論文の概要: PaXNet: Dental Caries Detection in Panoramic X-ray using Ensemble Transfer Learning and Capsule Classifier

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.13666v1
• Date: Sat, 26 Dec 2020 03:00:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-04-25 01:15:06.459183
• Title: PaXNet: Dental Caries Detection in Panoramic X-ray using Ensemble Transfer Learning and Capsule Classifier
• Title（参考訳）: PaXNet:Ensemble Transfer LearningとCapsule Classifierを用いたパノラマX線歯列検出
• Authors: Arman Haghanifar, Mahdiyar Molahasani Majdabadi, Seok-Bum Ko
• Abstract要約: 多くの場合、画像品質の低さなどの異なる理由から、X線を用いた歯列の識別は困難である。 そこで本研究では,パノラマ画像中の歯列を初めて検出する自動診断システムを提案する。 提案モデルは、X線から関連する特徴を抽出し、カプセルネットワークを用いて予測結果を描画するトランスファーラーニングにより、事前訓練された様々な深層学習モデルの利点を享受する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.164433158925593
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Dental caries is one of the most chronic diseases involving the majority of the population during their lifetime. Caries lesions are typically diagnosed by radiologists relying only on their visual inspection to detect via dental x-rays. In many cases, dental caries is hard to identify using x-rays and can be misinterpreted as shadows due to different reasons such as low image quality. Hence, developing a decision support system for caries detection has been a topic of interest in recent years. Here, we propose an automatic diagnosis system to detect dental caries in Panoramic images for the first time, to the best of authors' knowledge. The proposed model benefits from various pretrained deep learning models through transfer learning to extract relevant features from x-rays and uses a capsule network to draw prediction results. On a dataset of 470 Panoramic images used for features extraction, including 240 labeled images for classification, our model achieved an accuracy score of 86.05\% on the test set. The obtained score demonstrates acceptable detection performance and an increase in caries detection speed, as long as the challenges of using Panoramic x-rays of real patients are taken into account. Among images with caries lesions in the test set, our model acquired recall scores of 69.44\% and 90.52\% for mild and severe ones, confirming the fact that severe caries spots are more straightforward to detect and efficient mild caries detection needs a more robust and larger dataset. Considering the novelty of current research study as using Panoramic images, this work is a step towards developing a fully automated efficient decision support system to assist domain experts.
• Abstract（参考訳）: 歯列骨は、生後最も慢性的な疾患の1つであり、人口の大半を包含している。 喉頭病変は通常、歯科用X線による視力検査のみに依存する放射線医によって診断される。 多くの場合、歯列はX線で識別することは困難であり、低画質などの異なる理由から影と誤解されることがある。 したがって,近年,ケーリー検出のための意思決定支援システムの開発が注目されている。 そこで本研究では,パノラマ画像中のデンタルカリーを初めて検出し,著者の知識を最大限に活用する自動診断システムを提案する。 提案モデルは、X線から関連する特徴を抽出し、カプセルネットワークを用いて予測結果を描画するトランスファーラーニングにより、事前訓練された様々な深層学習モデルの利点を享受する。 240個のラベル付き画像を含む特徴抽出に使用される470個のパノラマ画像のデータセットにおいて,本モデルが精度86.05\%を達成した。 得られたスコアは、実際の患者のパノラマX線を使用する際の課題を考慮し、許容する検出性能とキャリー検出速度の増大を示す。 本モデルでは, 軽度および重度者に対して69.44\%, 90.52\%のリコールスコアを取得し, 軽度カリー検出がより容易で, 効果的でロバストで大きなデータセットが必要であることを確認した。 パノラマ画像を用いた最近の研究の目新しさを考えると、この研究はドメインエキスパートを支援する完全自動化された効率的な意思決定支援システムを開発するための一歩である。

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