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Erschienen in: Oral Radiology 4/2023

15.03.2023 | Original Article

ResMIBCU-Net: an encoder–decoder network with residual blocks, modified inverted residual block, and bi-directional ConvLSTM for impacted tooth segmentation in panoramic X-ray images

verfasst von: Andaç Imak, Adalet Çelebi, Onur Polat, Muammer Türkoğlu, Abdulkadir Şengür

Erschienen in: Oral Radiology | Ausgabe 4/2023

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Abstract

Objective

Impacted tooth is a common problem that can occur at any age, causing tooth decay, root resorption, and pain in the later stages. In recent years, major advances have been made in medical imaging segmentation using deep convolutional neural network-based networks. In this study, we report on the development of an artificial intelligence system for the automatic identification of impacted tooth from panoramic dental X-ray images.

Methods

Among existing networks, in medical imaging segmentation, U-Net architectures are widely implemented. In this article, for dental X-ray image segmentation, blocks and convolutional block structures using inverted residual blocks are upgraded by taking advantage of U-Net’s network capacity-intensive connections. At the same time, we propose a method for jumping connections in which bi-directional convolution long short-term memory is used instead of a simple connection. Assessment of the proposed artificial intelligence model performance was evaluated with accuracy, F1-score, intersection over union, and recall.

Results

In the proposed method, experimental results are obtained with 99.82% accuracy, 91.59% F1-score, 84.48% intersection over union, and 90.71% recall.

Conclusion

Our findings show that our artificial intelligence system could help with future diagnostic support in clinical practice.
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Tajima S, Okamoto Y, Kobayashi T, Kiwaki M, Sonoda C, Tomie K, et al. Development of an automatic detection model using artificial intelligence for the detection of cyst-like radiolucent lesions of the jaws on panoramic radiographs with small training datasets. J Oral Maxillofac Surg Med Pathol. 2022;34(5):553–60. https://doi.org/10.1016/j.ajoms.2022.02.004.CrossRef Tajima S, Okamoto Y, Kobayashi T, Kiwaki M, Sonoda C, Tomie K, et al. Development of an automatic detection model using artificial intelligence for the detection of cyst-like radiolucent lesions of the jaws on panoramic radiographs with small training datasets. J Oral Maxillofac Surg Med Pathol. 2022;34(5):553–60. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​ajoms.​2022.​02.​004.CrossRef
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Zurück zum Zitat Faure J, Engelbrecht A. 2021. Impacted tooth detection in panoramic radiographs. In: International work-conference on artificial neural networks, vol 12861. Springer, Cham, pp 525–536. Faure J, Engelbrecht A. 2021. Impacted tooth detection in panoramic radiographs. In: International work-conference on artificial neural networks, vol 12861. Springer, Cham, pp 525–536.
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Zurück zum Zitat Lakshmi MM, Chitra P. 2020. Tooth decay prediction and classification from X-ray images using deep CNN. In: Proceedings of the 2020 ınternational conference on communication and signal processing (ICCSP), pp 1349–1355. Lakshmi MM, Chitra P. 2020. Tooth decay prediction and classification from X-ray images using deep CNN. In: Proceedings of the 2020 ınternational conference on communication and signal processing (ICCSP), pp 1349–1355.
Metadaten
Titel
ResMIBCU-Net: an encoder–decoder network with residual blocks, modified inverted residual block, and bi-directional ConvLSTM for impacted tooth segmentation in panoramic X-ray images
verfasst von
Andaç Imak
Adalet Çelebi
Onur Polat
Muammer Türkoğlu
Abdulkadir Şengür
Publikationsdatum
15.03.2023
Verlag
Springer Nature Singapore
Erschienen in
Oral Radiology / Ausgabe 4/2023
Print ISSN: 0911-6028
Elektronische ISSN: 1613-9674
DOI
https://doi.org/10.1007/s11282-023-00677-8

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