近日，Journal of Dental Research（《牙科學(xué)研究》）雜志在2024年第一期以“Clinically Oriented CBCT Periapical Lesion Evaluation via 3D CNN Algorithm”為題發(fā)表了武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院牙體牙髓課題組的最新研究成果，標(biāo)志著我院在口腔醫(yī)學(xué)人工智能領(lǐng)域取得了又一突破。該研究由武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院博士研究生傅瑋濤和美國凱斯西儲大學(xué)博士后研究員朱其奎共同第一作者，武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院邊專教授和孟柳燕教授為共同通訊作者。

       該研究構(gòu)建了較大的三維CBCT數(shù)據(jù)集，并開發(fā)了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能系統(tǒng)PAL-Net，旨在提高CBCT影像上慢性根尖周炎相關(guān)病損的檢測和分割效率。研究結(jié)果表明PAL-Net人工智能系統(tǒng)在診斷和分割性能上表現(xiàn)出色，此外，該研究對PAL-Net系統(tǒng)進(jìn)行了多中心的外部地理驗證，為其在不同環(huán)境下的廣泛適用性提供了堅實支持。

       在臨床應(yīng)用方面，研究結(jié)果表明，PAL-Net系統(tǒng)不僅提高了口腔醫(yī)生（尤其是對低年資醫(yī)生）慢性根尖周炎診斷精度和效率，還克服了傳統(tǒng)手動分割病損耗時費力、異質(zhì)性大等不足，為口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來了技術(shù)創(chuàng)新。

       作為參與研究的低年資組醫(yī)生李方哲，分享了在使用PAL-Net系統(tǒng)時的感受：“PAL-Net人工智能系統(tǒng)在CBCT影像中展現(xiàn)出了卓越的性能，能夠清晰顯示病灶區(qū)域。這不僅降低了漏診的風(fēng)險，還顯著提高了我的診斷效率。”

       這項研究始于2019年底，孟柳燕教授談到了研究過程中的挑戰(zhàn)：“多學(xué)科團(tuán)隊的磨合，全新交叉領(lǐng)域的探索，對我們研究團(tuán)隊來說都是挑戰(zhàn)，特別是在疫情期間，由于無法面對面交流，團(tuán)隊只能在線上進(jìn)行合作”。她也強調(diào)：“在未來，我們將持續(xù)完善和優(yōu)化PAL-Net人工智能模型，使其具備更多疾病的診斷和鑒別診斷能力。

       浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院鄧淑麗教授、襄陽市口腔醫(yī)院陳惠萍教授、天津市口腔醫(yī)院申靜教授等為本研究做了重要貢獻(xiàn)。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、武漢市知識創(chuàng)新專項基金等多個基金項目的資助和支持。

       近年來，以人工智能為核心的數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。我院各學(xué)科也在不斷探索人工智能等數(shù)字化技術(shù)新的應(yīng)用場景和研究方向，并取得了豐碩的成果。牙體牙髓專家通過醫(yī)工結(jié)合研發(fā)智能創(chuàng)新醫(yī)療設(shè)備，推出了牙體牙髓動態(tài)導(dǎo)航儀以及專用智能設(shè)計軟件和器械。修復(fù)科正在利用人工智能技術(shù)探索一種全新的CBCT重建方法，僅利用少量投影實現(xiàn)高質(zhì)量的三維影像重建。通過算法革新，在提升圖像質(zhì)量的同時，大幅降低輻射劑量，顯著減少患者的輻射暴露。人工智能在口腔癌原發(fā)灶的早期診斷，口腔癌患者頸部淋巴結(jié)的智能識別與診斷，頜骨良性病變的智能診斷，以及口腔頜面外科手術(shù)智能規(guī)劃與設(shè)計方面得到廣泛的應(yīng)用，提高了頜面部腫瘤診斷的準(zhǔn)確率與手術(shù)的精確性。在口腔正畸領(lǐng)域中，人工智能輔助頭影測量分析，實現(xiàn)對腺樣體肥大、三維上氣道等氣道解剖結(jié)構(gòu)的自動檢測與分析，完成上氣道快速評估，對OSA的病因、危險因素、療效和預(yù)后評價有重要意義。另外在口腔病理專業(yè)也通過建立深度學(xué)習(xí)模型評估口腔癌和口咽癌患者預(yù)后，取得良好的效果。

       本文通訊作者之一邊專教授認(rèn)為:“人工智能在醫(yī)學(xué)應(yīng)用的相關(guān)探索剛剛開始，目前存在很多挑戰(zhàn)，但應(yīng)用廣闊前景光明。”

論文鏈接：https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/00220345231201793

作者：牙體牙髓一科  王富市  林也榆

數(shù)字化與遠(yuǎn)程醫(yī)療中心  蔣楚劍

編輯：李賢