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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35966
Tipo: Dissertação
Título: Modelo de inteligência artificial para análise do prognóstico do crescimento maxilofacial de pacientes com fissura labiopalatina: desenvolvimento e validação
Autor(es): Mendonça, Alice Castro Guedes
Primeiro Orientador: Lacerda, Rosa Helena Wanderley
Primeiro Coorientador: Leite, Danilo Rangel Arruda
Resumo: As fissuras labiopalatinas são as deformidades congênitas mais comuns que afetam a face, seu tratamento reabilitador é longo, oneroso, complexo e requer profissionais especializados. A análise do prognóstico de crescimento maxilofacial de pacientes com fissura é essencial para direcionar o plano de tratamento ortodôntico e deve ser feita por um ortodontista com expertise em correção ortodôntica de pacientes fissurados. Neste contexto, a adoção de novas tecnologias no setor saúde busca tornar processos mais eficientes, romper barreiras geográficas, contribuir com a formação profissional e melhorar a tomada de decisões clínicas. O presente estudo teve como objetivo desenvolver e validar um modelo de deep learning para análise do prognóstico de crescimento maxilofacial de indivíduos nascidos com fissuras labiopalatinas baseado no índice oclusal de GOSLON. Diante disso, este estudo construiu um modelo inteligente com aprendizagem por transferência em uma Convolutional Neural Network (CNN) treinada com 589 imagens de escaneamento intraoral de pacientes com fissura labiopalatina unilateral classificadas quanto ao índice de GOSLON por cinco ortodontista experientes previamente calibradas. Passando pelas fases de pré-processamento, treinamento, teste e validação, foram testadas oito CNN diferentes que apresentavam na literatura registro de execução de tarefas de classificação de imagens médicas. O modelo com melhor desempenho foi a VGG16 com resultados de precisão 0,904, acurácia de 0,90 e f1-score de 0,89. A após a validação, foi realizado um novo teste de concordância, comparando os resultados do modelo com a análise de dois ortodontistas, obtendo um Kappa de 0.983. A implementação de tecnologias na saúde assim como na área de fissuras labioplatinas perpassa pelo bom desempenho da ferramenta, necessidade e integração no fluxo de trabalho. A VGG16 apresentou capacidade de classificar os arcos intraorais, seguindo o índice de GOSLON com precisão, e apresenta menor custo computacional podendo assim ser utilizada em todas as aplicabilidades dos índices como: apoio a tomada de decisão acerca do tratamento ortodôntico de pacientes com fissura labioplatinas unilaterais, métrica de avaliação da qualidade de protocolos clínicos e ferramenta de estimativa de custos de tratamento.
Abstract: Cleft lip and palate are the most common congenital deformities affecting the face; their rehabilitative treatment is lengthy, costly, complex, and requires specialized professionals. Analyzing the maxillofacial growth prognosis of cleft patients is crucial to guide the orthodontic treatment plan and should be done by an orthodontist with expertise in orthodontic correction of cleft patients. In this context, adopting new technologies in the health sector aims to make processes more efficient, break geographical barriers, contribute to professional training, and improve clinical decision-making. This study aimed to develop and validate a deep learning model for analyzing the maxillofacial growth prognosis of individuals born with cleft lip and palate, based on the GOSLON occlusal indices. Accordingly, this study constructed an intelligent model using transfer learning in a Convolutional Neural Network (CNN) trained with 589 images of intraoral scans of patients with unilateral cleft lip and palate, classified according to the GOSLON Yardstick index by 5 previously calibrated experienced orthodontists. Through the phases of preprocessing, training, testing, and validation, eight different CNNs that had a record in the literature of performing medical image classification tasks were tested. The best-performing model was VGG16, with a precision of 0.904, accuracy of 0.90, and an F1-score of 0.89. After validation, a new concordance test was conducted comparing the model's results with the analysis of two orthodontists, obtaining a kappa of 0,983. The implementation of technologies in health, as well as in the field of cleft lip and palate, depends on the tool's performance, necessity, and integration into the workflow. VGG16 demonstrated the capability to classify intraoral arches following the GOSLON Yardstick index accurately and presents lower computational cost, thus being applicable in all uses of the indices such as: supporting decision-making regarding the orthodontic treatment of patients with unilateral cleft lip and palate, as a metric for evaluating the quality of clinical protocols, and as a tool for estimating treatment costs.
Palavras-chave: Fissura labial
Fissura palatina
Aprendizado profundo
Desenvolvimento maxilofacial - Prognóstico
Cleft lip
Cleft palate
Deep learning
Maxillofacial development - Prognosis
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Odontologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Odontologia
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35966
Data do documento: 24-Fev-2025
Aparece nas coleções:Centro de Ciências da Saúde (CCS) - Programa de Pós-Graduação em Odontologia

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