Приложение ученых Пермского Политеха поможет в лечении зубов / ©Getty images
Технологии, применяемые в стоматологии, не стоят на месте. Все чаще врачи прибегают к использованию различных программ, чтобы правильно выбрать метод лечения, материалы для установления пломб и реставрации зубов. Также их использование позволяет накопить базу знаний результатов применения используемых тактик, что дает возможность выявлять определенные закономерности в практике врачей, в том числе и скрытые. Но действующие приложения требуют больших вычислительных ресурсов и, соответственно, много времени на обработку данных. Ученые Пермского Политеха разработали первую в России информационно-аналитическую систему для более удобного проведения стоматологических исследований за счет автоматизации рутинных процессов.
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Статья с результатами исследования опубликована в журнале Materials. При проведении широкомасштабного исследования новых методов и материалов для лечения клиновидных дефектов зубов, врачи учитывают множество различных параметров: размеры дефекта, вариант реставрации, вид материала, уровень нагрузки и схемы приложения нагрузки зуба, находящегося на противоположной стороне. На практике стоматологи сталкиваются с рядом проблем, например, с необходимостью проведения вычислительных экспериментов на доклиническом этапе исследования с помощью программы ANSYS Mechanical, что дает понять, выдержит ли пломба определенную нагрузку или нет.
Но данный процесс требует значительных вычислительных ресурсов и специальных знаний в области биомеханики. Для оптимизации работы врачей-стоматологов, разработчики из ПНИПУ создали систему, которая позволит быстро и качественно проводить анализ результатов по оценке прочности пломб и других реставрационных работ.
«Выбор метода лечения является одним из основных этапов работы стоматологов. От этого зависит здоровье людей. Поэтому очень важно иметь программу, которая на основе уже реализованных тактик сможет подсказать, какой метод или восстанавливающий материал лучше всего выбрать. Мы создали информационно-аналитическую систему, которая гораздо быстрее и удобнее обрабатывает и визуализирует весь массив данных вычислительных экспериментов, проведённых ранее», – старший преподаватель кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха Ляйсан Сахабутдинова.
В основе созданной программы лежит информация для обработки и визуализации результатов вычислительных экспериментов, полученных в ANSYS Mechanical APDL. Сначала она выгружает полученные исходники в виде текстовых файлов со смешанной информацией, в которых содержатся сведения о распределении напряжений и деформаций в зубе, а также предыдущих реставрациях с изображениями их расположения. По мнению ученых, этот этап является самым сложным, так как приложению необходимо игнорировать побочную информацию, которая только увеличивает время обработки.
Для записи в базу данных необходимых значений разработчиками реализован алгоритм, который сначала отыскивает название нужного столбца, а затем записывает из него результаты. Интерфейс пользователя создан с помощью библиотеки PyQt5 для языка программирования Python 3. Виджет для отображения включает две вкладки, с помощью которых пользователь производит сравнение и анализ данных. Система автоматически обращается к базе и формирует массив информации на основе выбранных пользователем параметров, таких как номер материала или необходимая величина нагрузки, а затем визуализирует его в виде диаграмм.
Система пользовательского интерфейса, разработанная учеными Пермского Политеха, позволяет в автоматизированном режиме проводить обработку и визуализацию результатов вычислительных экспериментов, например, по оценке качества пломб и других реставрационных работ. Это позволит стоматологам гораздо быстрее и эффективнее выбирать материалы и методы лечения клиновидных дефектов зубов для каждого пациента индивидуально. Программу разработчики планируют представить на одной из медицинских конференций, где её смогут посмотреть и опробовать врачи.