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Detecção de dentes e classificação de patologias dentárias em imagens de radiografias panorâmicas utilizando aprendizado profundo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: MENDES, Alison Corrêa lattes
Orientador(a): QUINTANILHA, Darlan Bruno Pontes lattes
Banca de defesa: QUINTANILHA, Darlan Bruno Pontes lattes, PAIVA, Anselmo Cardoso de lattes, ALMEIDA, João Dallyson Sousa de lattes, ALMEIDA, Luciana Salles Branco de lattes, CRUZ, Luana Batista da lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Maranhão
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET
Departamento: DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6219
Resumo: Panoramic radiography plays a fundamental role in dental diagnosis and treatment planning. However, its interpretation is subject to errors due to factors such as fatigue, stress, and the experience of the professional. This work proposes a deep learning-based method for the automatic detection of teeth and the classification of dental anomalies in panoramic radiographic images. Different convolutional neural network architectures were evaluated for both tasks. In tooth detection, the YOLOv8x architecture achieved the best results, with a mAP50 of 0.945 and a mAP50-95 of 0.578. In pathology classification, DenseNet121 achieved an F1 Score of 0.854, demonstrating a good balance between correct identification and the reduction of false positives. The results suggest that the proposed method, which separates the process into two stages using YOLOv8x for tooth detection and DenseNet121 for pathology classification, outperforms the approach where YOLOv8x alone is used to perform both tasks. While the proposed method achieved an F1 Score of 0.6014, the single-stage approach based solely on YOLOv8x obtained an F1 Score of 0.433. The method was trained and evaluated using the DENTEX dataset, which consists of panoramic radiographs annotated by specialists, including information on tooth numbering and the presence of pathologies such as impacted teeth, caries, and periapical lesions. These results reinforce the potential of the proposed approach as a decision-support tool in dental diagnostics, contributing to error reduction and improving the efficiency of panoramic radiograph analysis.
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However, its interpretation is subject to errors due to factors such as fatigue, stress, and the experience of the professional. This work proposes a deep learning-based method for the automatic detection of teeth and the classification of dental anomalies in panoramic radiographic images. Different convolutional neural network architectures were evaluated for both tasks. In tooth detection, the YOLOv8x architecture achieved the best results, with a mAP50 of 0.945 and a mAP50-95 of 0.578. In pathology classification, DenseNet121 achieved an F1 Score of 0.854, demonstrating a good balance between correct identification and the reduction of false positives. The results suggest that the proposed method, which separates the process into two stages using YOLOv8x for tooth detection and DenseNet121 for pathology classification, outperforms the approach where YOLOv8x alone is used to perform both tasks. While the proposed method achieved an F1 Score of 0.6014, the single-stage approach based solely on YOLOv8x obtained an F1 Score of 0.433. The method was trained and evaluated using the DENTEX dataset, which consists of panoramic radiographs annotated by specialists, including information on tooth numbering and the presence of pathologies such as impacted teeth, caries, and periapical lesions. These results reinforce the potential of the proposed approach as a decision-support tool in dental diagnostics, contributing to error reduction and improving the efficiency of panoramic radiograph analysis.A radiografia panorâmica desempenha um papel fundamental no diagnóstico e planeja mento odontológico. No entanto, sua interpretação está sujeita a erros devido a fatores como fadiga, estresse e experiência do profissional. Este trabalho propõe um método baseado em aprendizado profundo para a detecção automática de dentes e classificação de anomalias dentárias em imagens de radiografias panorâmicas. Diferentes arquiteturas de redes neurais convolucionais foram avaliadas para ambas as tarefas. Na detecção de dentes, a arquitetura YOLOv8x apresentou os melhores resultados, com mAP50 de 0,945 e mAP50-95 de 0,578. Na classificação de patologias, a DenseNet121 obteve um F1 Score de 0,854, demonstrando uma boa relação entre identificação correta e redução de falsos positivos. Os resultados obtidos sugerem que o método proposto, que divide o processo em duas etapas utilizando a YOLOv8x para a detecção de dentes e a DenseNet121 para a classificação de patologias, apresenta desempenho superior em relação à abordagem em que a própria YOLOv8x é utilizada para realizar as duas tarefas. Enquanto o método proposto alcançou um F1 Score de 0,6014, a abordagem única baseada apenas na YOLOv8x obteve um F1 Score de 0,433. O método foi treinado e avaliado utilizando o conjunto de dados DENTEX, composto por radiografias panorâmicas anotadas por especialistas, incluindo informações sobre a numeração dos dentes e a presença de patologias como dentes im pactados, cáries e lesões periapicais. Esses resultados reforçam o potencial da abordagem proposta como ferramenta de apoio ao diagnóstico odontológico, contribuindo para a redução de erros e para a melhoria da eficiência na análise de radiografias panorâmicas.Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2025-06-04T18:40:36Z No. of bitstreams: 1 Alison_Correa_Mendes_.pdf: 13498290 bytes, checksum: 1116601feddbfae47510c9f042da0462 (MD5)Made available in DSpace on 2025-06-04T18:40:36Z (GMT). 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