Possibilities of ultrasound diagnostics and the use of artificial neural network to assess the morphology and size of the articular disc of the temporomandibular joint

Abstract

На сегодняшний день «золотым стандартом» диагностики внутренних нарушений височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) является проведение магнитно-резонансной томографии, однако ультразвуковая диагностика позволяет точно оценить наличие переднего смещения суставного диска, а также занимает меньше времени и требует менее дорогого оборудования. Цель данной работы — разработка и обучение искусственной нейронной сети (ИНС) для описания формы и размеров суставного диска ВНЧС на статических изображениях при ультразвуковой диагностике. Всего было проведено 300 ультразвуковых исследований ВНЧС, которую выполняли на высокоразрешающем оборудовании Philips HD 11XE (США) с линейным датчиком 12 МГц. Для построения ИНС была использована компьютерная программа ViSurgery (Россия). Были получены следующие размеры суставного диска: ширина переднего утолщения — 2,09±0,69 мм, заднего утолщения — 1,6±0,55 мм, средней части — 1,98±0,69 мм, что не противоречит данным литературы. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования ИНС для анализа ультрасонограмм ВНЧС и измерения его размеров с высокой точностью (0,4—0,5 мм). To date, the «gold standard» for diagnosing internal disorders of the temporomandibular joint (TMJ) is magnetic resonance imaging, but ultrasonography allows to accurately assess the presence of anterior displacement of the articular disc, as well as takes less time, requires less expensive equipment. The aim of this work was to develop and train an artificial neural network (ANN) to describe the shape and size of the TMJ articular disc on static images during ultrasonography. . A total of 300 TMJ ultrasounds were performed. The TMJ ultrasound was performed on high-resolution equipment Philips HD 11XE (USA) using a 12 MHz linear transducer. The ViSurgery computer program (Russia) was used to construct the ANN. . Following dimensions of the articular disk were obtained: width of the anterior thickening — 2.09±0.69 mm, posterior thickening — 1.6±0.55 mm, middle part — 1.98±0.69 mm, which does not contradict the literature data. . The obtained results indicate that it is possible to use ANN for visualization of the articular disc of TMJ on ultrasonograms and to measure its size with an average accuracy of 0.4—0.5 mm.