Background. The evaluation of newly formed bone volume after maxillary sinus augmentation is essential for implant planning. Manual segmentation is considered the reference standard but is highly time-consuming. Automatic and semi-automatic methods based on artificial intelligence have been proposed, but their accuracy remains to be verified. Aim. To compare accuracy, precision, and operative time of three methods (manual, semi-automatic, and automatic) for volumetric measurement after maxillary sinus augmentation, using an experimental model. Materials and Methods. Ten simulated sinus lifts were performed on a dry skull, followed by CBCT acquisitions. Graft volumes were measured with the three methods using RealGUIDE™ software. Each measurement was repeated three times by two operators (experienced vs less experienced). Outcomes included accuracy (MPE, MAPE, RMSPE), precision (SD, CV), and operative time. Results. The manual method was the most accurate (MPE = 0.912%; MAPE = 3.60%), followed by the semi-automatic (MPE = 5.44%; MAPE = 5.52%) and the automatic method (MPE = 9.86%; MAPE = 9.86%). Systematic error was significant for the automatic and semi-automatic methods, but not for the manual one. Precision was higher for the automatic method (SD = 5.88) compared with the semi-automatic (20.5) and manual (24.8). Operative times decreased progressively: manual (22.6–50.7 min), semi-automatic (14.8–37.5 min), automatic (6.95–18.0 min). No significant correlations were found between time and accuracy/precision. Conclusions. The manual method remains the experimental gold standard for accuracy but is scarcely sustainable in clinical practice. The semi-automatic method, especially when applied by experienced operators, represents the most reliable compromise between fidelity and efficiency. The automatic method, although efficient and precise, is limited by systematic overestimation and should be used with caution in studies requiring faithful estimation of biological volume.

Background. La valutazione del volume osseo neoformato dopo rialzo di seno mascellare è essenziale per la pianificazione implantare. La segmentazione manuale è considerata il riferimento, ma richiede tempi elevati. Sono stati proposti metodi automatici e semiautomatici basati su intelligenza artificiale, la cui accuratezza rimane da verificare. Scopo. Confrontare accuratezza, precisione e tempo operativo di tre metodi, manuale, semiautomatico e automatico, per la misurazione volumetrica post-rialzo di seno mascellare, utilizzando un modello sperimentale ex vivo. Materiali e metodi. Dieci rialzi fittizi sono stati eseguiti su cranio secco e sono state acquisite CBCT. Il volume degli innesti è stato misurato con i tre metodi mediante il software RealGUIDE™. Ogni misura è stata ripetuta tre volte da due operatori. Outcome: accuratezza (MPE, MAPE, RMSPE), precisione (DS, CV), tempo operativo. Risultati. Il metodo manuale è risultato il più accurato (MPE = 0,912%; MAPE = 3,60%), seguito dal semiautomatico (MPE = 5,44%; MAPE = 5,52%) e dall’automatico (MPE = 9,86%; MAPE = 9,86%). L’errore sistematico è stato significativo per automatico e semiautomatico, non per il manuale. La precisione è risultata maggiore per l’automatico (DS = 5,88) rispetto a semiautomatico (20,5) e manuale (24,8). I tempi operativi sono stati progressivamente decrescenti: manuale (22,6–50,7 min), semiautomatico (14,8–37,5 min), automatico (6,95–18,0 min). Le correlazioni tra tempo e accuratezza/precisione non sono risultate significative. Conclusioni. Il metodo manuale rimane il gold standard sperimentale per accuratezza, ma è poco sostenibile nella pratica clinica. Il semiautomatico, soprattutto se applicato da operatori esperti, rappresenta il compromesso più affidabile tra fedeltà e rapidità. L’automatico, pur efficiente e preciso, è limitato dalla sovrastima sistematica e deve essere applicato con cautela in studi in cui sia necessaria una stima fedele del volume biologico.

