Искусственный интеллект и машинное обучение в стоматологии
- Что такое искусственный интеллект и машинное обучение
- Зачем стоматологам ИИ
- Как еще можно использовать ИИ в стоматологии
- Проблемы внедрения ИИ
Искусственный интеллект (ИИ) — технология, позволяющая роботам выполнять работу, которая еще пару десятков лет назад считалась прерогативой человека. Автоматизация вошла в нашу жизнь так прочно, что порой мы даже не замечаем, как взаимодействуем с машинами. Проложить маршрут на картах Яндекса, забронировать время для тренировки на сайте фитнес-клуба, узнать комфортный размер финансовой подушки в приложении банка — вот несколько примеров, как роботизированные алгоритмы работают на бытовом уровне. Однако возможности ИИ гораздо шире. Применительно к области стоматологии искусственный интеллект помогает добиться более точной диагностики заболеваний и усовершенствовать методы лечения пациентов. Рассказываем, что нужно знать стоматологу об ИИ и машинном обучении.
Что такое искусственный интеллект и машинное обучение
Основным компонентом технологии искусственного интеллекта является нейронная сеть. Ее устройство имитирует когнитивные способности человеческого мозга, функционируя как система обработки данных. На ранних этапах ИИ для решения каждой конкретной проблемы приходилось настраивать программу вручную. Сегодня в медицине и других областях используется ветвь ИИ, называемая машинным обучением.
Машинное обучение подразумевает, что ИИ учится выполнять задачи без априорных знаний или правил. Вместо этого система выявляет закономерности в примерах из большого набора данных, корректируя настраиваемые параметры для получения правильного ответа. В результате алгоритм идентифицирует шаблоны, которые впоследствии можно применить к новым задачам.
Этот прием аналогичен тому, как взрослый показывает ребенку фотографий кошек, чтобы тот научился узнавать животное среди других изображений. Примером обучаемого искусственного интеллекта может служить CNN — сверточная нейронная сеть. Именно такие системы чаще всего применяются в стоматологии.
Зачем стоматологам ИИ
Во-первых, системы искусственного интеллекта могут использоваться для своевременного лечения такого распространенного заболевания, как кариес. Как правило, последний диагностируется во время визуального или рентгенологического осмотра. Однако если кариозный процесс развивается не на жевательных поверхностях, а между зубами (т. н. контактный кариес), обнаружить его гораздо сложнее. Часто пациенты обращаются к врачу слишком поздно, когда на зубе уже появляются трещины. Это значительно усложняет лечение — вместо пломбы приходится устанавливать коронку, либо вовсе удалять больной зуб, заменяя его имплантатом. Между тем исследования показывают: ИИ не просто умеет выявлять контактный кариес на ранних стадиях — он способен делать это гораздо быстрее человека.
Во-вторых, технологии искусственного интеллекта могут использоваться для модернизации медицинского оборудования. Одна из последних инноваций в этом направлении — стоматологическое кресло с голосовым управлением. Указанная модель работает на процессоре Arduino, который преобразует голосовые команды в программный код, запуская движение кресла. Для передачи данных используется технология Bluetooth. Некоторые разработчики заявляют, что скоро стоматологам уже не понадобятся ассистенты; ведь кресло, оснащенное «руками» и датчиками, отслеживающими основные жизненные показатели, вполне способно заменить нескольких помощников.
Наконец, одно из самых «творческих» применений ИИ находится в области биопечати. Это технология создания объемных 3D-моделей на клеточной основе. Благодаря ей можно воспроизводить живые ткани или даже целые органы в последовательных тонких слоях клеток. В стоматологии биопечать используется для реконструкции тканей полости рта.
поставить на поток работу с пациентами
Как еще можно использовать ИИ в стоматологии
В стоматологическом образовании
Область систем обучения на основе ИИ значительно продвинулась вперед с момента своего появления в 1980-х годах. Сегодня искусственный интеллект часто используется, чтобы «проиграть» сценарии, имитирующие клиническую работу, и свести к минимуму опасности, связанные с обучением на реальных пациентах. Различные исследования показали: с помощью автоматизированных систем студенты усваивают материал гораздо быстрее, поскольку интерактивный процесс создает качественные условия обучения.
Для управления пациентами
Виртуальные ассистенты на основе искусственного интеллекта могут выполнять сразу несколько задач одновременно. И при этом — с большей точностью и меньшим количеством ошибок. Например, чат-бот в программе для стоматологической клиники умеет осуществлять следующие операции:
- запись пациентов на прием;
- отправка напоминаний о визите;
- передача рекомендаций врача;
- рассылка приглашений на профосмотр;
- сбор отзывов пациентов.
Кроме того, с помощью виртуальных помощников можно выполнять и другие задачи. Например, автоматически создавать наряд-заказы для поставщиков. Это дает возможность сократить нагрузку на персонал, чтобы уделить больше времени уходу за пациентами.
