci, zejména techniky hlubokého učení, prokázaly pozoruhodné schopnosti v analýze obrazu, rozpoznávání vzorů a rozhodování. V posledních letech otevřela integrace technologie AI do stomatologie nové cesty pro zvýšení přesnosti a účinnosti diagnostiky. Algoritmy založené na AI mohou být schopny rozpoznat některé rysy v obrazech OPG, které jsou pro lidské oko nepostřehnutelné, což umožňuje detekci jemného úbytku kostní hmoty a dosažení přesnější diagnózy stagingu parodontu.

Pozoruhodné je, že zjištění z naší nedávné studie odhalila, že hybridní systém kombinující algoritmy umělé inteligence a klinické znalosti má dobrý výkon pro odlišení stádia II-IV periodontitidy. Při vývoji tohoto hybridního systému byly použity pouze klinické informace poskytnuté zkušenými specialisty a nebyly použity žádné radiografické anotace. Navzdory slibnému potenciálu hybridního systému vyvinutého z našeho počátečního zkoumání je nezbytné jej dále trénovat a ověřovat v různých nezávislých populacích, protože pravidlo predikce odvozené z jednoho vzorku by mohlo fungovat lépe v jiném vzorku/populaci. Kromě toho je rozumné předpokládat, že OPG snímky pořízené z různých strojů mohou značně ovlivnit přesnost vyvinutého hybridního systému. Proto je logické provést multicentrickou studii s cílem shromáždit různé OPG snímky z různých center po celém světě a soubor dat bude využit k dalšímu školení a validaci hybridního systému zajišťujícího jeho přesnost a účinnost v diagnostice parodontitidy.

V této studii porovnáme diagnostické charakteristiky nového hybridního systému založeného na klinické inteligenci (Index test) s panelem odborníků (referenční standard). Odborníci nezávisle posoudí všechny rentgenové snímky a dosáhnou dohody, pokud se mezi nimi najde nějaká nesrovnalost.