Пермcкие ученые продолжают работу над роботом-тренажером для будущих стоматологов с применением искусственного интеллекта
Антропоморфный стоматологический симулятор – это тренажер, на котором студенты-стоматологи могут безопасно отрабатывать свои навыки в проведении основных манипуляций (лечение кариеса, обработка зуба под коронку, удаление и лечение канала). Теперь встроенная нейросеть с помощью видеокамер позволяет оценить не только количественные показатели (размеры, глубину полости для пломбы, толщину снятого слоя эмали), но и качественные, например, правильно ли выполнено сошлифовывание тканей, нет ли скосов, равномерны ли дно и стенки зуба.
Напомним, ученые Пермского государственного медицинского университета имени академика Е. А. Вагнера (ПГМУ), Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) и Российского университета медицины (РУМ, бывший Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова) занимаются разработкой антропоморфного робота-симулятора, имитирующего пациента в стоматологическом кабинете. Робот должен усовершенствовать обучение студентов-стоматологов и подготовить их к работе в реальных условиях клиники.
Симулятор оснащен сменными smart-челюстями, которые изготовлены из силиконовых и пластмассовых материалов, с несколькими видами сменных зубов. Робот подготовлен к четырем видам стоматологических процедур: лечение кариеса, каналов и корня зуба, препарирование под коронку и удаление зуба. Специально обученная нейросеть определяет глубину, ширину, ровность, однородность снятого материала и прочие признаки при сошлифовывании тканей зуба — так робот будет оценивать проводимые манипуляции и давать обратную связь.
Двухступенчатая схема распознавания анализирует фото в поисках составных объектов (отдельных зубов), вырезает, нормализует их по размерам и анализирует каждый фрагмент по отдельности для определения искомых мелких объектов (пломб, полостей и углублений).
Андрей Кокоулин, доцент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ:
— На первой ступени производится поиск области интереса, то есть первая нейросеть определяет только объекты «зуб» и «зуб с кариозной полостью. Они вырезаются и передаются на вторую ступень, где распознаются уже углубления и полости в зубах, а также их свойства. Применение нашей двухступенчатой системы до 92% увеличило точность и до 5% уменьшило количество ложноположительных срабатываний. Для каждого варианта лечения нейросеть может определить свои количественные параметры. Для «кариеса» и «канала» — размеры полости под пломбу, для «коронки» — толщину и равномерность снятого слоя по периметру и с жевательной части зуба. А также качественные показатели — правильно ли выполнено лечение, насколько ровные стенки и не сломался ли зуб при удалении. В перспективе возможно создание мобильного приложения, с помощью которого можно сфотографировать вылеченный зуб и оценить качество лечения. Также предложенный метод анализа можно использовать везде, где нужна съемка различных составных конструкций и механизмов со множеством деталей.
Разработанная учеными ПНИПУ, ПГМУ и РУМ система на основе нейросети существенно улучшает обучение студентов на стоматологическом тренажере, а также вносит большой вклад в развитие современной технологичной медицины в России.
Антропоморфный робот-стоматолог создан при финансовой поддержке Пермского научно-образовательного центра мирового уровня «Рациональное недропользование» в рамках его технологического проекта «Инновационные химические, медицинские и фармацевтические технологии».
