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Deep Learning Framework for Classification, 3D Segmentation & Visualization of C-shaped Canals (AI)

5 luglio 2026 aggiornato da: Mai Mohamed Safei Eldin Sayed, Cairo University

Diagnostic Accuracy of a Deep Learning Framework for Automated Classification, 3D Segmentation and Comprehensive Visualization of C-shaped Root Canal Architecture From Cone-Beam Computed Tomography

The goal of this retrospective diagnostic accuracy study is to develop and validate a deep learning framework for the automated classification, three-dimensional (3D) segmentation, and visualization of C-shaped root canal anatomy using cone-beam computed tomography (CBCT) scans in adults with C-shaped root canals.

The main questions it aims to answer are:

Can a deep learning model accurately classify C-shaped root canal configurations from CBCT images? Can the model precisely segment the complex 3D anatomy of C-shaped root canals, including fins, webs, and isthmuses, with accuracy comparable to expert endodontists? Can the automated framework improve the efficiency and clinical utility of diagnosing and visualizing C-shaped root canal anatomy?

Panoramica dello studio

Stato

Non ancora reclutamento

Descrizione dettagliata

The framework is designed to identify C-shaped canal configurations and accurately segment their complex anatomical features, including fins, webs, and isthmuses.

Index test:

Deep Learning Model Design for Automated Classification and Segmentation

Stage 1: Tooth Localization:

  • Objective: To identify and segment the target molar (primarily mandibular second molars) from the full CBCT volume.
  • Architecture: An Attention U-Net based architecture will be explored, known for its ability to focus on important regions and efficiently process dental descriptors.
  • Output: A cropped Region of Interest (ROI) containing the tooth of interest, reducing computational load for subsequent stages.

Stage 2: C-shaped Root Canal Architecture Classification and Segmentation:

  • Objective: To precisely delineate the C-shaped root canal system, including the main canal lumen, fins, webs, and isthmuses, and to classify its specific type (e.g., C1, C2, C3, C4, C5) based on established criteria (e.g., Fan's classification).
  • Architecture: Advanced 3D U-Net variants will be explored, given their proven efficacy in medical image segmentation and ability to capture fine details.
  • Optimization: Models will be trained using robust optimizers (e.g., ADAM) with a managed learning rate schedule. Early stopping criteria will be implemented based on validation set performance to prevent overfitting.

    3D Reconstruction and Advanced Visualization Pipeline 3D Model Generation:

  • Conversion: Segmented 3D masks will be converted into standard 3D file formats, such as Standard Triangle Language (STL), ensuring interoperability with various software and 3D printing platforms.

Interactive Visualization Development:

● Software/Libraries: Open-source libraries like Open3D will be explored for interactive rendering and development of clinical utility features.

Performance Evaluation and Validation

Quantitative Metrics:

  • Segmentation: Dice Similarity Coefficient (DSC), Hausdorff Distance (HD) and Intersection over Union (IoU) will be used to assess spatial overlap and boundary agreement.
  • Classification: Accuracy, Precision, Recall, F1-score, and Area Under the Curve (AUC) will evaluate the model's ability to correctly categorize C-shaped canal types.

Clinical Utility and Efficiency Assessment:

  • Qualitative Evaluation: Experienced endodontists will qualitatively assess the practical applicability and accuracy of the segmented 3D models for diagnosis, treatment planning, and identification of critical anatomical features.
  • Time Efficiency: The time efficiency of the automated framework will be measured and compared to manual segmentation processes.

Reference standard:

  • Expert Annotation: Manual classification and segmentation will be performed by multiple experienced endodontists or dental-maxillofacial radiologists, establishing the "gold standard" ground truth for the dataset. Full manual 3D segmentation, including the intricate architectural features, will be meticulously performed using 3D Slicer software. For 2D annotations, such as those for initial classification tasks or specific cross-sectional views, Roboflow will be utilized.
  • Inter-observer Variability: Inter-observer variability among annotators will be assessed to ensure the consistency and quality of the ground truth.

Tipo di studio

Osservativo

Iscrizione (Stimato)

112

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Contatto studio

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

  • Adulto

Accetta volontari sani

No

Metodo di campionamento

Campione non probabilistico

Popolazione di studio

Retrospective collection of anonymized CBCT scans from the Faculty of Dentistry, Cairo University as well as private radiology service/ dental clinics and publicly available datasets.

Descrizione

Inclusion Criteria:

  • CBCT scans of C- shaped canals of patients aged 18 years or older, with satisfactory image quality, characterized by adequate sharpness, contrast and noise levels, enabling accurate delineation of pulp chambers and root canals. Additionally, the CBCT scans needed to have a field of view (FOV) covering the area of interest.

Exclusion Criteria:

  • Patients younger than 18 years. CBCT scans with poor image quality (e.g., motion artifacts, excessive noise, low contrast, or beam hardening artifacts).

Incomplete field of view that does not include the tooth of interest.

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Develop a deep learning framework for Automated Segmentation, classification of C- shaped canals.
Lasso di tempo: 1-3 months
An Attention U-Net based architecture will be explored, known for its ability to focus on important regions and efficiently process dental descriptors.
1-3 months

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Stimato)

5 settembre 2026

Completamento primario (Stimato)

1 settembre 2027

Completamento dello studio (Stimato)

1 ottobre 2027

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

5 luglio 2026

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

5 luglio 2026

Primo Inserito (Effettivo)

13 luglio 2026

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

13 luglio 2026

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

5 luglio 2026

Ultimo verificato

1 marzo 2026

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Altri numeri di identificazione dello studio

  • AI in C-Shaped canals

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

INDECISO

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Queste informazioni sono state recuperate direttamente dal sito web clinicaltrials.gov senza alcuna modifica. In caso di richieste di modifica, rimozione o aggiornamento dei dettagli dello studio, contattare register@clinicaltrials.gov. Non appena verrà implementata una modifica su clinicaltrials.gov, questa verrà aggiornata automaticamente anche sul nostro sito web .

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