A kutatók generatív mesterséges intelligenciát használnak a valósághű fogkoronák tervezéséhez

A CAD/CAM-technológia nagymértékben javította a fogpótlások termelékenységét, de a koronák tervezésénél még mindig vannak hátrányai. A Hong Kong-i Egyetem Fogorvostudományi Karának kutatói mesterséges intelligencia (AI) tanulási módszerrel létrehoztak egy nagy pontosságú, személyre szabott fogkorona-tervezésre alkalmas algoritmust, amellyel a természetes fogak morfológiájához és biomechanikájához hasonló koronák készíthetők.

A kutatók szerint a CAD/CAM-munkafolyamat jelentősen javította a fogászati ellátást, de még mindig munkaigényes és időigényes, különösen azért, mert minden egyes páciensre testreszabásra van szükség, annak ellenére, hogy a CAD-szoftverek fogkönyvtárat használnak a protézistervek létrehozásához, és a 3D-nyomtatási és marási folyamatok során egészségügyi és környezeti veszélyeket generálnak. A CAD/CAM-felújítások gyakran szükségesek a marginális hibás illeszkedés miatt, és a tervezés befolyásolhatja a biomechanikai teljesítményt és ezáltal a korona élettartamát. Ezért olyan koronatervezési eszközre van szükség, amely kezeli ezeket a problémákat.

A tanulmányban a kutatók az algoritmust 600, az alsó állkapocs második premolárisáról és a szomszédos és antagonista fogakról készült digitális modellsorozaton képezték ki, majd további 12 adatsoron tesztelték, hogy 12 koronát generáljanak. Ezután összehasonlították a természetes második premolárisokat az algoritmusuk által, a CEREC szoftver segítségével és egy technikus által egy CAD-programmal készített tervekkel. Megvizsgálták a 3D hasonlóság morfológiai paramétereit, a csúcsszöget, valamint az okkluzális érintkezési pontok számát és területét. A lítium-diszilikátból számítógépen megvalósított terveket fiziológiás okkluzális erőn alapuló biomechanikai fáradásszimulációknak is alávetették.

„A betanítási folyamat során az algoritmus megtanulta a természetes fogak morfológiai jellemzőit, így képes a természetes fogakhoz hasonló fogkoronákat tervezni – mind morfológiailag, mind funkcionálisan” – mondta el sajtóközleményében a vezető szerző, Dr. Hao Ding, az egyetem alkalmazott szájsebészeti és közösségi fogászati ellátás területén dolgozó munkatársa.

A generatív mesterséges intelligencia által tervezett koronák a természetes fogakhoz képest a legalacsonyabb 3D eltéréssel, a legközelebbi csúcsszöggel és hasonló okkluzális kontaktusokkal rendelkeztek. Lítium-szilikátban az AI által tervezett koronák várható élettartamát a természetes fogakéhoz hasonlónak találták. A kutatók szerint a fogkoronák tervezésének másik két módszere túl nagy vagy túl vékony koronákat eredményezett, amelyek nem érték el a természetes fogakéval megegyező élettartamot.

„Ez azt mutatja, hogy [az algoritmus] felhasználható olyan személyre szabott fogkoronák nagy pontosságú tervezésére, amelyek nemcsak a természetes fogak morfológiáját és biomechanikáját utánozzák, hanem további emberi finomhangolás nélkül is működnek, így a gyártási folyamat során további költségeket takarítanak meg” – tette hozzá Dr. James Tsoi vezető kutató, az egyetem docense.

„Sok mesterséges intelligencia-megközelítés „hasonmás” terméket tervez, de úgy vélem, ez az első olyan projekt, amely az adatvezérelt mesterséges intelligenciát valódi fogászati alkalmazásban funkcionalizálja. Reméljük, hogy ez az intelligens gyártási technológia lesz az ugródeszka az Ipar 4.0 megvalósításához a fogászatban, ami létfontosságú az elöregedő társadalom és a hongkongi fogorvosi munkaerőhiány kihívásainak kezeléséhez” – jelentette ki Dr. Tsoi.

A generatív mesterséges intelligencia fogászati koronákhoz történő felhasználásának klinikai kísérletei folyamatban vannak. Emellett a kutatók azon dolgoznak, hogy az eszköz alkalmazhatóságát más fogpótlásokra, például részleges és teljes fogsorokra is kiterjesszék.

A „Morphology and mechanical performance of dental crown designed by 3D-DCGAN” című tanulmányt a Dental Materials című folyóirat 2023. márciusi számában tették közzé online.

Forrás: https://www.dental-tribune.com/news/researchers-use-generative-artificial-intelligence-to-design-realistic-dental-crowns/