Οι ερευνητές του HKU αναπτύσσουν την κατασκευή Smart Dental Crown με Generative AI

Χονγκ Κονγκ: Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ (HKU) ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για την έξυπνη κατασκευή οδοντικής στεφάνης χρησιμοποιώντας γενετική τεχνητή νοημοσύνη (AI). 

Η ομάδα του Δρ Τζέιμς Τσόι συνεργάστηκε με συναδέλφους του Τμήματος Επιστήμης Υπολογιστών της Σχολής Μηχανικών για να αναπτύξει έναν τρισδιάστατο αλγόριθμο βαθιάς μάθησης για την παραγωγή ακριβών, εξατομικευμένων οδοντικών στεφάνων που μιμούνται τη μορφολογία και τις απαιτήσεις υλικού των φυσικών δοντιών. Τα αποτελέσματα της έρευνάς τους δημοσιεύτηκαν στο Οδοντιατρικά υλικά σε άρθρο με τίτλο «Μορφολογία και μηχανική απόδοση οδοντικής στεφάνης σχεδιασμένη από την 3D-DCGAN".

Χρησιμοποιώντας το 3D-DCGAN για το σχεδιασμό οδοντικών στεφάνων

Η μελέτη χρησιμοποίησε μια μέθοδο AI ​​που ονομάζεται 3D-Deep Convolutional Generative Adversarial Network (3D-DCGAN) για να σχεδιάσει μια οδοντική στεφάνη. Οι στεφάνες που σχεδιάστηκαν με AI συγκρίθηκαν με φυσικά δόντια και με δύο άλλες συμβατικές μεθόδους CAD μεθόδων σχεδιασμού στεφάνης. 

Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι οι στεφάνες που σχεδιάστηκαν με τεχνητή νοημοσύνη είχαν τη χαμηλότερη τρισδιάστατη απόκλιση, την πλησιέστερη γωνία ακμής και παρόμοιες μασητικές επαφές σε σύγκριση με τα φυσικά δόντια. Η εμβιομηχανική ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων αποκάλυψε επίσης ότι με τη χρήση πυριτικού λιθίου, η στεφάνη που έχει σχεδιαστεί με AI μπορεί να πλησιάσει πολύ κοντά στην επίτευξη της αναμενόμενης διάρκειας ζωής των φυσικών δοντιών.

«Πολλές προσεγγίσεις τεχνητής νοημοσύνης σχεδιάζουν ένα προϊόν «όμοιο», αλλά πιστεύω ότι αυτό είναι το πρώτο έργο που θέτει σε λειτουργία την τεχνητή νοημοσύνη που βασίζεται σε δεδομένα σε πραγματική οδοντιατρική εφαρμογή. Ελπίζουμε ότι αυτή η έξυπνη τεχνολογία κατασκευής θα αποτελέσει το σκαλοπάτι για την προώθηση του Industry 4.0 στην οδοντιατρική, το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την αντιμετώπιση των προκλήσεων της γήρανσης της κοινωνίας και της έλλειψης οδοντιατρικού προσωπικού στο Χονγκ Κονγκ», δήλωσε ο Δρ Τσόι.

Βελτίωση της αποτελεσματικότητας των οδοντιατρικών ροών εργασίας

Επί του παρόντος, η ψηφιακή ροή εργασιών σχεδίασης και κατασκευής με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD/CAM) έχει βελτιώσει σημαντικά την οδοντιατρική, αλλά εξακολουθεί να έχει τις προκλήσεις της.

 Από το σχεδιασμό έως την κατασκευή των οδοντικών προθέσεων, η διαδικασία είναι εντατική, χρονοβόρα και δημιουργεί κινδύνους για την υγεία και το περιβάλλον κατά τη διάρκεια των διαδικασιών τρισδιάστατης εκτύπωσης και φρεζαρίσματος. Το λογισμικό χρησιμοποιεί μια «βιβλιοθήκη δοντιών» που περιέχει προκαθορισμένα πρότυπα στεφάνης για να βοηθήσει στη δημιουργία προσθετικών σχεδίων, αλλά απαιτούνται περαιτέρω προσαρμογές από τον χειριστή για να ανταποκριθεί στις μεμονωμένες συνθήκες.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτή η νέα έξυπνη τεχνική κατασκευής μπορεί να γίνει μια πιο αποτελεσματική και ακριβής εναλλακτική λύση στην παραδοσιακή μέθοδο δημιουργίας προσαρμοσμένων οδοντικών στεφάνων. 

Η μελέτη υποστηρίχθηκε από το Γενικό Ταμείο Ερευνών (GRF), το Πρόγραμμα Κοινής Χρηματοδότησης Ταμείου Καινοτομίας και Τεχνολογίας Ηπειρωτικής χώρας-Χονγκ Κονγκ (ITF-MHKJFS), και το Ταμείο Υγείας και Ιατρικής Έρευνας (HMRF). Κλινικές δοκιμές για τη χρήση αυτής της γενετικής τεχνητής νοημοσύνης για οδοντικές στεφάνες βρίσκονται σε εξέλιξη. Η ομάδα εργάζεται επίσης για τη δυνατότητα εφαρμογής αυτού του εργαλείου σε άλλες οδοντικές προθέσεις, όπως γέφυρες και οδοντοστοιχίες.

Πατήστε εδώ για να διαβάσετε ολόκληρο το άρθρο: Μορφολογία και μηχανική απόδοση οδοντικής στεφάνης σχεδιασμένη από την 3D-DCGAN.