Разработка биомехаников Пермского Политеха спрогнозирует изменения лица после введения ботокса
Ученые Пермского Политеха создают программный комплекс, который спрогнозирует, как изменится лицо после введения ботокса. Сегодня ботокс применяют в различных целях, в частности, для коррекции лица. Разработка определит оптимальный для конкретного пациента объем вещества, который нужно использовать врачу. В частности, это позволит предотвратить чрезмерное расслабление мышц при коррекции их тонуса и потерю чувствительности тканей при изменении формы губ. По словам ученых, у технологии пока нет мировых аналогов.
"Уникальность и вместе с тем недостаток ботокса состоит в том, что он расслабляет мышцы. При этом ткани, которые окружают мышцы, после введения могут частично потерять чувствительность. Кроме того, снижается способность совершать движения нижней челюстью. Чтобы врачи могли рассчитать оптимальный объем ботокса, мы создаем программный комплекс. Благодаря разработке пациент увидит свое лицо до проведения манипуляций, а также сможет понять, как будут двигаться мышцы", – рассказывает доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Владислав Никитин.
Программа сможет предоставить медицинским работникам рекомендации о том, какой объем ботулотоксина можно ввести в область губ, чтобы они не потеряли способности изменять форму в процессе изменения мимики. Для этого врачу необходимо загрузить три фотографии области губ пациента с немного приоткрытым ртом: одну спереди и две сбоку: слева и справа. Далее он должен выбрать места и предполагаемый объем введения ботокса, а программа в режиме реального времени перестроит форму губ на экране монитора. Разработка также позволит предсказать, как изменится лицо при стоматологическом лечении – например, форма улыбки или овала лица. При этом врачу нужно будет загружать фотографии всей головы пациента, когда губы максимально расслаблены, и при достаточно широкой улыбке. Пациент сможет выбрать наиболее предпочтительный вариант, а медицинский специалист наиболее эффективно скорректирует прикус и определит тонус мышц.
По словам ученых, определение усилий в мышцах позволит рассчитать необходимый объем ботокса таким образом, чтобы он действовал на них, но не стал избыточным. Сейчас биомеханики Пермского Политеха уже создали модель расслабления мышцы под действием ботулотоксина. Изменение ее длины влечет за собой изменение размера. "Если мышца является поверхностной, то коррекция ее формы и тонуса меняет форму лица", - поясняет Владислав Никитин.
Предполагается, что программный комплекс будет показывать изменение лица с учетом возраста. Кроме того, для прогнозирования врачебных вмешательств ученые также создают трехмерную модель головы с выделением областей: костей, мышц, связок и других областей. Это поможет комплексно подходить к прогнозированию результатов до проведения оперативных вмешательств.
"В нашей программе сочетаются математический аппарат и нейросетевые технологии. Для обучения мы использовали около 70 фотографий, в дальнейшем база изображений будет пополняться, а медики смогут вносить дополнительную информацию о месте введения ботокса и ее количестве. Это позволит улучшить точность результатов программы", – отмечает Владислав Никитин.
