Искусственный интеллект может помочь выпрямить зубы 13-03-2024 Новый инструмент, разрабатываемый Университетом Копенгагена и компанией 3Shape, поможет ортодонтам правильно устанавливать брекеты на зубы. Используя искусственный интеллект и виртуальных пациентов, инструмент предсказывает, как будут двигаться зубы, чтобы гарантировать, что брекеты не будут не слишком свободными, не слишком тугими.
Многие из нас помнят ощущение, когда наши брекеты регулярно поправляют и подтягивают заново в кабинете ортодонта.
Ортодонты используют знания, полученные в результате их образования и опыта, для выполнения своей работы, но без возможностей, которые может предоставить компьютер для прогнозирования конечных результатов.
Новый инструмент, разработанный в сотрудничестве между кафедрой компьютерных наук Копенгагенского Университета и компанией 3Shape, позволяет моделировать, как должны подходить брекеты, чтобы получить наилучший результат без лишних неудобств.
Инструмент был разработан с помощью отсканированных изображений зубов и костных структур челюстей человека, которые затем использует искусственный интеллект для прогнозирования того, как следует сконструировать наборы брекетов, чтобы наилучшим образом выпрямить зубы пациента.
"Наше моделирование позволяет ортодонту понять, где брекеты должны, а где не должны оказывать давление для выпрямления зубов".
Неудивительно, что бывает трудно точно предсказать, как брекеты будут перемещать зубы, потому что зубы продолжают слегка смещаться на протяжении всей жизни человека. И эти движения сильно отличаются у разных людей.
В качестве альтернативы классическим брекетам завоевало популярность новое поколение прозрачных брекетов, известных как элайнеры. Элайнеры представляют собой слепок зубов из прозрачного пластика, который пациенты надевают на свои зубы.
Пациенты должны носить элайнеры не менее 22 часов в сутки, и каждые две недели их необходимо менять на новые, более плотные комплекты. Поскольку элайнеры изготавливаются из пластика, зубы человека также изменяют контуры самого элайнера, что также учитывается в новом инструменте.
Исследователи создали компьютерную модель, которая создает точное 3D-моделирование челюсти отдельного пациента и которую стоматологи и технические специалисты могут использовать для планирования наилучшего возможного лечения.
Чтобы создать эти модели, исследователи нанесли на карту наборы человеческих зубов, используя детальную компьютерную томографию зубов и небольших тонких структур между челюстной костью и зубами, известных как периодонтальные связки — разновидность богатой волокнами соединительной ткани, которая прочно удерживает зубы в челюсти.
Этот тип точной цифровой имитации называется цифровым двойником — и в этом контексте исследователи создали базу данных "цифровых стоматологических пациентов".
Область исследований, в которой используются цифровые двойники, является относительно новой, и на данный момент база данных виртуальных пациентов профессора Кенни Эрлебена, возглавляющего исследовательскую секцию IMAGE на факультете компьютерных наук Калифорнийского Университета, является мировым лидером. Однако база данных должна стать еще больше, если мы хотим, чтобы цифровые двойники действительно прижились и принесли пользу сектору здравоохранения и обществу.
"Больше данных позволит нам моделировать методы лечения и адаптировать медицинские устройства таким образом, чтобы более точно ориентироваться на пациентов из всех групп населения", - говорит профессор Эрлебен.
Кроме того, инструмент должен устранить различные нормативные препятствия, прежде чем он будет внедрен для ортодонтов. Это то, что исследователи надеются увидеть в обозримом будущем.