Възможно е намаляване на рентгеновите лъчи
Медицина 31.01.2019 lz
В бъдеще, нов математически модел на черепа може да помогне за извършване на медицински прегледи на главата с малко или дори напълно без рентгенови лъчи и по този начин значително да намали облъчването на пациентите.
Професор доктор. Улрих Шванеке, ръководител на изследователската група за компютърна визия и смесена реалност в университета RheinMain | © RheinMain University
Същият модел може да се използва и за реконструкция на лице от череп. Следователно това би могло да помогне и за решаване на наказателни дела. Изследователи от Клъстера за върхови постижения на технологията за когнитивно взаимодействие (CITEC) от университета в Билефелд, университета RheinMain и университета Йоханес Гутенберг в Майнц вече са публикували този модел.
Много деца и юноши носят скоби за определен период от време, тъй като имат неправилно подредена челюст. За да се адаптират брекетите към съответната челюст, са необходими обширни изследвания. Това включва и изследвания с рентгенови лъчи, при които обикновено се записва цялата челюст.
Колкото е възможно по-малко лъчение
Днешните рентгенови апарати са по-модерни от преди и могат да се използват целенасочено. „Независимо от това, дозата от рентгеновите лъчи се увеличава всяка година след година от 90-те години насам, така че всички мерки за радиационна защита трябва да бъдат приветствани. Особено децата и юношите, с тяхната несъразмерно повишена чувствителност към радиация, трябва да бъдат изложени на възможно най-малко лъчение “, казва проф. Д-р. Ралф Шулце от Клиниката по орална и лицево-челюстна хирургия към Университетския медицински център в Майнц. Той ръководи работна група в фокуса на изследването BiomaTiCS - Биоматериали, тъкани и клетки в науката към Университета Йоханес Гутенберг, Майнц (JGU), която се занимава с взаимодействието на тъканите и клетките с екзогенни материали и повърхности.
Актуална публикация на Катедрата по неврорадиология и Поликлиниката по ортодонтия в Университетската болница в Хайделберг показва нови възможности за планиране на ортодонтско лечение с помощта на ЯМР.
Максимум един рентген плюс сканиране на лице
Освен това той изследва в съвместния проект Kephalos в Университета за приложни науки RheinMain, ръководен от проф. Улрих Шванек, ръководител на изследователската група за компютърна визия и смесена реалност. Допълнителни партньори по проекта са проф. Д-р Елмар Шьомер от Института по компютърни науки към Университета Йоханес Гутенберг в Майнц и проф. Д-р Марио Ботш, ръководител на изследователската група „Компютърна графика и обработка на геометрията“ от Клъстера за върхови постижения на CITEC в Университета в Билефелд.
Целта на проекта е да се разработи метод, който позволява да се изчисли формата на лицевия череп на базата на максимум един рентгенов лъч заедно с лицево сканиране. Това може значително да намали дозата на облъчване при някои изследвания. „Проектът показа, че е възможно да се изчисли черепът само с помощта на сканиране на лице. Първоначално не очаквахме това “, казва Шванек.
Колкото повече данни, толкова по-фин е моделът
Представеният метод се основава на статистически модели, които описват вариациите в лицата, лицевите черепи и дебелината на кожата на лицето. За да получат моделите, изследователите анализираха триизмерни изображения на около 40 черепа и 80 лица, повечето от които дойдоха от Медицинския център на Университета в Майнц.
От това учените разработиха своите модели, които се основават на редица точки за измерване, които са свързани с триъгълници и покриват лице или череп като мрежа с триъгълни мрежи. Точното положение на ъгловите точки на тези триъгълници е различно за всяко лице или всеки череп. Разработените статистически модели сега кодират статистическото разпределение на ъгловите точки за анализираните изображения на черепа или лицето. „Колкото повече данни имаме, толкова по-точен е моделът“, обяснява Ботш.
Моделът може да бъде приложен в две посоки
Какво е толкова специалното в модела? Може да се използва в две посоки. „Първата ни цел беше да изчислим черепа на човек въз основа на формата на лицето му“, казва Шванек. Този метод е публикуван миналия септември в семинара на Eurographics за визуални изчисления за биология и медицина. Но работи и обратното: изследователите могат да реконструират как би могло да изглежда едно лице, ако имаше череп. „Това е интересно за криминалистиката например или за антропологията.“
След това с модела може да се изчисли триизмерната форма на лице. Това обаче изглежда съвсем различно, в зависимост от това дали човекът е много слаб или с наднормено тегло. „Ето защо създаваме различни варианти“, обяснява Яша Ахенбах, която работи по проекта като докторант в Билефелд. Кожата на черепа всъщност изглежда сравнително тънка и прилепва плътно. Следователно може да се предположи, че може лесно да се направи извод на черепа от лицето. „Но това не е толкова лесно“, казва проф. Д-р. Botsch. Една от причините за това е, че дебелината на кожата варира значително: в зависимост от това колко е дебела или тънка в отделните области, черепът отдолу може да изглежда много различно. Но точно това отчитат сега статистическите модели.
По-малко рентгеново лъчение по време на ортодонтско лечение
„Предполагам, че въз основа на тези модели можем например да намалим броя на рентгеновите изследвания за ортодонтско лечение“, казва проф. Д-р. Лебедов ъгъл. Това очакват Томас Гицен и Робърт Брилка от Университета за приложни науки RheinMain. Работите като докторант в проекта Kephalos. „За нашето изчисление е необходимо само сканиране на повърхността на лицето. Това може да бъде подкрепено и от един рентгенов лъч отстрани “, казва Томас Гицен.
Проектът Kephalos се финансира от Федералното министерство на образованието и научните изследвания. (idw, червено)