Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Макет комплекса диагностирования функций височно-нижнечелюстного сустава
Е.А. Парамонов, А.А. Толчёнов, Д.В. Зубов
Московский государственный университет инженерной экологии,
г. Москва
В настоящее время значительная часть как взрослого так и детского населения России испытывает проблемы, связанные с неправильным прикусом и заболеваниями височно-нижнечелюстного сустава. Эти заболевания не только неприятны сами по себе, но и могут приводить к существенным структурным нарушениям: сколиозы, кифозы, смещение органов и т.д. Диагностика и лечение заболеваний височно-нижнечелюстного сустава трудоёмка, дорогостояща, что часто приводит к началу лечения уже на запущенной стадии заболеваний, поэтому является актуальной проблема создания систем ранней и массовой диагностики.
Системы регистрации движений нижней челюсти и их воспроизведения существуют с конца 19 века [1], в настоящее время такие системы производятся в США, Германии, Швейцарии, Австрии, Франции, Швеции, Бразилии, Италии, Австралии. В СССР и России такие системы никогда не выпускались.
Существующие системы основаны на использовании ультразвуковых, механических и оптических системах регистрации, обладают высокой стоимостью, большой погрешностью и рядом недостатков в практическом массовом применении, что препятствует их использованию во время диспансеризации. Например, Cadiax Compact 2 производства компании Whipmix [2] требует установки на пациента сложного магнитно–механического регистратора движений височно-нижнечелюстного сустава, обладает высокой погрешностью регистрации движений, объем выдаваемой диагностической информации ограничен, с течением времени эксплуатации происходит ухудшение качества регистрируемых параметров.
Создание отечественных комплексов для регистрации движений нижней челюсти будет стимулировать развитие научных исследований по гнатологии как для практикующих врачей, так и студентов. Достигнутый в последние годы прогресс в области цифровой видеорегистрации, передачи данных, распознавания образов и технического зрения, позволяет создать новый комплекс, обладающий рядом преимуществ: более низкая цена, чем у зарубежных аналогов, снижение механического воздействия на пациента, повышение наглядности и гибкости представления результатов исследования.
Опыт эксплуатации существующих систем регистрации движений нижней челюсти в ООО «Дентал Фокс» (под руководством кандидата медицинских наук М.М. Насырова) позволил сформулировать требования
– пациенту не должны устанавливаться тяжелые датчики, вызывающие нервно-мышечные помехи и в связи с этим искажения измерений;
– погрешность записи движения челюсти должна составлять не более 0,1 мм по каждому из 3-х пространственных измерений;
– необходима система визуализации, позволяющая наглядно наблюдать движения челюсти пациента, делать необходимые записи и структурные примечания во время обследования.
В соответствии с вышеприведёнными требованиями был создан макет комплекса диагностирования функций височно-нижнечелюстного сустава с использованием технического зрения. Макет представляет собой каркасную стойку, на которой на закреплены 4 цифровых видеокамеры направленные на голову пациента (соответственно спереди, слева, справа и сверху). Использованы камеры Basler серии Ace: cенсор Sony ICX618/Progressive Scan CCD с сетевым интерфейсом Gigabit Ethernet, обеспечивающие одновременную видеосъёмку с частотой кадров 100 кадров в секунду (каждая камера). Видеокамеры подсоединяются к коммутатору, который соединён с компьютером, осуществляющим видеообработку и хранение данных. В среде Visual Studio было создано ядро программного обеспечения для слежения за объектом в режиме реального времени, разработана модель построения трёхмерных траекторий движений, написан модуль визуализации траекторий движения с вспомогательными элементами, облегчающими диагностику. Модульная структура ПО позволяет при необходимости легко перейти на более совершенные новые камеры.
Испытания показали, что созданный макет диагностики проблем височно-нижнечелюстного сустава путём оптической регистрации движений нижней челюсти, обеспечивает проведение исследований с достаточной для стоматологической практики точностью и существенно дешевле импортных аналогов. Было обнаружено, что для комфортного проведения обследования необходима довольно мощная, но вполне доступная конфигурация рабочей станции – 4-х ядерный процессор производства корпорации Intel, 4 сетевых карты Gigabit Ethernet, высокоскоростная дисковая подсистема (желательно на основе RAID технологий) с объёмом не менее 2 TB.
Доведение макета до получения серийного кондилографа (прибора, регистрирующего динамику нижнечелюстных движений) позволит повысить качество стоматологического лечения, сократить сроки адаптации к зубным протезам, предотвратить значительное число ошибок при изготовлении зубных протезов, вызывающих необходимость их корректировки или переделки. Поскольку система базируется на открытых протоколах и сетевых технологиях, то она легко может быть встроена в медицинскую информационную систему клиники.
Список литературы
1. Насыров М.М. Основы гнатологии // Клиническая стоматология, №1-4, 2005
2. http://whipmix.com/product/cadiax-compact-2/