論文の概要: TLNM: Externally Validated Tooth Detection, Numbering and Segmentation from Smartphone Photographs Using Mask R-CNN
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06275v1
- Date: Thu, 06 Aug 2026 17:03:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-07 17:43:06.810913
- Title: TLNM: Externally Validated Tooth Detection, Numbering and Segmentation from Smartphone Photographs Using Mask R-CNN
- Title(参考訳): TLNM: Mask R-CNN を用いたスマートフォン写真からの歯の検知・番号・セグメンテーションの外部検証
- Abstract要約: 本研究は,スマートフォン写真における歯の局所化と数化モデルについて紹介する。
我々は1272の注釈付きスマートフォン画像に基づいて学習したMask Regionベースの畳み込みニューラルネットワーク(Mask R-CNN)パイプラインを開発した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Oral health issues affect billions globally, but the cost and limited access to professional dental care hinder preventive oral healthcare. Research relies on clinical-grade radiographs or intraoral camera images, unavailable for public self-screening. This study introduces a tooth localisation and numbering model for smartphone photographs. We developed a customised Mask Region-based Convolutional Neural Network (Mask R-CNN) pipeline trained on 1,272 annotated smartphone images. To address variability in patient-generated health data, the pipeline incorporates two domain-informed mechanisms: a masked gray-world white-balancing algorithm to mitigate artificial colour casts and an anatomically constrained detection layer to enforce structural validity and suppress false positives. Evaluation comprised four stages: internal held-out testing, independent external testing, a descriptive ablation study, and fold-based training stability analysis using the same internal test set. On the internal test set, the model achieved an instance-mask AP@50 of 0.818, class-aware PQ of 0.780, and operational F1 of 0.884. Training stability showed limited between-model variation: across ten runs, instance-mask AP@50 had a standard deviation of 0.009. On the external dataset, the model achieved an instance-mask AP@50 of 0.901, class-aware PQ of 0.832, and operational F1 of 0.928 despite differences in population, sensors, and acquisition protocols. The inference pipeline is available as an open-source, containerised API. These results demonstrate that consumer-grade smartphone imagery can support automated tooth-level anatomical mapping, offering a scalable, potentially low-cost foundation for remote screening and tele-dentistry in resource-constrained environments.
- Abstract(参考訳): 口腔の健康問題は世界中の何十億もの人に影響を及ぼすが、専門的な歯科医療への費用と限られたアクセスは、予防的な口腔医療を妨げている。
研究は、公衆のセルフスクリーニングでは利用できない臨床グレードのX線写真や口腔内カメラ画像に依存している。
本研究は,スマートフォン写真における歯の局所化と数化モデルについて紹介する。
我々は1272の注釈付きスマートフォン画像に基づいて学習したMask Regionベースの畳み込みニューラルネットワーク(Mask R-CNN)パイプラインを開発した。
患者が生成する健康データの変化に対処するため、このパイプラインは2つのドメインインフォームドメカニズムを組み込んでいる: マスク付きグレーワールドホワイトバランスアルゴリズムにより人工的なカラーキャストを緩和し、解剖学的に制約された検出層により構造的妥当性を強制し、偽陽性を抑制する。
評価は, 内部ホールドアウトテスト, 独立した外部テスト, 説明的アブレーション研究, および, 同じ内部テストセットを用いた折りたたみ型トレーニング安定性解析の4段階からなる。
内部テストセットでは、インスタンスマスクAP@50の0.818、クラス認識PQの0.780、運用F1の0.884が達成された。
トレーニング安定性はモデル間の変動に制限があり、インスタンスマスクAP@50の標準偏差は0.009である。
外部データセットでは、人口、センサー、取得プロトコルの違いにもかかわらず、インスタンスマスクAP@50の0.901、クラス認識PQの0.832、運用F1の0.928が達成された。
推論パイプラインは、オープンソースのコンテナ化されたAPIとして利用できる。
これらの結果から, 遠隔検診や遠隔検診を行うためのスケーラブルで低コストな基盤として, 自動歯面解剖マッピングが実現可能であることが示唆された。
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