Программный комплекс ученых Пермского Политеха спрогнозирует изменение лица и шеи при коррекции прикуса

В мире около 90 % людей страдает от неправильного прикуса, а 40 % требуется ортодонтическое лечение. Одной из его причин может стать бруксизм – неврологическое заболевание, при котором из-за скрежетания зубами происходит их стирание.

Прикус может влиять на форму шейного отдела позвоночника и весь опорно-двигательный аппарат и сопровождаться болью у пациентов. Для решения этой проблемы медики используют ботокс для снижения тонуса мышц. Ученые Пермского Политеха разрабатывают программный комплекс, который спрогнозирует, как изменится форма лица после введения вещества. Технология позволит врачам заранее рассчитать необходимое количество ботокса.

– Для коррекции прикуса в современной медицине применяют ботокс. На наш взгляд, перед такими процедурами важно прогнозировать, насколько вещество поможет расслабить мышцы и как изменится их форма. Наша технология позволит до проведения медицинских вмешательств определить форму лица пациента после изменения прикуса. Программный комплекс даст рекомендации врачам по оптимальному объему препарата для стоматологического лечения, – рассказывает доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Владислав Никитин.

Медицинскому специалисту необходимо будет загрузить в программный комплекс фотографии лица пациента спереди и сбоку, слева и справа. Врач также размещает снимки МРТ в программу по анализу томограмм, чтобы выделить необходимые области мышц и костей. Далее разработка биомехаников Пермского Политеха анализирует их размеры и расположение, чтобы определить силы мышц. Затем программа корректирует взаимное положение челюстей, которое влияет на форму лица. Это поможет пациентам увидеть будущую улыбку до медицинского вмешательства.

По данным ученых, сейчас в мире нет аналогичных программ, которые прогнозируют изменение длины мышц при введении ботулотоксина и его влияние на форму лица.

– Неправильный прикус в большинстве случаев может приводить к изменению формы шейного отдела позвоночника, что вызывает болевые ощущения у пациентов. Это связано с изменением сил в мышцах и шейных позвонках. Прикус влияет на изменение взаимного положения челюстей. Верхняя челюсть связана с черепом, а он, в свою очередь, – с первым шейным позвонком. Боль может возникнуть из-за перенапряжения мышц или чрезмерного давления на нервы, которые расположены рядом с шейными позвонками, – поясняет Владислав Никитин.

Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха также создают программное решение. Оно поможет оценить, как изменение прикуса влияет на силы в мышцах шеи. Анализировать эти процессы врачи смогут на основе результатов магнитно-резонансной томографии головы и шейного отдела.

С помощью математического аппарата, на основе которого ученые создают программу, можно определить напряжение всех мышц после предполагаемой коррекции. Кроме того, разработка поможет выяснить, перегружены ли диск височно-нижнечелюстного сустава, зубы, периодонт и костная ткань. Комплексный подход позволит помочь новым пациентам, а также снизить число повторных обращений.

Обе программы будут учитывать возраст пациентов, состояние мышц лица и шеи, костной ткани челюстей и шейных позвонков. Для более подробного анализа и профилактики проблем после лечения исследователи разрабатывают трехмерную модель головы с выделением областей: костей, мышц, связок и других областей. По словам ученых, в дальнейшем планируется объединить программы для прогнозирования изменения лица при исправлении прикуса и для коррекции внешности в один комплекс.