Sonuç
Mevcut CST verisi, aynı yerleşimdeki kontrol ile sentetik çürük benzeri malzeme kontrastının elektromanyetik olarak farklı tepki verdiğini doğruluyor. Buna karşılık konumu, diş boyutu veya açısı bilinmeyen tek bir ölçümden “kontrast var/yok” kararı veren bir sınıflandırıcı henüz doğrulanmadı.
Sızıntıyı önleyen ana testlerde tek koşu doğruluğu çoğunlukla yüzde 50 düzeyinde kaldı. Büyük 1,2 mm yarıçaplı sentetik kontrastta en yüksek sabit doğrusal sonuç yüzde 64 oldu. Küçük 0,4 mm yarıçaplı kontrastta yeni iç konum, yeni diş boyutu ve yeni açı testleri yüzde 50 doğruluk verdi. Kompleks S11, S12, S21 ve S22 verilerini birlikte kullanmak bu sonucu iyileştirmedi.
Bu bulgu “sensör kontrasta tepki vermiyor” anlamına gelmez. Aynı koşulun kontrol ve kontrast sonuçları birlikte verildiğinde, öğrenilen fark yönü bütün 58 çiftte kontrastı doğru yönde sıraladı. Sorun, mutlak ölçüm tabanının yerleşim ve geometriyle kontrasttan daha fazla değişmesi nedeniyle tek bir ortak karar eşiğinin taşınamamasıdır.
Hangi veri incelendi?
Analiz yalnız mevcut, doğrulanmış iki portlu G5 arşivlerini okudu; yeni CST çözümü başlatılmadı. “Kontrol”, dentin benzeri ana malzemeyle aynı elektriksel değerlere sahip iç bölgeyi; “kontrast” ise bağıl dielektrik sabiti 16 ve iletkenliği 0,18 S/m olarak atanmış sentetik bölgeyi ifade eder. Bunlar sağlıklı ve gerçek çürük dokusundan ölçülmüş sınıflar değildir.
| Ayrı tutulan veri ailesi | Çift | Koşu | Değişen başlıca koşul | Sentetik kontrast yarıçapı |
|---|---|---|---|---|
| Konum, hava aralığı ve PLA | 25 | 50 | x/y konumu, 0,1–1,0 mm hava aralığı ve PLA | 1,2 mm |
| İç konum ve diş boyutu | 12 | 24 | dört iç konum ve 0,9/1,0/1,1 ölçek | 0,4 mm |
| Diş açısı | 12 | 24 | −20°, −10°, +10° ve +20°; üç iç konum | 0,4 mm |
| Beslenmeyen pasif halka | 9 | 18 | üç halka biçimi ve üç iç konum | 0,4 mm |
| Toplam | 58 | 116 | Dört veri ailesi birbirine karıştırılmadı | — |
Sıfır derecelik açı kayıtları açı deneyine alınmadı. Bu eski kayıtlar PLA içerirken diğer açı kayıtları PLA içermiyordu. Karşılıklı Tx/Rx, asimetrik karşı yüz ve başka sürülen topolojiler de G5 ile tek bir cihazmış gibi birleştirilmedi. Yarım kalan v00012 denemesi yerine doğrulanmış yeni kurtarma koşusu kullanıldı.
Test nasıl yapıldı?
Her CST koşusu bir örnek kabul edildi. 4001 frekans noktası bağımsız örnek gibi sayılmadı. Spektrum, sabit 5 MHz aralıkla kompleks özelliklere dönüştürüldü. Ana bant 1–4,5 GHz, ikincil kontrol bandı 2–3,5 GHz olarak tutuldu; böylece 6 GHz sınırına yakın çözümler aranmadı.
Kontrol ve kontrast eşleri aynı test grubunda kaldı. Aynı yerleşimin yinelenen nominal çifti de eğitim ile test arasına bölünmedi. Konuma dayanıklılık sınanırken bütün bir iç konum; boyuta dayanıklılıkta bütün bir diş ölçeği; açıya dayanıklılıkta bütün bir açı eğitimden çıkarıldı.
İki sabit doğrusal yöntem kullanıldı:
- Eğitim çiftlerinin ortalama kompleks fark yönü ve yalnız eğitim verisinden bulunan ortak eşik.
- Hiperparametre araması yapılmadan, boyutsuz Gram matrisi üzerinde düzenleme katsayısı 1 olan doğrusal ridge modeli.
S11, S21 ve S22 birleşimi ile tam S matrisi ayrıca incelendi. Pasif ve karşılıklı yapılarda S12 ile S21 neredeyse aynı bilgiyi taşıdığı için S12'nin eklenmesi bağımsız bir üçüncü bakış değildir.
Tek ölçümden ikili karar
Aşağıdaki tablo ana 1–4,5 GHz bandındaki sabit ridge modelini gösterir. Duyarlılık burada yalnız sentetik kontrast koşusunu doğru bulma oranı, özgüllük ise aynı malzemeli kontrolü doğru tanıma oranı anlamındadır. Klinik duyarlılık veya özgüllük değildir.
