Еще вчера мы удивлялись, как искусственный интеллект пишет тексты и рисует картины. Сегодня он уже повсюду, незаметно проникая в самые неожиданные сферы нашей жизни. И вот теперь, кажется, пришло время улыбнуться будущему: нейросети добрались до стоматологии, обещая перевернуть представление о лечении зубов. 

От сканирования челюсти до создания идеального протеза — ИИ готов оптимизировать весь процесс, делая его быстрее, точнее и комфортнее. И что самое удивительное, в этой гонке за инновациями, где мировые гиганты бьются за первенство, неожиданно заявила о себе Чеченская Республика.

Здесь, на базе Грозненского государственного нефтяного технического университета имени академика М. Д. Миллионщикова, группа талантливых инженеров-разработчиков реализует идею центра стоматологической имплантации «Берс». Казалось бы, нефтяной вуз и стоматология — сочетание неожиданное, но именно этот междисциплинарный подход может стать ключом к успеху.

Каждый зуб отрисовываем сами

Центр высоких технологий «Хайпарк ГГНТУ» открыли в феврале 2019 года. За семь лет он не только успел прославиться необычными стартапами, но и стал настоящей кузницей кадров, где студенческие идеи превращаются в реальные технологические решения, помогающие людям справляться с психологическими барьерами и развивать цифровую медицину в регионе. 

Именно сюда в июне текущего года был приглашен министр финансов России Антон Силуанов для знакомства с научной и образовательной инфраструктурой вуза. Помимо доклада о проведенных в вузе преобразованиях, вниманию министра были предложены ключевые стартап-проекты, в числе которых фигурировала разработка интеллектуальной системы для применения в стоматологии.

«Этот проект реализуется в партнерстве со стоматологическим центром «Берс» и направлен на оптимизацию моделирования зубных протезов, — объяснил в беседе с журналистом ИА «Чечня Сегодня» директор парка Мансур Арсанукаев. — В ходе исследования выяснилось, что значительная часть времени специалистов уходит на рутинную работу по 3D-моделированию после сканирования ротовой полости пациента. Инженеры-ортодонты вынуждены вручную визуализировать и позиционировать элементы имплантации, что при высоких объемах работы становится серьезным препятствием для эффективности. Обучение нейросети позволит автоматизировать процесс проектирования, что обеспечит кратное ускорение работы и минимизацию человеческого фактора при планировании стоматологических манипуляций».

Когда к разработчикам обратилось руководство «Берса» с вопросом о возможности создания инновационного инструментария, выяснилось, что рынок испытывает острый дефицит подобных технологий. Мировые гиганты, такие как создатели Exocad (программное обеспечение для цифровой стоматологии, разработанное немецкой компанией exocad GmbH, - прим. авт.) и 3Shape (датская компания, которая с 2000-х годов разрабатывает решения для цифровой стоматологии, - прим. авт.), работают над аналогичными задачами, но их продукты остаются недоступными для российского рынка. В ответ на этот вызов чеченский центр стоматологической имплантации совместно с партнером и запустил собственный проект.

«Есть уже первые результаты, — утверждает Арсанукаев. — На текущий момент реализована базовая генерация зубов с помощью ИИ, который контролирует их корректное позиционирование. Хотя до этапа прямой печати мостов и коронок требуется дополнительная оптимизация точности, проект уже позволил сформировать уникальные датасеты (dataset — это структурированный набор данных, подготовленный для анализа, обучения моделей машинного обучения, проверки гипотез или принятия решений, — прим. авт.). Эти наработки имеют серьезный коммерческий потенциал, так как научное сообщество нуждается в качественных данных. В отличие от синтетических аналогов, которые не учитывают индивидуальные особенности строения челюсти и прикуса, новые наборы данных позволяют обучать нейронные сети на более точных и реалистичных примерах».

Разработка продукта ведется по двум параллельным векторам. Первый предполагает техническую работу программистов над инструментарием для разметки, второй — кропотливую ручную обработку сканов челюсти, где каждый зуб должен быть отделен от соседних. 

«В настоящий момент эта задача решается силами штата из 15 сотрудников, которые в ручном режиме формируют обучающий датасет для нейронной сети. То есть это студенты, вручную отрисовывающие каждый зуб, — пояснил директор «Хайпарка ГГНТУ». — Постоянная загрузка размеченных данных в систему позволяет нейросети прогрессировать в точности с каждым днем. В настоящее время среднее время ручной обработки составляет 10–12 часов, однако мы уже добились двукратного ускорения процесса. Стратегическая цель проекта — сократить время подготовки данных до 30 минут, что обеспечит ортодонтам возможность оперативного оказания услуг, вплоть до установки конструкций в день проведения сканирования».