METODO MANUALE, SEMI-AUTOMATICO E AUTOMATICO PER LA MISURAZIONE DEL VOLUME DI INNESTI OSSEI SU CBCT: UNO STUDIO COMPARATIVO EX VIVO

MORO, NICOLÒ
2024/2025

Abstract

Background. The evaluation of newly formed bone volume after maxillary sinus augmentation is essential for implant planning. Manual segmentation is considered the reference standard but is highly time-consuming. Automatic and semi-automatic methods based on artificial intelligence have been proposed, but their accuracy remains to be verified. Aim. To compare accuracy, precision, and operative time of three methods (manual, semi-automatic, and automatic) for volumetric measurement after maxillary sinus augmentation, using an experimental model. Materials and Methods. Ten simulated sinus lifts were performed on a dry skull, followed by CBCT acquisitions. Graft volumes were measured with the three methods using RealGUIDE™ software. Each measurement was repeated three times by two operators (experienced vs less experienced). Outcomes included accuracy (MPE, MAPE, RMSPE), precision (SD, CV), and operative time. Results. The manual method was the most accurate (MPE = 0.912%; MAPE = 3.60%), followed by the semi-automatic (MPE = 5.44%; MAPE = 5.52%) and the automatic method (MPE = 9.86%; MAPE = 9.86%). Systematic error was significant for the automatic and semi-automatic methods, but not for the manual one. Precision was higher for the automatic method (SD = 5.88) compared with the semi-automatic (20.5) and manual (24.8). Operative times decreased progressively: manual (22.6–50.7 min), semi-automatic (14.8–37.5 min), automatic (6.95–18.0 min). No significant correlations were found between time and accuracy/precision. Conclusions. The manual method remains the experimental gold standard for accuracy but is scarcely sustainable in clinical practice. The semi-automatic method, especially when applied by experienced operators, represents the most reliable compromise between fidelity and efficiency. The automatic method, although efficient and precise, is limited by systematic overestimation and should be used with caution in studies requiring faithful estimation of biological volume.
2024
MANUAL, SEMI-AUTOMATIC AND AUTOMATIC METHOD FOR MEASURING BONE GRAFT VOLUME ON CBCT: AN EX VIVO COMPARATIVE STUDY
Background. La valutazione del volume osseo neoformato dopo rialzo di seno mascellare è essenziale per la pianificazione implantare. La segmentazione manuale è considerata il riferimento, ma richiede tempi elevati. Sono stati proposti metodi automatici e semiautomatici basati su intelligenza artificiale, la cui accuratezza rimane da verificare. Scopo. Confrontare accuratezza, precisione e tempo operativo di tre metodi, manuale, semiautomatico e automatico, per la misurazione volumetrica post-rialzo di seno mascellare, utilizzando un modello sperimentale ex vivo. Materiali e metodi. Dieci rialzi fittizi sono stati eseguiti su cranio secco e sono state acquisite CBCT. Il volume degli innesti è stato misurato con i tre metodi mediante il software RealGUIDE™. Ogni misura è stata ripetuta tre volte da due operatori. Outcome: accuratezza (MPE, MAPE, RMSPE), precisione (DS, CV), tempo operativo. Risultati. Il metodo manuale è risultato il più accurato (MPE = 0,912%; MAPE = 3,60%), seguito dal semiautomatico (MPE = 5,44%; MAPE = 5,52%) e dall’automatico (MPE = 9,86%; MAPE = 9,86%). L’errore sistematico è stato significativo per automatico e semiautomatico, non per il manuale. La precisione è risultata maggiore per l’automatico (DS = 5,88) rispetto a semiautomatico (20,5) e manuale (24,8). I tempi operativi sono stati progressivamente decrescenti: manuale (22,6–50,7 min), semiautomatico (14,8–37,5 min), automatico (6,95–18,0 min). Le correlazioni tra tempo e accuratezza/precisione non sono risultate significative. Conclusioni. Il metodo manuale rimane il gold standard sperimentale per accuratezza, ma è poco sostenibile nella pratica clinica. Il semiautomatico, soprattutto se applicato da operatori esperti, rappresenta il compromesso più affidabile tra fedeltà e rapidità. L’automatico, pur efficiente e preciso, è limitato dalla sovrastima sistematica e deve essere applicato con cautela in studi in cui sia necessaria una stima fedele del volume biologico.
RIALZO DI SENO
VOLUME OSSEO
SEGMENTAZIONE
ACCURATEZZA
CBCT
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