Оценка жевательной эффективности с помощью искусственного интеллекта

Обоснование: искусственный интеллект — система, основанная на машинном обучении нейросети. Его структура напоминает нервную ткань, в ней присутствуют «нейроны» — математические коды. Нейросеть имеет три уровня: входной слой (информация поступает в систему), скрытый слой (идёт анализ многомерных данных), выходной уровень (система выдаёт заключение). В современных нейронных сетях используется «перцептрон» — тот же нейрон, но состоящий из большого количества взаимосвязанных входных и скрытых слоёв, благодаря чему система способна к самообучению и анализу нелинейных данных, обобщению и обработке неполной информации, в том числе используя метод проекции на латентные структуры.

Цель: создание программы на основе анализа многомерных данных для определения жевательной эффективности на этапах протезирования.

Методы: на кафедре ортопедической стоматологии и ортодонтии в 2016 году была создана и апробирована программа для определения жевательной эффективности на основе анализа цифровых окклюзиограмм, получаемых путём сканирования отпечатков зубов на пластинке воска. Результаты обрабатываются математическими методами анализа многомерных данных с использованием метода проекции на латентные структуры (PLS-2), позволяющего оценить взаимосвязь величины жевательной эффективности с характеристиками площади и яркости областей, соответствующих окклюзионным контактам. Программа проводит сравнение результатов измерения с эталонными окклюзиограммами в базе и выдаёт заключение. В ходе испытаний были получены статистически значимые результаты эффективности работы программы в сравнении с традиционными жевательными пробами. В связи с актуальностью внедрения искусственного интеллекта в ортопедическое лечение было принято решение усовершенствовать методы обучения программы для обновления имеющегося массива эталонных данных. Начиная с 2019 года к ранее полученным данным были добавлены 24 окклюзиограммы с дефектами зубных рядов от 9 до 12 зубов. На основе расширенной базы данных программа при анализе окклюзиограммы нового пациента позволяет учитывать ранее полученные с помощью жевательной пробы В.Н. Трезубова степени изменения эффективности жевания при различных дефектах зубных рядов, а также сопоставлять эталонные и минимально достигаемые значения жевательной эффективности. Верификация алгоритма программы проводилась исследователями с применением классической жевательной пробы В.Н. Трезубова. В качестве единицы измерения жевательной эффективности выступает процентный показатель.

Результаты: найденные сочетания параметров цифрового алгоритма оценки жевательной эффективности позволяли добиться повышения его точности в пределах 4–6% по отношению к традиционным жевательным пробам И.С. Рубинова и О.М. Ряховского.

Заключение: цифровой алгоритм оценки жевательной эффективности позволяет быстро и точно оценивать её без применения аналоговых трудоёмких проб.