AI przewidzi, na których zębach mlecznych rozwinie się próchnica

Naukowcy z Wydziału Stomatologii Uniwersytetu w Hongkongu opracowali oparte na sztucznej inteligencji narzędzie przewidujące, na których konkretnie zębach mlecznych u dzieci rozwinie się próchnica. Pozwala na to analiza mikrobiologiczna płytki nazębnej pobieranej z poszczególnych zębów małych pacjentów. Skuteczność narzędzia sięga ponad 90%.

Międzynarodowy zespół badawczy, w skład którego weszli naukowcy z Wydziału Stomatologii Uniwersytetu w Hongkongu (Faculty of Dentistry of the University of Hong Kong; HKU), Chińskiej Akademii Nauk (Chinese Academy of Sciences; CAS-QIBEBT), Szpitala Stomatologicznego w Qingdao (Qingdao Stomatological Hospital) oraz Szpitala dla Kobiet i Dzieci w Qingdao (Qingdao Women and Children's Hospital), opracowali pierwszy na świecie system oparty na sztucznej inteligencji, zdolny do przewidywania ryzyka próchnicy w poszczególnych zębach. Skuteczność tego innowacyjnego narzędzia – nazwanego Spatial-MiC – przekracza 90%. Wyniki badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie „Cell Host & Microbe”.

Mikrobiologiczna mapa jamy ustnej dziecka

Zespół – pod kierownictwem prof. Shi Huanga z HKU – przeprowadził kompleksową analizę mikrobiomu poszczególnych zębów u dzieci w wieku od 3 do 5 lat. Dzięki nowoczesnym technologiom sekwencjonowania rRNA oraz narzędziom metagenomiki badacze przeanalizowali 2504 próbki płytki nazębnej pobrane od 89 przedszkolaków w ciągu niemal roku.

Odkryto wyraźny gradient mikrobiologiczny przebiegający od przednich do tylnych zębów – zdrowe siekacze i trzonowce zasiedlane są przez różne, charakterystyczne społeczności bakterii. Gdy jednak rozpoczyna się proces próchnicowy, równowaga ta zostaje zaburzona, a mikroby charakterystyczne dla jednych zębów zaczynają przemieszczać się w kierunku innych.

To właśnie te zmiany stanowiły podstawę do stworzenia Spatial-MiC – systemu AI, który analizuje mikrobiologiczny krajobraz poszczególnych zębów oraz ich sąsiadów, by z wyjątkową precyzją prognozować rozwój próchnicy.

Personalizacja profilaktyki: krok ku precyzyjnej stomatologii

System Spatial-MiC osiągnął imponującą skuteczność: 98% trafności w wykrywaniu już istniejących ubytków oraz 93% w prognozowaniu próchnicy nawet dwa miesiące przed pojawieniem się jej klinicznych objawów. To przełom w stosunku do tradycyjnych metod oceny całej jamy ustnej, które często nie pozwalają na tak wczesną i precyzyjną diagnozę.

Znaczenie tych wyników jest ogromne – tylko w Chinach próchnica wczesnego dzieciństwa dotyka ponad 70% pięciolatków. Do tej pory strategia profilaktyki próchnicy traktowała wszystkie zęby jednakowo, mimo ich zróżnicowanej podatności na ubytki. Nowe podejście otwiera drogę do spersonalizowanej opieki stomatologicznej, ukierunkowanej na konkretne zęby zagrożone chorobą.

– To zmienia nasze rozumienie próchnicy. Zamiast traktować ją jako nieuniknioną, jesteśmy w stanie przewidzieć i zapobiec jej powstawaniu na poziomie mikrobiologicznym, ząb po zębie – mówi cytowany w komunikacie prasowym HKU prof. Shi Huang.

Zespół badawczy planuje teraz dalszą walidację systemu w różnych populacjach i dąży do wprowadzenia technologii do gabinetów stomatologicznych na całym świecie. – To nie tylko krok ku lepszej opiece dentystycznej. To szansa na zdrowszy start w życie dla milionów dzieci, poprzez zapobieganie bólowi, infekcjom i powikłaniom rozwojowym spowodowanym przez próchnicę – z niespotykaną dotąd precyzją – dodaje dr Fang Yang, jedna ze współautorek badania.

Podsumowujący badanie artykuł „Single-tooth resolved, whole-mouth prediction of early childhood caries via spatiotemporal variations of plaque microbiota” został opublikowany na łamach „Cell Host & Microbe”.

Objawy złych nawyków, takich jak przygryzanie wargi czy policzka, pierwsze symptomy bruksizmu, skutki uboczne przyjmowania leków lub różnego rodzaju zaburzeń ogólnoustrojowych – m.in. o tym mogą świadczyć wykrywane podczas badania stomatologicznego zmiany w obrębie błon śluzowych jamy ustnej u dzieci. – Błona śluzowa jest dla ciała tym, czym dla duszy są oczy, czyli zwierciadłem. Na niej widać wszystko – mówi prof. dr hab. n. med. Dorota Olczak-Kowalczyk, kierownik Zakładu Stomatologii Dziecięcej WUM, prezes Polskiego Towarzystwa Stomatologii Dziecięcej, konsultant krajowa z zakresu stomatologii dziecięcej.

Źródło: https://www.hku.hk