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La placa dental es un precursor de muchas enfermedades orales (p. ej., caries, gingivitis y periodontitis) por lo tanto, su detección es importante para mantener la salud oral de los niños.

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La placa dental consiste en masas bacterianas en las superficies de los dientes; estas masas generalmente ocurren en el margen gingival y en las áreas interproximales. Sin embargo, identificar la placa dental es difícil para los niños y sus padres porque los dientes y la placa dental a menudo son difíciles de distinguir, especialmente cuando la placa está presente en cantidades limitadas.

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La placa dental se detecta con un explorador o con la ayuda de una solución reveladora y la cuantifican mediante índices basados ​​en el área del diente cubierta o el grosor de la placa.

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Estos métodos de evaluación son inconvenientes y consumen mucho tiempo, especialmente cuando los niños no cooperan, ademas los agentes reveladores pueden teñir temporalmente la mucosa oral y los labios, lo cual es un problema estético importante.

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Las técnicas que usan espectroscopia de autofluorescencia inducida por láser y análisis de imágenes digitales usando el espacio de color HIS también se han descrito en la literatura, pero el costo del equipo y la estandarización de la técnica son los principales inconvenientes para la popularización de tales métodos. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar una técnica rentable y conveniente para detectar y cuantificar objetivamente la placa dental.

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Durante un período de recopilación de datos de 8 meses, participaron en este estudio 86 niños de 5 a 8 años que se sometían a un tratamiento dental en el Departamento de Odontología Pediátrica de la Escuela Universitaria de Pekín y el Hospital de Estomatología de Pekín, China.

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Se realiza la recolección de datos por medio de fotografías de dientes temporales . Además, evaluamos el rendimiento diagnóstico de un sistema de IA que utiliza aprendizaje profundo para detectar placa dental en las superficies de los dientes primarios.

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Dientes temporales sin coronas metálicas ni restauraciones de amalgama para un total de recolección de 886 fotos, aprobados por el comité de ética de la junta de revisión institucional local y se obtuvo consentimiento informado de los tutores legales de los niños

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Un investigador marcó las áreas de los dientes tanto en las fotos de los dientes originales como en las reveladas utilizando el software LabelMe (MIT, EE. UU.), que es una herramienta de anotación abierta para la investigación de la visión por computadora. Luego, las fotos de los dientes revelados se redimensionaron para garantizar que los perfiles de los contornos de los dientes de los dos grupos se superpusieran. Las áreas de la placa en las fotos reveladoras también se marcaron con LabelMe, y las áreas marcadas se transfirieron a las fotos de los dientes antes de realizar la operación de revelado utilizando el programa informático.

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El modelo de IA adoptado luego aprendió las características de la placa dental a partir de estas fotos.

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a Fotografía original de los dientes primarios tomada con una cámara intraoral; b foto original de los dientes expuestos; c , d , recortes de las fotos ayb ; e imagen redimensionada de la foto b ; se marca el área de la placa; f el área marcada en la foto e fue transferida a la foto c

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La placa dental detectada por el modelo de IA se comparó con las áreas de placa dental reales para permitir que el modelo de IA compare los resultados y aprenda de sus errores.

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El proceso de entrenamiento del modelo de IA. a Fotografía original del diente primario tomada con una cámara intraoral: b se aplicó agente revelador; luego, el modelo de IA aprendió las características de la placa dental en la foto original.

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c la placa dental detectada por el modelo AI está marcada en amarillo; d el modelo de IA comparó los resultados intermedios y aprendió de sus errores (área roja)

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Un odontopediatra con mas de 20 años de experiencia fue el encargado de evaluar las fotos. Ejemplo de detección de placa dental utilizando el modelo de IA: una foto original del diente primario tomada por la cámara intraoral; b resultado del procesamiento de la máquina después de la detección y marcado de la placa dental, que se muestra en amarillo

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c foto original del diente primario tomada con una cámara digital; d un dentista pediátrico delineó las áreas de placa

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Para evaluar la consistencia del diagnóstico manual, después de 1 semana, se le pidió al odontólogo que marcara las áreas de placa dental en las 98 fotos tomadas por la cámara digital por segunda vez.

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En otra ronda de comparación, se marcaron 102 fotografías de dientes primarios tomadas por la cámara intraoral (1280 × 960 píxeles, TPC Ligang, Dongguan, China) para indicar las áreas de placa dental evaluadas tanto por el modelo de IA como por el dentista pediátrico para evaluar la precisión diagnóstica de cada enfoque basado en fotos con resoluciones más bajas (menos píxeles) que las imágenes adquiridas por la cámara digital.

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El MIoU para la detección de placa dental en las fotos de los dientes de prueba fue de 0,726 ± 0,165 cuando se usaron 709 fotos para entrenamiento y 177 fotos para prueba. La placa dental se marcó en amarillo en cada foto de salida

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El modelo de IA desarrollado logró niveles de rendimiento clínicamente aceptables para la detección de placa dental en los dientes primarios en comparación con un dentista pediátrico experimentado. Este hallazgo ilustra el potencial de adoptar tecnologías de IA similares para ayudar a los niños a mejorar su salud bucal. La cámara intraoral utilizada en este estudio es asequible para la mayoría de las familias chinas; por lo tanto, es posible que los padres controlen la higiene bucal de sus hijos con la ayuda de este modelo de IA en la vida diaria.

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La mayoría de las técnicas de medición in vivo se basan en evaluaciones subjetivas realizadas por expertos capacitados de la cantidad de placa en los dientes. Dos índices comunes utilizados para evaluar los niveles de placa son el índice de placa de Quigley-Hein modificado por Turesky (T-QHI) y la puntuación del índice de placa de Silness-Löe. Sin embargo, la placa dental es difícil de identificar para los niños y sus padres debido a la similitud de color entre la superficie del diente y la placa dental.