PlaqueSAM：基于智能手机口内照片的学前儿童牙菌斑自动检测系统

《npj Digital Medicine》：Photography-based dental plaque detection and report generation among preschool children using PlaqueSAM

　　

摘要

牙菌斑是龋齿和牙龈炎等常见口腔疾病的主要致病因素，尤其对儿童等易感人群影响显著。在儿科患者中预防菌斑引发的牙齿疾病仍是全球性挑战，因为某些菌斑区域在日常清洁过程中往往容易被遗漏。早期检测和清除菌斑至关重要，但往往难以持续实现。一种能够可视化乳牙上菌斑堆积情况的常规监测工具，可帮助家长主动跟踪孩子的口腔健康，从而实现龋齿和牙周疾病的及时预防与干预。受此启发，我们提出了PlaqueSAM——一种利用智能手机拍摄的口内照片进行自动菌斑检测的系统。用户只需上传六张在辅助对齐叠加层帮助下拍摄的照片，PlaqueSAM即可生成一份带有可视化参考的全面菌斑检测报告。PlaqueSAM的开发使用了来自香港11所幼儿园567名学龄前儿童、前瞻性收集的3402张口内照片，并采用基于多任务学习范式的三阶段训练策略。对81名儿童进行了定量性能评估，PlaqueSAM的敏感度、特异度和准确率分别为76.58%、82.47%和79.60%。这些结果表明，PlaqueSAM可在未来无需使用牙科专业人员通常使用的显色剂或塑料撑颊器的菌斑筛查工作流程中提供支持，尽管家庭使用场景仍需在真实用户操作条件下进行进一步验证。经过进一步的实际验证，PlaqueSAM有望支持对儿童日常菌斑堆积和清洁情况的动态监测，从而推动远程牙科的发展，以远程、便捷且低成本的方式促进儿童口腔健康。