Un dentista que inserta un implante dental debe conocer la ubicaci\u00f3n exacta del canal nervioso en la mand\u00edbula inferior del paciente para planificar el tama\u00f1o y la posici\u00f3n del implante, junto con el procedimiento general. Esto requiere im\u00e1genes de rayos X en las que el dentista o radi\u00f3logo especifique manualmente la ubicaci\u00f3n del canal punto por punto. Estudiar y analizar estas im\u00e1genes puede ser arduo y llevar mucho tiempo.<\/p>\n\n\n\n
El fabricante de equipos dentales Planmeca, el Centro Finland\u00e9s de Inteligencia Artificial (FCAI) y el Hospital Universitario de Tampere (Tays) se han unido para abordar el problema. El resultado es un modelo basado en IA que localiza el canal del nervio de la mand\u00edbula inferior en rayos X 3D m\u00e1s r\u00e1pido que un humano y con mejor precisi\u00f3n que otros m\u00e9todos automatizados.<\/p>\n\n\n\n
“La colaboraci\u00f3n surgi\u00f3 de las necesidades de los expertos que practican el trabajo cl\u00ednico y de la b\u00fasqueda de formas de ayudarlos en su trabajo diario. Se puede ahorrar mucho tiempo utilizando inteligencia artificial en la planificaci\u00f3n del tratamiento del paciente”, dice Vesa Varjonen, vicepresidente de Investigaci\u00f3n y Tecnolog\u00eda de Planmeca.<\/p>\n\n\n\n
El m\u00e9todo se basa en el entrenamiento de redes neuronales profundas con una gran cantidad de datos cl\u00ednicos, compuestos por im\u00e1genes tridimensionales generadas con tomograf\u00eda computarizada de haz c\u00f3nico (CBCT).<\/p>\n\n\n\n
“El Hospital Universitario de Tampere nos proporcion\u00f3 materiales cl\u00ednicos extensos y vers\u00e1tiles producidos con varios dispositivos de im\u00e1genes en 3D. Los datos se dividieron al azar y una parte se us\u00f3 para entrenar las redes neuronales y otra parte se aisl\u00f3 para probar y validar el m\u00e9todo dise\u00f1ado”, dice el investigador de doctorado de la Universidad Aalto Jaakko Sahlsten.<\/p>\n\n\n\n
La inteligencia artificial es una herramienta eficiente y fiable “Uno de los desaf\u00edos en el entrenamiento del modelo de IA fue que el tama\u00f1o del canal mandibular en una radiograf\u00eda 3D del cr\u00e1neo es muy peque\u00f1o en comparaci\u00f3n con los datos de la imagen general. Como conjunto de datos, este tipo de material de entrenamiento es muy desequilibrado”, se\u00f1ala Sahlsten.<\/p>\n\n\n\n Trabajar junto con los radi\u00f3logos de Tays fue clave para aprovechar los datos y usarlos al entrenar la inteligencia artificial.<\/p>\n\n\n\n “Cuando se alimenta una gran cantidad de datos a la red neuronal y se marca en ella la ubicaci\u00f3n del canal mandibular, aprende a optimizar sus propios par\u00e1metros internos. La red neuronal resultante de este aprendizaje encuentra r\u00e1pidamente el canal mandibular a partir del la entrada de datos individuales en 3D”, dice Varjonen.<\/p>\n\n\n\n Probar el modelo de red neuronal con datos de pacientes aislados de los materiales de investigaci\u00f3n demostr\u00f3 que el modelo logr\u00f3 ubicar los canales mandibulares con alta precisi\u00f3n: solo entre el 1% y el 4% de los casos pueden ser inexactos.<\/p>\n\n\n\n “En las evaluaciones cl\u00ednicas, los expertos revisaron los resultados producidos por el modelo y descubrieron que en el 96% de los casos eran plenamente utilizables en t\u00e9rminos cl\u00ednicos. Tenemos mucha confianza en que el modelo funciona bien”, dice Sahlsten.<\/p>\n\n\n\n En comparaci\u00f3n con los humanos, una de las ventajas de la inteligencia artificial es que siempre funciona con la misma eficiencia y velocidad. El modelo de IA acelera el descubrimiento del canal mandibular y apoya la toma de decisiones de radi\u00f3logos y m\u00e9dicos. Las decisiones finales sobre el tratamiento siempre las toma un profesional de la salud.