The reliability of cephalometric tracing using AI

Abstract

Introduction : L'objectif de cette étude est de comparer la différence entre l'analyse céphalométrique manuelle et l'analyse automatisée par l’intelligence artificielle afin de confirmer la fiabilité de cette dernière. Notre hypothèse de recherche est que la technique manuelle est la plus fiable des deux méthodes. Méthode : Un total de 99 radiographies céphalométriques latérales sont recueillies. Des tracés par technique manuelle (MT) et par localisation automatisée par intelligence artificielle (AI) sont réalisés pour toutes les radiographies. La localisation de 29 points céphalométriques couramment utilisés est comparée entre les deux groupes. L'erreur radiale moyenne (MRE) et un taux de détection réussie (SDR) de 2 mm sont utilisés pour comparer les deux groupes. Le logiciel AudaxCeph version 6.2.57.4225 est utilisé pour l'analyse manuelle et l'analyse AI. Résultats : Le MRE et SDR pour le test de fiabilité inter-examinateur sont respectivement de 0,87 ± 0,61mm et 95%. Pour la comparaison entre la technique manuelle MT et le repérage par intelligence artificielle AI, le MRE et SDR pour tous les repères sont respectivement de 1,48 ± 1,42 mm et 78 %. Lorsque les repères dentaires sont exclus, le MRE diminue à 1,33 ± 1,39 mm et le SDR augmente à 84 %. Lorsque seuls les repères des tissus durs sont inclus (excluant les points des tissus mous et dentaires), le MRE diminue encore à 1,25 ± 1,09 mm et le SDR augmente à 85 %. Lorsque seuls les points de repère des tissus mous sont inclus, le MRE augmente à 1,68 ± 1,89 mm et le SDR diminue à 78 %. Conclusion: La performance du logiciel est similaire à celles précédemment rapportée dans la littérature pour des logiciels utilisant un cadre de modélisation similaire. Nos résultats révèlent que le repérage manuel a donné lieu à une plus grande précision. Le logiciel a obtenu de très bons résultats pour les points de tissus durs, mais sa précision a diminué pour les tissus mous et dentaires. Nous concluons que cette technologie est très prometteuse pour une application en milieu clinique sous la supervision du docteur.Introduction: The objective of this study is to compare the difference between manual cephalometric analysis and automatic analysis by artificial intelligence to confirm the reliability of the latter. Our research hypothesis is that the manual technique is the most reliable of the methods and is still considered the gold standard. Method: A total of 99 lateral cephalometric radiographs were collected in this study. Manual technique (MT) and automatic localization by artificial intelligence (AI) tracings were performed for all radiographs. The localization of 29 commonly used landmarks were compared between both groups. Mean radial error (MRE) and a successful detection rate (SDR) of 2mm were used to compare both groups. AudaxCeph software version 6.2.57.4225 (Audax d.o.o., Ljubljana, Slovenia) was used for both manual and AI analysis. Results: The MRE and SDR for the inter-examinator reliability test were 0.87 ± 0.61mm and 95% respectively. For the comparison between the manual technique MT and landmarking with artificial intelligence AI, the MRE and SDR for all landmarks were 1.48 ± 1.42mm and 78% respectively. When dental landmarks are excluded, the MRE decreases to 1.33 ± 1.39mm and the SDR increases to 84%. When only hard tissue landmarks are included (excluding soft tissue and dental points) the MRE decreases further to 1.25 ± 1.09mm and the SDR increases to 85%. When only soft tissue landmarks are included the MRE increases to 1.68 ± 1.89mm and the SDR decreases to 78%. Conclusion: The software performed similarly to what was previously reported in literature for software that use analogous modeling framework. Comparing the software’s landmarking to manual landmarking our results reveal that the manual landmarking resulted in higher accuracy. The software operated very well for hard tissue points, but its accuracy went down for soft and dental tissue. Our conclusion is this technology shows great promise for application in clinical settings under the doctor’s supervision