Acurácia diagnóstica, planejamento estratégico e segmentação baseada em inteligência artificial de estruturas da cavidade pulpar por meio de imagens tridimensionais
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Data
2024-09-30
Autores
Orientador
Tanomaru Filho, Mario 
Coorientador
Pós-graduação
Odontologia - FOAR
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Publicação 1 – Desenvolvimento e validação de um algoritmo de inteligência artificial (IA) baseado em redes neurais convolucionais para a segmentação automática da câmara pulpar e do canal radicular em exames de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) de dentes unirradiculares (Publicação 1) e birradiculares (Publicação 2). A ferramenta de IA demonstrou excelente acurácia na segmentação de dentes unirradiculares (coeficiente de similaridade Dice [CSD]: 89–93%; 95% distância Hausdorff [DH]: 0,10–0,13 mm) e birradiculares (CSD: 88–93%; 95% DH: 0,13–0,16 mm). Além disso, a eficiência de tempo foi significativamente otimizada, com a IA sendo 54 vezes mais rápida para dentes unirradiculares e 75 vezes mais rápida para birradiculares, em comparação ao método manual realizado por especialistas humanos. Publicação 3 – Avaliação da influência do filtro Blooming Artifact Reduction (BAR), integrado ao software e-Vol DX, na detecção de espaços
vazios em canais radiculares ovais longos obturados com os cimentos endodônticos AH Plus Jet (AHPJ) e Bio-C Sealer (BCS), utilizando dois aparelhos de TCFC e tendo como referência as imagens de microtomografia computadorizada (micro-CT). No aparelho de TCFC OP300 Maxio, o filtro BAR aumentou significativamente a área sob a curva ROC (AUC) para a detecção de espaços vazios no terço apical em canais
obturados com AHPJ e BCS, além de aumentar os valores de especificidade na detecção de espaços vazios no terço apical com AHPJ. No aparelho VeraView X800, os fatores estudados não influenciaram os valores de AUC e sensibilidade, mas o uso do filtro BAR aumentou significativamente a especificidade na detecção de vazios nos terços cervical/médio em canais radiculares obturados com BCS. Publicação 4 –
Investigou a capacidade de preparo e a preservação da dentina pericervical nos canais mesiovestibulares (MV1 e MV2) de molares superiores, utilizando os sistemas de níquel-titânio (NiTi) ProTaper Ultimate (PU) e ProDesign Logic 2 (PDL2). O sistema PU aumentou significativamente o volume no terço cervical do canal MV1 em comparação ao PDL2, que produziu menos debris no terço apical. No geral, ambos os sistemas de NiTi apresentaram uma porcentagem semelhante de superfícies não instrumentadas e mantiveram uma espessura de dentina acima de 0,5 mm. A TCFC subestimou ligeiramente a espessura da dentina em comparação com as medições feitas pela micro-CT. Publicação 5 – Comparou o desempenho no retratamento endodôntico e a preservação da dentina pericervical dos sistemas de NiTi PDL2, Reciproc Blue (RB) e WaveOne Gold (WOG) nos canais MV1 e MV2 de molares superiores. O sistema RB demonstrou maior eficácia na remoção do material obturador no canal MV1 em comparação ao PDL2, enquanto o PDL2 superou o WOG no terço apical do canal MV2. Todos os sistemas de NiTi apresentaram mínima alteração na trajetória apical. No geral, a remoção de dentina foi semelhante, mas houve uma redução significativa na espessura da dentina na parede distal (zona de perigo) do canal MV2 para valores abaixo de 0,5 mm após o retratamento, independentemente do sistema de NiTi ou da modalidade de imagem utilizada (TCFC ou micro-CT). Exames de TCFC pré-operatórios são importantes para a seleção
adequada dos sistemas de NiTi no retratamento dos canais MV1 e MV2, visando
proteger a dentina pericervical na zona de perigo do canal MV2.
Resumo (inglês)
Publication 1 – Development and validation of an artificial intelligence (AI)-driven algorithm based on convolutional neural networks for the automatic segmentation of the pulp chamber and root canal using cone-beam computed tomography (CBCT) scans of single-rooted (Publication 1) and bi-rooted teeth (Publication 2). The AI tool demonstrated excellent accuracy in segmenting single-rooted teeth (Dice similarity coefficient [DSC]: 89–93%; 95% Hausdorff distance [HD]: 0.10–0.13 mm) and birooted teeth (DSC: 88–93%; 95% HD: 0.13–0.16 mm). Additionally, the time efficiency was significantly optimized, with the AI being 54 times faster for single-rooted teeth and 75 times faster for bi-rooted teeth compared to the manual method performed by human experts. Publication 3 – Evaluation of the influence of the Blooming Artifact Reduction (BAR) filter, integrated into the e-Vol DX software, on the detection of voids in long oval root canals filled with the endodontic sealers AH Plus Jet (AHPJ) and BioC Sealer (BCS), using two CBCT devices and using micro-computed tomography (micro-CT) images as a reference. In the OP300 Maxio CBCT device, the BAR filter significantly increased the area under the ROC curve (AUC) for detecting voids in the apical third of canals filled with AHPJ and BCS, and also increased specificity values for detecting voids in the apical third with AHPJ. In the VeraView X800 device, the studied factors did not affect AUC and sensitivity values, but the use of the BAR filter significantly increased specificity for detecting voids in the cervical/middle thirds of root canals filled with BCS. Publication 4 – Investigated the shaping ability and pericervical dentin preservation in the mesiobuccal canals (MB1 and MB2) of maxillary molars using the nickel-titanium (NiTi) systems ProTaper Ultimate (PU) and ProDesign Logic 2 (PDL2). The PU system significantly increased the volume in the cervical third of the MB1 canal compared to PDL2, which produced less debris in the apical third. Overall, both NiTi systems showed a similar percentage of uninstrumented surfaces and maintained a dentin thickness above 0.5 mm. CBCT slightly underestimated dentin thickness compared to micro-CT measurements. Publication 5 – Compared the performance of NiTi systems PDL2, Reciproc Blue (RB), and WaveOne Gold (WOG) in endodontic retreatment and pericervical dentin preservation in the MB1 and MB2 canals of maxillary molars. The RB system was more effective in removing filling material from the MB1 canal compared to PDL2, while PDL2 outperformed WOG in the apical third of the MB2 canal. All NiTi systems exhibited minimal apical transportation. Overall, dentin removal was similar, but there was a significant reduction in dentin thickness in the distal wall (danger zone) of the MB2 canal to values below 0.5 mm after retreatment, regardless of the NiTi system or imaging modality used (CBCT or micro-CT). Preoperative CBCT scans are important for the proper selection of NiTi systems in the retreatment of MB1 and MB2 canals, aiming to protect pericervical dentin in the danger zone of the MB2 canal.
Descrição
Idioma
Português
Como citar
Santos Júnior AO. Acurácia diagnóstica, planejamento estratégico e segmentação baseada em inteligência artificial de estruturas da cavidade pulpar por meio de imagens tridimensionais [tese de doutorado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP; 2024.