В диагностике, лечении и прогнозе заболеваний
Искусственный интеллект может применяться для диагностики заболеваний полости рта и выявления изменений слизистой, включая новообразования. Обычно стоматологи диагностируют подобные заболевания, наблюдая за морфологией окрашенных образцов на предметных стеклах под микроскопом. Однако из всех биопсий, только 20% оказываются злокачественными. По этой причине для долгосрочного прогноза все чаще используются автоматизированные системы.
ИИ способен правильно идентифицировать генетическую предрасположенность к раку, подмечая малейшие изменения на рентгенологических снимках (на уровне одного пикселя). При сравнении компьютерных результатов с результатами биопсии было обнаружено, что точность алгоритма ИИ составляет 83%, а время диагностики равняется 38 секундам.
В стоматологической радиологии
Искусственный интеллект также продемонстрировал многообещающую способность обнаруживать различные анатомические структуры. Например, маркировать зубы по периапикальным рентгенограммам. При идентификации зубов уровень точности ИИ составяет 95,8–99,45%, что равносильно работе клинических клинических экспертов (99,98%).
В челюстно-лицевой хирургии
Роботизированные ассистенты, копирующие движения человеческого тела — наиболее распространенный случай применения ИИ в челюстно-лицевой хирургии. Установка имплантата, удаление опухолей, биопсия и хирургия височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) — вот далеко не полный список примеров операций, успешно проведенных роботами. Сравнительный анализ результатов работы искусственного интеллекта и человека демонстрирует значительно более высокую точность по сравнению с процедурами, выполненными хирургами вручную. Во время исследований сообщалось о меньшем времени операции и более безопасных манипуляциях вокруг деликатных структур тканей.
В ортопедической стоматологии
Применение искусственного интеллекта в ортопедии пока ограничивается созданием дизайна реставрированных зубов. Для 3D-моделирования зубочелюстной системы существует специальная программа CAD/CAM. Ее задача — воссоздавать физические объекты, занимаясь оцифровкой проектных работ в коммерческих продуктах наподобие CEREC или Sirona. Программу также можно использовать для подбора цвета или прогнозирования отслоения композитных полимерных коронок.
В ортодонтии
Планирование ортодонтического лечения обычно зависит от опыта стоматологов. Однако для диагностики и цефалометрического анализа необходимо учитывать множество переменных, поэтому определить план лечения, а уж тем более предсказать его результат, бывает нелегко. ИИ — идеальный инструмент для решения подобных задач. Благодаря алгоритмам искусственного интеллекта на боковых цефалограммах можно четко увидеть влияние скелетные модели и анатомические ориентиры.
Кроме того, для более точной диагностики можно применять анализ рентгенограмм и изображений, сделанных внутриротовыми сканерами. Алгоритмы ИИ помогут напечатать элайнеры и определить, под каким давлением и как следует перемещать зубы.
Проблемы внедрения ИИ
Внедрение решений в области искусственного интеллекта и машинного обучения для стоматологических клиник связано с определенными трудностями. Главная из них — стоимость автоматизированных систем на основе ИИ. Не все медучреждения могут позволить себе подобные траты. В зависимости от особенностей программы, ее цена может достигать нескольких сотен тысяч рублей.
Кроме того, точность и надежность систем искусственного интеллекта вызывает определенное беспокойство. Хотя автоматизированные системы становятся все более сложными, они по-прежнему совершают ошибки и склонны к предвзятости. Качество прогнозов, выполняемых ИИ, в значительной степени зависит от маркировки сведений, используемых при «обучении» программы. Плохо размеченные данные могут привести к плохим результатам.
Наконец, для правильной настройки систем ИИ требуется время. Несмотря на обнадеживающие результаты моделей искусственного интеллекта, нужно проверять надежность информации, полученной от вновь зачисленных пациентов из других стоматологических учреждений. Также необходимо обеспечить конфиденциальность и соблюдение технических протоколов безопасности, гарантируя клиентам сохранность персональных данных.
Хотя в последнее время много говорят о том, как ИИ изменит стоматологию, он вряд ли сможет когда-нибудь заменить практикующих врачей. Стоматология, выполняемая машинами без участия человека, не представляет собой полноценную клиническую помощь. Машины не обладают так называемой «клинической интуицией» или эмпатией, которые определяют степень доверия к врачу. Самый увлекательный аспект человеческого общения крайне сложно перевести на компьютерный язык.
всегда под рукой
Практикующие стоматологи могут использовать искусственный интеллект в качестве дополнительного инструмента для снижения нагрузки, повышения точности диагностики и прогнозов заболеваний. При этом крайне важно обеспечить контролируемую интеграцию ИИ, чтобы принимать обоснованные решения в ходе лечения. Если вы не знаете, как внедрить автоматизированные системы в свой бизнес, начните с подключения CRM. Оставьте заявку на подключение 1С:Медицина. Стоматологическая клиника, и наши менеджеры свяжутся с вами для бесплатной консультации!