Университет и компания выступают равноправными правообладателями технологий, разработанных в ходе совместной деятельности. Договорные обязательства с «Берс» устанавливают строгий порядок распоряжения правами: передача разработок третьим лицам возможна при достижении общего согласия сторон.

«В случае успешной регистрации патента технология станет уникальным решением, применимым в любой стоматологической клинике мира, что подтверждает отсутствие аналогичных разработок в других странах», — отмечает Мансур Арсанукаев.

Даже если проиграем, останется опыт

С момента основания в 2016 году клиника «Берс» делает ставку на развитие собственной материально-технической базы и профессионализм команды. Учреждение располагает полным циклом производства, включая зуботехническую лабораторию и фрезерный центр с поддержкой CAD/CAM-технологий.

Внедрение цифровых решений — еще одна важная составляющая работы клиники. Специалисты «Берс» активно применяют алгоритмы искусственного интеллекта в своей деятельности. Накопленный опыт в этой сфере и позволил клинике инициировать совместный проект с ГГНТУ.

«Сейчас мы активно внедряем ИИ в моделирование зубопротезных конструкций. В команде центра стоматологии «Берс» отдельно занимаются тестированием лучших мировых разработок в этой сфере, — рассказывает коммерческий директор клиники Усман Алимханов. — У нас была цель — внедрить эти технологии в стоматологию и получить новый продукт, но мы столкнулись с важной проблемой: для полноценного внедрения ИИ в стоматологию недостаточно только клинической экспертизы, нужна сильная инженерная база. Именно поэтому команда центра обратилась в Грозненский нефтяной университет, где есть исторически сложившаяся техническая школа. Специалисты вуза способны на технологические открытия и могут воплотить нашу идею в жизнь».

Эволюция производственных процессов в стоматологии прошла путь от традиционных аналоговых методов, таких как работа с гипсом и воском, до цифрового моделирования и фрезеровки на станках, которые применяются на протяжении последних двух десятилетий.

«Мы хотим, чтобы самый трудоёмкий процесс моделирования выполнял ИИ, — подчеркивает Алимханов. — Во-первых, это быстро. Во-вторых, это дешевле. И в-третьих, качественно. У каждого специалиста есть свой почерк, сильные стороны и ограничения. ИИ же способен одновременно учитывать большое количество факторов и предлагать несколько вариантов решения. Для нас это не замена врачу или зубному технику, а инструмент, который облегчает работу специалиста и повышает скорость подготовки зубопротезных конструкций».

Чеченская клиника и профильный вуз фактически вступили в мировую гонку по разработке данной технологии. Подобные исследования сегодня ведутся крупнейшими международными компаниями и научными центрами, что выводит работу местных специалистов на уровень глобальной конкуренции в этой области.

«Многие производители медицинской техники, в частности в Америке и Корее, работают над этим направлением. Раньше европейские коллеги охотно делились материалами и научными публикациями, однако сейчас информации по этой теме стало значительно меньше, — утверждает представитель клиники «Берс». — Исследования ведутся в закрытом режиме, и в ближайшее время кто-то из участников этой мировой гонки может вывести продукт на рынок. Промежуточный результат первыми уже заявили корейцы: на собственных зубах они могут моделировать до трех единиц. На доступных научных ресурсах статьи, связанные с этой темой, стали менее открытыми. Вероятно, это связано с высокой коммерческой ценностью технологии и интересами производителей».

Несмотря на высокую конкуренцию в данной сфере, команда не намерена прекращать работу. Основная мотивация участников заключается не в финансовой выгоде, а в стремлении внести значимый вклад в развитие науки. Даже в случае, если им не удастся стать первыми, полученный в ходе исследований опыт останется для них главным результатом.

«Возможно, с этой разработкой мы опоздаем и не станем первыми. Возможно, мы проиграем эту гонку, и часть усилий не даст ожидаемого результата. Есть и другой риск: на мировой рынок могут вывести продукт, с которым нам будет сложно конкурировать из-за несопоставимых объемов инвестиций. Но для нас важно, что мы вошли в эту работу на мировом уровне и получили уникальный опыт. Даже если не станем первыми, мы будем понимать, что боролись за это достижение и внесли вклад в развитие цифровой стоматологии», — заключил Усман Алимханов.

Седа Магомадова



При копировании материалов ссылка на сайт обязательна