پیش‌بینی سن دندونی بچه‌ها با هوش مصنوعی؛ راهی آسون‌تر واسه دندان‌پزشک‌ها!

تاحالا شده ندونی دقیقاً بچه‌ت چند سالشه یا شناسنامه‌اش گم شده باشه؟ تو اینجور موقعیت‌ها، دندان‌پزشکا یه روش خاص دارن برای تخمین زدن سن بچه‌ها که بهش میگن برآورد سن دندونی. خب، داستان چیه؟ سن دندونی یعنی تخمین زدن اینکه بدن بچه چقدر رشد کرده، بر اساس رشد دندون‌هاش! این روش مخصوصاً واسه وقتی که سن واقعی بچه معلوم نیست خیلی کاربردیه. مثلا به دندان‌پزشک کمک می‌کنه بفهمه زمان درست برای ارتودنسی یا کشیدن دندون چه موقعیه.

حالا همیشه این تخمین سن دندونی توسط متخصص‌ها انجام می‌شده. ولی کار راحتی نیست! ممکنه هر دندان‌پزشکی تفسیر خودش رو داشته باشه؛ یعنی ممکنه نتایجشون یکی نباشه. دلیلش اینه که برآورد سن بر اساس عکس پانورامیک (یه عکس کامل از همه دندون‌ها) کلی تجربه و دقت می‌خواد.

اینجا بود که هوش مصنوعی (AI) وارد بازی شد! هوش مصنوعی یعنی نرم‌افزارها و الگوریتم‌هایی که می‌تونن مثل مغز انسان، فکر کنن، یاد بگیرن و حتی بعضی کارها رو خودکار انجام بدن. دانشمندان تو این پروژه اومدن یه مدل هوشمند ساختن و روی ۵۵۰ تا عکس دندون بچه‌های بین ۳ تا ۱۴ سال کار کردن. عکس‌ها رو طبق یه جدول مرجع مخصوص دندون‌پزشکی (AAPD) که قشنگ گروه‌بندی سنی دندونایی رو مشخص می‌کنه، دسته‌بندی کردن. دو تا متخصص دندان‌پزشکی کودک هم همه عکس‌ها رو با دقت برچسب زدن و عکس‌هایی که وضوح درست و حسابی نداشتن رو حذف کردن تا مدل به اشتباه نیفته.

واسه اینکه مدل بهتر یاد بگیره، ۸۰ درصد عکس‌ها رفت تو قسمت آموزش و ۲۰ درصد دیگه موند برای تست. تازه یه کاری هم کردن که بهش می‌گن دیتا آگمنتیشن (Data Augmentation)، یعنی عکسا رو جورواجور چرخوندن، بزرگ و کوچیکش کردن و… تا مدل با حالت‌های مختلف بلد بشه درست تصمیم بگیره.

مدلی که استفاده کردن اسمش YOLOv11n-cls بود (YOLO مخففه You Only Look Once که یه مدل معروف در تشخیص تصویر با سرعت بالاست). این مدل ۸۶ تا لایه داره و بیشتر از ۱.۵ میلیون پارامتر یادگیری داره؛ یعنی کلی جزئیات رو می‌تونه بفهمه! آموزش مدل هم با یه موتور مخصوص به اسم Ultralytics و به کمک AdamW Optimizer انجام شد (آدام دبلیو یه نوع روش آموزش مدله که باعث می‌شه مدل زودتر و بهتر یاد بگیره).

نتایج خیلی جالب بود! دقت مدل توی تشخیص سن دقیق دندونی (یعنی Top-1 Accuracy) رسید به ۹۲.۶ درصد. اگه قبول کنیم مدل یکی از ۵ گزینه نزدیک رو درست انتخاب کنه (که بهش میگن Top-5 Accuracy)، دقتش شد ۹۹.۵ درصد! یعنی تقریباً هیچ وقت اشتباه نمی‌کنه. توی مرحله تست که با ۲۰۳ تا عکس جدید انجام شد، باز هم مدل عالی بود و اشتباهاتش بیشتر بین گروه‌های سنی نزدیک بهم بود (که حتی برای دندان‌پزشک‌ها هم طبیعیه).

برای اینکه مطمئن بشن مدل واقعاً چیز درست رو بررسی می‌کنه، از یه تکنیک به اسم Grad-CAM استفاده کردن. Grad-CAM یعنی یه نوع نقشه حرارتی که نشون می‌ده مدل موقع تصمیم‌گیری رو کدوم قسمت عکس تمرکز کرده. (یعنی واسه کسایی که می‌ترسن هوش مصنوعی تصمیم‌گیریش نامفهوم باشه، این تکنیک نشون می‌ده که AI دقیقاً به ریشه دندون و رویش دندون آسیا، یعنی نقاط تخصصی مهم، دقت می‌کنه).

در کل این سیستم هوش مصنوعی نشون داده که می‌تونه هم سریع، هم دقیق و هم قابل توضیح باشه برای تشخیص سن دندونی بچه‌ها. اگه این مدل بیاد تو دندان‌پزشکی کودکان، هم کار متخصصا آسون‌تر می‌شه، هم پرونده‌های عجیب و غریب که اسناد تولدشون درست نیست، راحت‌تر مدیریت می‌شن! خلاصه، آینده با هوش مصنوعی توی دندان‌پزشکی خیلی هیجان‌انگیزتر و راحت‌تر خواهد بود.

منبع: +