Traços maxilofaciais multiquantificantes por meio de um modelo de IA baseado em paridade demográfica

Um estudo publicado em Fronteiras BME revelou um novo modelo de inteligência artificial (IA) capaz de quantificar múltiplas características maxilofaciais com notável precisão e paridade demográfica. A pesquisa foi conduzida por uma equipe de especialistas, incluindo Zhuofan Chen, Xinchun Zhang, Zetao Chen e seus colegas do Hospital de Estomatologia da Escola de Estomatologia de Guanghua.

A região maxilofacial abrange os maxilares, face e estruturas associadas, e sua quantificação precisa é crucial para diversas aplicações clínicas, incluindo colocação de implantes dentários, tratamento ortodôntico e cirurgia craniofacial.

Os métodos tradicionais dependem de medições manuais, que podem ser subjetivas e demoradas. Para resolver essas limitações, a equipe de pesquisa desenvolveu um modelo de IA que quantifica de forma automática e precisa as características maxilofaciais.

O modelo de IA aproveita técnicas de aprendizagem profunda, especificamente a arquitetura ResNeXt-101, para analisar imagens tridimensionais (3D) da região maxilofacial. O modelo é treinado em um grande conjunto de dados de imagens 3D, permitindo aprender os padrões complexos e variações anatômicas presentes na região maxilofacial.

O modelo resultante é capaz de quantificar múltiplas características maxilofaciais, incluindo índices de comprimento e largura do osso alveolar, que são essenciais para determinar a extensão do osso alveolar e o grau de estabilidade primária para a colocação de implantes dentários.

Uma inovação fundamental deste estudo é a introdução da estratégia baseada na paridade demográfica. A equipa de investigação reconheceu que factores demográficos, como sexo, idade e estado dos dentes, poderiam introduzir preconceitos nas previsões do modelo de IA. Para mitigar este risco, a equipa conduziu um processo completo de auditoria de modelos para identificar e abordar atributos demográficos sensíveis. Os atributos sensíveis foram então usados ​​para renovar o conjunto de dados e os modelos, garantindo que as previsões do modelo de IA fossem justas e imparciais.

Os resultados do estudo demonstram a alta correlação e consistência do modelo de IA com as medições dos médicos. Os gráficos de Bland-Altman e de dispersão apresentados no estudo mostram que as previsões do modelo de IA são altamente precisas, com variação mínima das medições dos médicos. Este acordo valida a confiabilidade e precisão do modelo de IA, posicionando-o como uma ferramenta valiosa para quantificação de características maxilofaciais.

À medida que o campo da IA ​​continua a evoluir, é provável que o modelo de IA apresentado neste estudo seja ainda mais refinado e melhorado. Com pesquisa e desenvolvimento contínuos, as aplicações potenciais desta tecnologia são ilimitadas. Desde planos de tratamento personalizados até ferramentas de diagnóstico avançadas, o futuro da estomatologia parece cada vez mais brilhante, graças ao uso inovador da inteligência artificial.

Fornecido por BME Frontiers