Исследователи из Пермского Политеха разработали программное обеспечение, которое сможет анализировать состояние лица человека. На основе фотографий и индивидуальных данных программное обеспечение отследит изменения контура лица и формы отдельных его частей, а также рельефа кожи. Программа «FrontArt» оценит симметричность лица, выявив стоматологические и лицевые нарушения. Данные смогут использовать в работе сотрудники скорой медицинской помощи при диагностике острых нарушений мозгового кровообращения (инсультов) или черепно-мозговых травм, а также стоматологи, хирурги и косметологи. Технологию могут применять как медики, так и сами пациенты. Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Ученые уже получили свидетельство о государственной регистрации программы. Проект реализован в рамках Стратегии научно-технологического развития РФ, которая включает переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения.
По словам разработчиков, сейчас наблюдается тренд на цифровизацию клинической практики и развитие телемедицинских консультаций. Программный продукт с помощью смартфона позволит пользователю оценить изменение формы губ, носа, щек и скул, контура лица, рельефа век, а также результаты устранения несовершенств кожи.
— Для анализа человеку необходимо сделать снимки лица на камеру смартфона. Далее программное обеспечение с помощью технологии фотограмметрии строит 3D-модель лица в виртуальной среде и определяет реперные точки на поверхности. На основании разработанных нами математических алгоритмов оно рассчитывает параметры лица: конституцию, гармоничность, симметричность, выраженность изменений кожи. По результатам оценки человек получает клиническое заключение. Его можно использовать в неврологии для выявления асимметрии лица при остром нарушении мозгового кровообращения. Программа также будет актуальна в косметологии для диагностики возрастных и гравитационных изменений, а также в ортопедической стоматологии для определения эстетических нарушений прикуса, — поясняет руководитель проекта, ассистент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского Политеха, директор компании «Йорд Тех» Иван Шитоев.
В частности, остро возникшая асимметрия лица может быть сигналом как о поражении лицевого нерва, так и о развитии острого нарушения мозгового кровообращения в бассейне одной из внутренних сонных артерий или черепно-мозговой травме. В этом случае необходимо проводить срочную дифференциальную диагностику неотложных поражений центральной нервной системы. Программа позволит сотрудникам скорой медицинской помощи проводить диагностику на начальном этапе, в условиях дефицита времени.
В отличие от аналогов, разработка ученых Пермского Политеха предназначена для массового потребителя. Для этого нужно установить приложение на смартфон.
— Уникальность разработки состоит в том, что впервые будет реализовано программное обеспечение для фотограмметрической трехмерной оценки параметров лица, которое использует клинические алгоритмы оценки нарушений. Эту технологию ранее не применяли для живых объектов. Продукт сможет стать полноценным модульным диагностическим инструментом, — рассказывает молодой исследователь.
Программа включает созданный учеными алгоритм регистрации опорных расчетных точек лица с фиксированным положением, который основан на расположении костных структур. Кроме того, продукт использует рельефные и цветовые характеристики трехмерного объекта, в отличие от аналогов, оценивающих параметры «плоского» снимка. Программа также не требует для внедрения дополнительных технических устройств. Сейчас прототип ПО проходит тестирование в реальных условиях.
Для справки
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.