<\/p>\n\n\n\n Las publicaciones verifican la funcionalidad del modelo “La digitalidad y la IA utilizadas en los equipos de im\u00e1genes son importantes para nosotros. Integraremos el modelo de red neuronal desarrollado en esta investigaci\u00f3n en nuestro software de im\u00e1genes. Esto mejorar\u00e1 la usabilidad y el rendimiento de nuestro equipo”, dice Varjonen.<\/p>\n\n\n\n Las publicaciones cient\u00edficas producidas en la colaboraci\u00f3n son importantes para todos los socios del proyecto. Algunos de los resultados fueron publicados en Scientific Reports.<\/p>\n\n\n\n “Las publicaciones revisadas por pares son una evidencia s\u00f3lida de la funcionalidad del modelo. El aprendizaje profundo no se ha utilizado anteriormente en tareas de este tipo, lo que agrega valor a las publicaciones. Tambi\u00e9n promueven el trabajo de tesis de los doctorandos”, dice Sahlsten.<\/p>\n\n\n\n “Las publicaciones ser\u00e1n importantes para nosotros cuando solicitemos la aprobaci\u00f3n de un dispositivo m\u00e9dico para nuestro software. Demuestran que el software ha sido dise\u00f1ado de acuerdo con los procesos de desarrollo de software y analizado a trav\u00e9s de todas las fases requeridas”, se\u00f1ala Varjonen.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s de ubicar el canal del nervio de la mand\u00edbula inferior, el proyecto de colaboraci\u00f3n entre Planmeca, FCAI y Tays tambi\u00e9n abarc\u00f3 el desarrollo de un modelo de red neuronal para cirug\u00eda ortogn\u00e1tica, en el que las anomal\u00edas en el \u00e1rea inferior de la cara se corrigen mediante medidas quir\u00fargicas.<\/p>\n\n\n\n “El modelo ayuda a identificar puntos de referencia en el \u00e1rea del cr\u00e1neo para corregir la maloclusi\u00f3n y planificar la cirug\u00eda de alineaci\u00f3n de la mand\u00edbula. Los mismos datos del paciente tambi\u00e9n se usaron para otra aplicaci\u00f3n de IA”, dice Varjonen.<\/p>\n\n\n\n En el futuro, la inteligencia artificial tendr\u00e1 mucho que ofrecer en aplicaciones de salud.<\/p>\n\n\n\n “Veo la inteligencia artificial como una herramienta muy poderosa que los m\u00e9dicos y otros expertos pueden usar al hacer sus primeras evaluaciones o para obtener opiniones alternativas. El desaf\u00edo con los modelos de aprendizaje profundo es que no podemos dar una base definitiva de por qu\u00e9 el modelo alcanza un resultado espec\u00edfico. Se necesita m\u00e1s investigaci\u00f3n para aumentar la explicabilidad y la transparencia de los modelos”, concluye Sahlsten.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los nervios que controlan las funciones motoras de la mand\u00edbula y los sentidos faciales corren en el canal nervioso de la mand\u00edbula inferior, el canal mandibular. Adem\u00e1s de la colocaci\u00f3n del implante, su ubicaci\u00f3n es crucial en la extracci\u00f3n de las muelas del juicio y la cirug\u00eda de la mand\u00edbula. La ubicaci\u00f3n y la ruta del canal que corre dentro de la mand\u00edbula es \u00fanica para cada persona.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Planmeca es una empresa familiar finlandesa y uno de los principales fabricantes de equipos de tecnolog\u00eda sanitaria del mundo. Sus productos se exportan a m\u00e1s de 120 pa\u00edses de todo el mundo. El negocio de la compa\u00f1\u00eda se basa en dispositivos de im\u00e1genes 3D para el cuidado dental y el software que los respalda. Para Planmeca, la colaboraci\u00f3n con FCAI y Tays significa un importante potencial comercial nuevo.<\/p>\n\n\n\n