Istraživači koriste generativnu veštačku inteligenciju za dizajniranje realističnih zubnih krunica

Iveta Ramonaite, Dental Tribune International

pet. 2 jun 2023

Podeli

Sačuvaj

HONG KONG: CAD/CAM tehnologija je značajno poboljšala produktivnost izrade zubnih proteza, ali i dalje ima svoje nedostatke kada je u pitanju dizajn krunica. Koristeći metod učenja veštačke inteligencije (AI), istraživači sa Stomatološkog fakulteta Univerziteta u Hong Kongu kreirali su algoritam za personalizovani dizajn zubnih krunica visoke preciznostikoji bi se koristio za proizvodnju krunica koje liče na morfologiju i biomehaniku prirodnih zuba.

Prema istraživačima, CAD/CAM radni tok je značajno poboljšao stomatologiju, ali je i dalje radno intenzivan i dugotrajan, posebno zbog potrebe za prilagođavanjem za svakog pacijenta, uprkos tome što CAD softver koristi biblioteku zuba za pomoć u generisanju protetskog dizajna i stvara opasnosti po zdravlje i životnu sredinu tokom procesa 3D štampanja i mlevenja. CAD/CAM prepravke su često neophodne zbog marginalnih neslaganja, a dizajn može uticati na biomehaničke performanse, a samim tim i na vek trajanja krunice zbog trošenja. Iz tog razloga, potrebno je osmisliti program koji će biti alat za dizajn krunice koji će se baviti rešavanjem ovih problema.

Glavni autor istraživanja dr Hao Ding. (Fotografija: Univerzitet u Hong Kongu)

U ovoj naučnoj studiji, istraživači su obučili algoritam na 600 setova digitalnih odlivaka mandibularnih drugih premolara i njihovih susednih i antagonističkih zuba i testirali ga na dodatnih 12 setova podataka da bi se dobilo 12 krunica. Zatim su uporedili prirodne druge premolare sa dizajnom koji je kreirao njihov algoritam, koristeći CEREC softver i tehničara koji koristi CAD program. Oni su posmatrali morfološke parametre 3D sličnosti, ugao kvržice i broj i površinu okluzalnih kontaktnih tačaka. Takođe su podvrgli dizajne realizovane na računaru u litijum disilikatu biomehaničkim simulacijama trošenja na osnovu fiziološke okluzalne sile.

„Tokom procesa obuke, algoritam je naučio morfološke karakteristike prirodnih zuba, tako da može da dizajnira zubne krunice uporedive sa prirodnim zubom – i morfološki i funkcionalno“, navodi se u saopštenju za javnost  vodeći autor dr Hao Ding, postdoktorski saradnik iz primenjenih oralnih nauka i zajednice stomatološke zaštite na Univerzitetu.

Generativne AI dizajnirane krunice imale su najmanje 3D neslaganje, najbliži ugao kvržice i slične okluzalne kontakte u poređenju sa prirodnim zubima. Utvrđeno je da u litijum silikatu krunice dizajnirane od veštačke inteligencije imaju očekivani životni vek sličan životnom veku prirodnih zuba. Prema istraživačima, druge dve metode dizajniranja zubnih krunica proizvele su krune koje su bile ili prevelike ili suviše tanke i nisu uspele da dostignu isti životni vek kao prirodni zubi.

„Ovo pokazuje da [algoritam] može da se koristi za dizajniranje personalizovanih zubnih krunica sa visokom preciznošću koje ne samo da mogu da oponašaju i morfologiju i biomehaniku prirodnih zuba, već i da rade bez ikakvog dodatnog finog podešavanja od strane čoveka, čime mogu da se uštede dodatni troškovi ulaganja u proizvodni proces“, dodao je viši istraživač dr Džejms Tsoi, vanredni profesor nauke o zubnim materijalima na Univerzitetu.

„Mnogi pristupi veštačkoj inteligenciji dizajniraju „sličan“ proizvod, ali verujem da je ovo prvi projekat koji funkcionalizuje AI zasnovanu na podacima u pravu stomatološku aplikaciju“ dr Džejms Tsoi, Univerzitet u Hong Kongu

„Mnogi pristupi veštačkoj inteligenciji dizajniraju „sličan“ proizvod, ali verujem da je ovo prvi projekat koji funkcionalizuje AI zasnovanu na podacima u pravu stomatološku aplikaciju. Nadamo se da će ova pametna proizvodna tehnologija biti odskočna daska za pokretanje industrije 4.0 u stomatologiji, koja je od vitalnog značaja za suočavanje sa izazovima starenja društva i nedostatka stomatološkog osoblja u Hong Kongu“, rekao je dr Tsoi.

U toku su klinička ispitivanja za korišćenje generativne AI za zubne krunice. Pored toga, istraživači rade na proširenju primenljivosti alata na druge zubne nadoknade, kao što su delimične i totalne proteze.

Ovo istraživanje pod nazivom “Morphology and mechanical performance of dental crown designed by 3D-DCGAN” objavljeno je u onlajn izdanju časopisa Dental Materials u martu 2023.godine.