| Veri ailesi | Eğitimde bırakılmayan grup | Yalnız kompleks S21 doğruluğu | Tam kompleks S matrisi doğruluğu | Tam S ile duyarlılık | Tam S ile özgüllük |
|---|---|---|---|---|---|
| Büyük kontrast, konum/boşluk/PLA | Aynı yerleşim koşulu | %64,0 | %62,0 | %56,0 | %68,0 |
| Küçük kontrast, konum/boyut | İç konum | %50,0 | %50,0 | %58,3 | %41,7 |
| Küçük kontrast, konum/boyut | Diş ölçeği | %50,0 | %50,0 | %58,3 | %41,7 |
| Küçük kontrast, açı | Açı | %50,0 | %50,0 | %50,0 | %50,0 |
| Küçük kontrast, açı | İç konum | %50,0 | %50,0 | %50,0 | %50,0 |
| Pasif halka | İç konum | %66,7 | %66,7 | %44,4 | %88,9 |
| Pasif halka | Halka biçimi | %55,6 | %55,6 | %44,4 | %66,7 |
Pasif halkada yüzde 66,7 doğruluk tek başına başarı sayılmamalıdır. Model, dokuz sentetik kontrastın yalnız dördünü buldu ve ağırlıklı olarak kontrol kararı verdi. Küçük örnek sayısı da bu yüzdeyi kararsız kılar.
S11, S21 ve S22 birlikte kullanıldığında büyük kontrast deneyinin doğruluğu yüzde 64 oldu; yalnız S21 de yüzde 64 verdi. Tam S matrisi yüzde 62'de kaldı. Dolayısıyla bu veri içinde ek S-parametreleri yerleşim karışıklığını çözmedi. İkincil 2–3,5 GHz bandı da düzenli bir artış sağlamadı; örneğin büyük kontrastta tam S sonucu yüzde 62'den yüzde 54'e düştü.
Eşlenmiş tepki ile tek ölçüm arasındaki fark
Ortalama kompleks fark yönü kullanıldığında ve her test çiftinin iki üyesi karşılaştırıldığında, sıfırıncı dereceden model dört veri ailesindeki 58 çiftin 58'ini doğru sıraladı. Bu, sentetik malzeme değişiminin işaretinin tutarlı olduğunu gösterir. Fakat bilinmeyen bir çekilmiş diş için aynı konumda “kontrastsız ikiz” ölçüm bulunmayacaktır. Bu nedenle eşlenmiş sıralama, tek başına çalışan Boolean cihazın performansı olarak sunulamaz.
Konum değişimini eğitim çiftlerinin orta noktalarından öğrenilen bir ve üç boyutlu alt uzayla çıkarmayı amaçlayan denemeler de yapıldı. Bazı satırlarda toplam doğruluk yüzde 66,7'ye çıksa da sentetik kontrastı bulma oranı yüzde 33,3'e düştü. Bu yöntem sorunu çözmek yerine kararları bir sınıfa yığdı.
Bilimsel anlamı
Şu anda savunulabilecek ifade şudur:
İki portlu G5, modellenen sabit geometri içinde sentetik yerel dielektrik değişimini tutarlı bir kompleks S-parametresi yönünde algılıyor; ancak mevcut veri, bilinmeyen yerleşim ve diş geometrisi altında tek ölçümden bağımsız “var/yok” ayrımını desteklemiyor.
Akademik bir ilk çalışma için en güçlü yön, sensörün eşlenmiş veya kontrollü fikstür koşulundaki malzeme duyarlılığıdır. Cihaz iddiasına geçmek için kararın yeni dişlerde ve yeni yerleşimlerde taşınması gerekir.
Önerilen sonraki kapı
Yeni büyük CST topoloji taraması başlatmak yerine, mevcut iki portlu G5 ve seçilecek tek mekanik yuva ile aşağıdaki aşamalı doğrulama daha anlamlıdır:
- Aynı kart ve boş yuva için VNA kalibrasyonu alınır; her diş en az on kez sökülüp yeniden yerleştirilir.
- Sağlam ve çürüklü çekilmiş dişler için gerçek etiket kaynağı önceden belirlenir. Tekrarlı ölçümler aynı diş kimliği altında tutulur; bir dişin tekrarları eğitim ve teste bölünmez.
- Önce tek ölçüm yerine, aynı dişin iki veya üç kontrollü bakışından oluşan bir örnek sınanır. Bu, mevcut eşlenmiş yön bilgisini uygulanabilir bir protokole dönüştürme olasılığı taşır.
- Prospektif olarak ayrılmış yeni diş grubunda hem duyarlılık hem özgüllük ayrı ayrı önceden belirlenen eşiği geçmezse üretim veya daha ayrıntılı ağ maliyeti artırılmaz.
Simülasyonla bir ara kapı istenirse, ilk yeni veri diş boyutunu ölçeklemekten daha gerçekçi bağımsız kron biçimleri ve her biçimde birkaç iç kontrast konumu içermelidir. Aynı fantomun çok sayıda küçük varyasyonu bağımsız diş sayılmaz.
Dosyalar ve sınırlar
- Analiz betiği:
research/tooth-sensor/analyze_boolean_screen.py - Görsel üretimi:
research/tooth-sensor/plot_boolean_screen.py - Makinece okunur özet:
research/tooth-sensor/analyses/20260913-boolean-screen-v1/summary.csv - Kat bazında sonuçlar:
research/tooth-sensor/analyses/20260913-boolean-screen-v1/fold-results.csv - Kullanılan çiftler ve arşiv karmaları:
research/tooth-sensor/analyses/20260913-boolean-screen-v1/manifest.json
Bütün sonuçlar analitik sentetik fantoma ve kaba global 32 ağa aittir. Uzaysal yakınsama gösterilmemiştir. Ölçüm gürültüsü, konektör hareketi, FR-4 üretim toleransı, hidrasyon dağılımı, gerçek diş anatomisi ve biyolojik çürük çeşitliliği yoktur. Bu nedenle yüzdeler klinik tanı performansı değildir.