HKU:n tutkijat kehittävät älykästä hammaskruunujen valmistusta generatiivisella tekoälyllä

Hongkong: Tutkijat University of Hong Kong (HKU) ovat kehittäneet uuden menetelmän älykkään hammaskruunun valmistukseen käyttämällä generatiivista tekoälyä (AI). 

Tohtori James Tsoin tiimi teki yhteistyötä tekniikan tiedekunnan tietojenkäsittelytieteen laitoksen kollegoiden kanssa kehittääkseen 3D-syväoppimisalgoritmin tarkkojen, henkilökohtaisten hammaskruunujen tuottamiseksi, jotka jäljittelevät luonnollisten hampaiden morfologiaa ja materiaalivaatimuksia. Heidän tutkimuksensa tulokset julkaistiin vuonna Hammashoitomateriaalit artikkelissa nimeltä "3D-DCGANin suunnitteleman hammaskruunun morfologia ja mekaaninen suorituskyky".

3D-DCGANin käyttö hammaskruunujen suunnitteluun

Tutkimuksessa käytettiin tekoälymenetelmää nimeltä 3D-Deep Convolutional Generative Adversarial Network (3D-DCGAN) suunniteltaessa hammaskruunu. Tekoälyllä suunniteltuja kruunuja verrattiin luonnollisiin hampaisiin ja kahteen muuhun tavanomaiseen kruunun suunnittelumenetelmien CAD-menetelmään. 

Tulokset paljastivat, että generatiivisilla tekoälyllä suunnitelluilla kruunuilla oli pienin 3D-ero, lähin kulmakulma ja samanlaiset puristuskontaktit verrattuna luonnollisiin hampaisiin. Biomekaaninen elementtianalyysi paljasti myös, että litiumsilikaattia käyttämällä tekoälyn suunnittelema kruunu voi päästä hyvin lähelle luonnollisten hampaiden odotettua käyttöikää.

"Monet tekoälylähestymistavat suunnittelevat samannäköisiä tuotteita, mutta uskon, että tämä on ensimmäinen projekti, joka toiminnallistaa datapohjaisen tekoälyn todelliseksi hammaslääketieteelliseksi sovellukseksi. Toivomme, että tämä älykäs valmistustekniikka on ponnahduslauta teollisuus 4.0:n ajamiseen hammaslääketieteessä, joka on elintärkeää ikääntyvän yhteiskunnan ja hammaslääketieteen henkilöstön puutteen haasteisiin vastaamiseksi Hongkongissa”, tohtori Tsoi sanoi.

Hammaslääketieteen työnkulkujen tehostaminen

Tällä hetkellä tietokoneavusteisen suunnittelun ja valmistuksen (CAD/CAM) digitaalinen työnkulku on parantanut hammaslääketieteen merkittävästi, mutta siinä on edelleen haasteita.

 Prosessi on suunnittelusta hammasproteesien valmistukseen työvaltainen, aikaa vievä ja aiheuttaa terveys- ja ympäristöhaittoja 3D-tulostus- ja jyrsintäprosessien aikana. Ohjelmisto käyttää "hammaskirjastoa", joka sisältää ennalta määritettyjä kruunumalleja auttamaan proteesien luomisessa, mutta käyttäjä tarvitsee vielä lisäsäätöjä yksilöllisten olosuhteiden täyttämiseksi.

Tutkijat toivovat, että tästä uudesta älykkäästä valmistustekniikasta voi tulla tehokkaampi ja tarkempi vaihtoehto perinteiselle menetelmälle räätälöityjen hammaskruunujen luomisessa. 

Tutkimusta tukivat Yleinen tutkimusrahasto (GRF), Innovaatio- ja teknologiarahasto Manner-Hongkongin yhteinen rahoitusjärjestelmä (ITF-MHKJFS) ja Terveyden ja lääketieteen tutkimusrahasto (HMRF). Kliiniset tutkimukset tämän generatiivisen tekoälyn käytöstä hammaskruunuissa ovat käynnissä. Tiimi tutkii myös tämän työkalun soveltuvuutta muihin hammasproteesiin, kuten siltoihin ja proteeseihin.

Napauta tätä lukea koko artikkeli: 3D-DCGANin suunnitteleman hammaskruunun morfologia ja mekaaninen suorituskyky.