Российские ученые первыми в мире разрабатывают миниатюрный волоконно-оптический сканер для определения размеров и конфигурации нёба. Прорывная разработка поможет в ранней диагностике заболеваний челюстно-лицевой области и подборе необходимого лечения. Авторы уже подали заявку на регистрацию изобретения. Над проектом работают специалисты подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ) совместно с коллегами из Кубани.
Для борьбы с заболеваниями челюстно-лицевой области ученые впервые предложили устройство, которое определяет размеры и конфигурацию нёба пациента. Сканер позволяет создать цифровую модель, по которой на 3D-принтере можно напечатать персонализированный встраиваемый элемент для волоконно-оптического микросенсора давления языка на нёбо. Такой датчик предполагается размещать в ротовой полости пациента (в том числе и ребенка) на короткое время. А по давлению языка на воспринимающий элемент будет оцениваться та или иная патология, например, несращение верхней губы и нёба. На прототип этого датчика учеными получен патент на изобретение.
«При челюстно-лицевых патологиях сила давления языка меняется, по его измерению можно будет диагностировать заболевания челюстно-лицевой области, подбирать и корректировать лечение», — рассказывает участник проекта, магистрант кафедры приборостроения ПГУ Татьяна Паршикова.
Волоконно-оптический датчик и волоконно-оптический сканер абсолютно безопасны для пациента, так как в их конструкции отсутствуют электрические элементы, размещаемые в зоне измерения. Кроме того, использование таких устройств значительно повысит точность медицинской диагностики челюстно-лицевой области.
«Погрешность большинства медицинских измерений достигает 30%, в первую очередь это касается измерения морфометрических и параметрических параметров челюстно-лицевой области. А значения некоторых параметров, характеризующих ту или иную патологию, до сих пор неизвестны или весьма приблизительны. В полной мере это можно отнести к значениям давления языка на нёбо. Усложняющими факторами, затрудняющими измерения давления языка на нёбо, являются возраст и пол пациента, также не существует точной градации, какое давление языка на небо должно быть у здорового и больного человека», — рассказала научный руководитель, доктор технических наук, профессор кафедры приборостроения ПГУ Татьяна Мурашкина.
Для решения этой проблемы ученые планируют собирать базу данных, где будут отражены результаты измерения давления языка на нёбо разных категорий пациентов. В дополнение к базе искусственный интеллект будет определять отклонение от нормы и указывать на патологию. Это позволит исключить врачебные ошибки при диагностировании заболевания, а также сделает лечение своевременным, правильным и комфортным.
Работа над проектом ведется при грантовой поддержке Российского научного фонда и администрации Краснодарского края. Научный коллектив ПГУ приступил к разработке чертежей конструкции волоконно-оптического сканера и изготовлению микросенсора давления языка на нёбо, а также созданию комплексного подхода по определению морфометрических показателей челюстно-лицевых патологий с помощью волоконно-оптических средств измерений. После сборки приборы будут переданы кубанским ученым, которые проведут их апробацию на пациентах. Исследователи планируют подать еще несколько заявок на изобретение и полезную модель по теме проекта.