ИИ разрабатывает индивидуальные протезы глаз, напечатанные на 3D-принтере

Глазные протезы, разработанные с помощью искусственного интеллекта и напечатанные на 3D-принтере, требуют от специалистов на 80 процентов меньше времени по сравнению с традиционными методами производства, что потенциально позволит получить пользу гораздо большему числу людей. Небольшое исследование также показало, что этот подход в большинстве случаев приводит к созданию хорошо подогнанного протеза.

В Великобритании, например, около 1 из 1000 человек носит глазные протезы, поэтому для снятия слепков глазницы требуются высококвалифицированные окулисты. Многие люди с такими протезами также имеют орбитальный имплантат, который заменяет утраченный объем глаз и создает поверхность, к которой можно повторно прикрепить мышцы, обеспечивая естественное движение глаз. Поверх этого располагаются протезы, обеспечивающие естественный вид.

Стандартный процесс изготовления протеза занимает около 8 часов, но теперь Иоганн Рейнхард из Института исследований компьютерной графики Фраунгофера в Дармштадте (Германия) и его коллеги разработали метод, который автоматически проектирует и печатает на 3D-принтере имплантат, который будет соответствовать глазнице владельца и эстетически соответствовать любому оставшемуся глазу.

«Удобнее делать оптическое сканирование, чем заливать слепок из альгината [материала для изготовления форм] в вашу глазницу, особенно детям – кажется, сложно заставить их выдержать эту процедуру», — говорит Рейнхард. 

В новом процессе оптический когерентный томографический сканер использует свет для создания 3D-модели отсутствующего глаза человека, поэтому задняя часть протеза может быть спроектирована так, чтобы обеспечить плотное прилегание. Также делается цветное изображение оставшегося глаза для обеспечения эстетического соответствия.

Данные передаются в модель искусственного интеллекта, которая затем создает дизайн, который печатается на 3D-принтере с помощью машины, которая может работать с разрешением 18 миллиардов капель на кубический сантиметр.

После того, как протез напечатан, его может отполировать и отрегулировать до идеального состояния окулист-человек, и эта работа занимает всего 20 процентов времени существующего процесса.

В исследовании с участием 10 человек в офтальмологической больнице Мурфилдс в Лондоне только двум людям эти протезы не подошли должным образом. Ни у одного из них не было орбитального имплантата, что, по словам Рейнхарда, является проблематичным для сканера и разработчика ИИ.

Команда надеется, что этот процесс можно усовершенствовать, чтобы радикально снизить затраты, необходимые для создания убедительных протезов, и сделать их доступными большему количеству людей. Но Рейнхард говорит, что маловероятно, что будущие протезы вообще будут производиться без участия людей-экспертов.

«Мы рассматриваем это как инструмент для окулистов», — говорит он. «Так что это не то, что предназначено для замены окулистов, а новый процесс, который они могут использовать, и мы думаем, что он обеспечивает лучший результат с точки зрения внешнего вида».