В Пермском Политехе создали smart-челюсть для студентов-стоматологов

Работа выполнена при финан­совой поддержке Пермского научно-образовательного центра «Рациональное недропользование», а также в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Статья с результатами исследования опубликована в Российском стоматологическом журнале.

По мнению разработчиков, наиболее сложной для понимания и освоения темой для студентов-стоматологов является эндодонтиче­ское лечение зубов, то есть обработка корневых каналов, что связано с практически полным отсутствием визуализации рабочего поля внутри зубца и необходимостью осуществления манипуляций с основой на тактильных ощущениях. Одним из способов решения данной проблемы является использование специальных smart-зубов, встроенных в smart-челюсть.

«Мануальные умения отрабатываются продолжитель­ным и многократным препарированием фантомных зу­бов. В данном контексте использование smart-челюсти со smart-зубами обеспечивает наглядность и реалистичность, присущие клиническим этапам, особенно в части диагностических навыков. Благо­даря реализованной обратной связи по обработке зуба, появляется возможность проводить дифференциальную диагностику между различными патологическими состо­яниями твердых тканей на основании определения специфических симптомов или вовсе их отсутствия», — говорит заведующий кафедрой «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, доктор технических наук, Александр Южаков.

Smart-челюсть представляет собой имитатор ниж­ней челюсти человека с интегрированными сенсорными элементами, а также электронный блок — управляющий контроллер для обработки данных. Сам механизм состоит из жест­кого полимерного основания, мягкой накладки — ими­татора десны и набора съемных зубов. В smart-челюсть и зубы встроено множество датчиков, что позволяет использовать мультисенсорный подход для увеличения точности измерений (введение регистраторов внешнего давления, тем­пературного воздействия, глубины погружения инструмен­та при препарировании и так далее).

«Для реализации функции зонального отслежива­ния давления основание челюсти механически разде­лено на четыре чувствительные рабочие зоны. В них расположены датчики давления, реагирующие на степень относительного из­гиба чувствительной области относительно неподвижной не­сущей платформы. С технической точки зрения они представляют собой массив тонкопленочных керамических SMD-резисторов, установленных с верхней и нижней стороны.

Определение текущей температуры зуба выполняется с использованием специально разработанного термопар­ного датчика. Определение угла наклона, поворота и мгновен­ных ускорений выполняется с использованием спе­циализированного сенсора IMU 9250 (гироскоп, аксе­лерометр, магнетометр). Обработанные данные передаются потребителям с помощью HTTP-сервера с ис­пользованием протокола обмена данными, основанного на спецификации JSON», — рассказывает доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук Игорь Безукладников.

Ученые ПНИПУ уже внедрили свою разработку в антропоморфного робота-симулятора Promobot-Ct, который был ими создан для подготовки вра­чей-стоматологов в Пермском государственном медицин­ском университете имени академика Е.А. Вагнера. Это поможет студентам-стоматологам, а также уже действующим врачам максимально реалистично изучать и отрабатывать самые тяжелые случаи, которые могут встретиться с реальным пациентом.

ПНИПУ

624 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше