HKU-forskere utvikler smart tannkroneproduksjon med generativ AI

Hong Kong: Forskere fra University of Hong Kong (HKU) har utviklet en ny metode for smart tannkroneproduksjon ved bruk av generativ kunstig intelligens (AI). 

Dr James Tsois team gikk sammen med kolleger fra Fakultet for ingeniørvitenskaps avdeling for informatikk for å utvikle en 3D dyplæringsalgoritme for å produsere nøyaktige, personlige tannkroner som imiterer naturlige tenners morfologi og materialkrav. Resultatene av deres forskning ble publisert i Tannmaterialer i en artikkel med tittelen "Morfologi og mekanisk ytelse av tannkrone designet av 3D-DCGAN".

Bruke 3D-DCGAN til å designe tannkroner

Studien brukte en AI-metode kalt 3D-Deep Convolutional Generative Adversarial Network (3D-DCGAN) for å designe en tannkrone. De AI-designede kronene ble sammenlignet med naturlige tenner og med to andre konvensjonelle CAD-metoder for kronedesignmetoder. 

Resultatene avslørte at de generative AI-designede kronene hadde det laveste 3D-avviket, nærmeste cusp-vinkel og lignende okklusale kontakter sammenlignet med naturlige tenner. Biomekanisk endelige element-analyse avslørte også at ved å bruke litiumsilikat, kan den AI-designede kronen komme svært nær å oppnå forventet levetid for naturlige tenner.

"Mange AI-tilnærminger designer et "look alike"-produkt, men jeg tror dette er det første prosjektet som funksjonaliserer datadrevet AI til ekte tannbehandling. Vi håper denne smarte produksjonsteknologien vil være et springbrett for å drive industri 4.0 innen tannbehandling, som er avgjørende for å møte utfordringene med aldrende samfunn og mangel på tannlegepersonell i Hong Kong, sa Dr Tsoi.

Forbedring av effektiviteten av tannarbeidsflyter

For øyeblikket har den digitale arbeidsflyten med datastøttet design og produksjon (CAD/CAM) forbedret tannbehandlingen betydelig, men har fortsatt sine utfordringer.

 Fra design til produksjon av tannproteser er prosessen arbeidskrevende, tidkrevende og genererer helse- og miljøfarer under 3D-printing og freseprosesser. Programvaren bruker et "tannbibliotek" som inneholder forhåndsdefinerte kronemaler for å hjelpe til med å generere protesedesign, men operatøren trenger fortsatt justeringer for å møte individuelle forhold.

Forskerne håper at denne nye smarte produksjonsteknikken kan bli et mer effektivt og nøyaktig alternativ til den tradisjonelle metoden for å lage tilpassede tannkroner. 

Studien ble støttet av Generelt forskningsfond (GRF), den Innovasjons- og teknologifondet Mainland-Hong Kong Joint Funding Scheme (ITF-MHKJFS), og Helse- og medisinsk forskningsfond (HMRF). Kliniske forsøk for å bruke denne generative AI for tannkroner er i gang. Teamet jobber også med anvendeligheten av dette verktøyet i andre tannproteser som broer og proteser.

Klikk her. for å lese hele artikkelen: Morfologi og mekanisk ytelse av tannkrone designet av 3D-DCGAN.