Radiographic imaging is a crucial tool frequently employed by dentists for initial diagnosis and treatment planning. However, these images often suffer from distortion or inaccuracies due to incorrect exposure settings, making it challenging to identify critical regions such as tooth roots and margins. This study addresses these issues by presenting two innovative methods for tooth segmentation from radiographs, aimed at isolating the tooth regions for better analysis. The first method utilizes fuzzy logic rules to detect edges within the radiographic images. These detected edges are then used as a mask for the Active Contour Method (ACM) to segment the teeth accurately. The second method involves the creation of a Convolutional Neural Network (CNN) for tooth segmentation. The segmentation performance of the CNN is further refined using the ACM, leveraging the initial segmentation as a mask. Both methods demonstrated notable results with varying performance metrics. Specifically, the Fuzzy-Based Active Contour Method achieved precision, recall, and F1 score values of 0.6246, 0.4169, and 0.50, respectively. In contrast, the CNN-Based Active Contour Method calculated accuracy and specificity values of 0.9706 and 0.9872, respectively. These findings indicate that both approaches have distinct strengths in different performance aspects. Our study suggests that these advanced segmentation techniques can significantly enhance the diagnostic capabilities of dental professionals by providing clearer images of tooth structures, aiding in the detection of issues such as root problems, fractures, and wear patterns. Implementing these methods either independently or in combination could lead to more accurate diagnoses and better patient outcomes. Future work could explore the integration of these techniques to leverage their complementary strengths, potentially leading to even greater segmentation accuracy and reliability.
Active contour method Convolutional neural network (CNN) Fuzzy logic rules Teeth segmentation
Radyografik görüntüleme, diş hekimlerinin ilk teşhis ve tedavi planlamasında sıklıkla kullandığı önemli bir araçtır. Ancak, bu görüntüler bazen yanlış pozlama ayarlarından dolayı bozulabilir veya hatalı olabilir, bu da diş kökleri ve kenar bölgeleri gibi kritik bölgelerin tanımlanmasını zorlaştırır. Bu çalışma, radyografilerden diş segmentasyonu yaparak diş bölgelerinin izole edilmesini amaçlayan iki yenilikçi yöntem sunmaktadır. İlk yöntemde, radyografik görüntülerdeki kenarları tespit etmek için bulanık mantık kuralları uygulanmıştır. Tespit edilen bu kenarlar, Aktif Kontur Yöntemi (ACM) ile dişlerin doğru bir şekilde segmentasyonu için maske olarak kullanılmıştır. İkinci yöntemde ise, diş segmentasyonu için bir Konvolüsyonel Sinir Ağı (CNN) oluşturulmuştur. CNN'in segmentasyon performansı, başlangıçtaki segmentasyonun maske olarak kullanılmasıyla ACM ile daha da iyileştirilmiştir. Her iki yöntem de farklı performans metrikleri ile dikkate değer sonuçlar göstermiştir. Özellikle, Bulanık Tabanlı Aktif Kontur Yöntemi için doğruluk, geri çağırma ve F1 skoru değerleri sırasıyla 0.6246, 0.4169 ve 0.50 olarak elde edilmiştir. Buna karşılık, CNN Tabanlı Aktif Kontur Yöntemi için doğruluk ve özgüllük değerleri sırasıyla 0.9706 ve 0.9872 olarak rapor edilmiştir. Bu bulgular, her iki yaklaşımın da farklı performans kriterlerinde belirgin güçlü yönlere sahip olduğunu göstermektedir. Çalışmamız, bu ileri düzey segmentasyon tekniklerinin, diş yapılarının daha net görüntülerini sağlayarak diş hekimlerinin teşhis yeteneklerini önemli ölçüde artırabileceğini önermektedir. Bu yöntemlerin bağımsız olarak veya birlikte uygulanması, daha doğru teşhislere ve daha iyi hasta sonuçlarına yol açabilir. Gelecekteki çalışmalar, bu tekniklerin entegrasyonunu araştırarak, tamamlayıcı güçlü yönlerini kullanarak daha yüksek segmentasyon doğruluğu ve güvenilirliğine ulaşmayı hedefleyebilir.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Fuzzy Computation, Biomedical Imaging |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | December 15, 2024 |
Submission Date | March 25, 2024 |
Acceptance Date | August 19, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 Volume: 14 Issue: 4 |