Опасные технологии: как распознавание лица на смартфоне может привести к глобальной катастрофе
Существует огромное количество инструментов биометрической идентификации: голос, сердцебиение, походка, рисунок вен, сетчатка глаза и многие другие. Вы не задумывались, почему компания с капитализацией в $1 трлн, которая может позволить себе любой технологический каприз, из всех возможных вариантов и комбинаций выбирает. распознавание лица?
Почему именно этот способ? Ведущие производители смартфонов из Samsung и Huawei тут же подхватывают моду в новых моделях. У меня есть довольно страшная версия того, что произойдет, если эта система станет массовой для всех мобильных устройств.
Технические моменты
Если не вдаваться в технические детали, для распознавания лица на его поверхность проецируется примерно 30 000 инфракрасных точек. Полученный «портрет» за счет хитрой математики идентифицирует уникальное от природы лицо пользователя (теперь, кстати, понятно, о чем поет Земфира — «Я знаю все твои трещинки!» — про iPhone X).
В описании технологии Apple утверждает, что данные лица хранятся на устройстве и никаким спецслужбам и третьим лицам не передаются, точно так же, как отпечаток пальца всегда хранится только на устройстве и де-факто является лишь способом верификации. Например, для банковских приложений, которые при попытке совершения финансовой операции владельцем мобильного кошелька получают гарантированный ответ от смартфона «Да, это пользователь Иванов», но не видят самого отпечатка.
Сейчас информации о безопасном хранении биометрии можно верить (хотя бы потому, что никто не мог доказать обратного, обрушив акции компании). Но подвох в том, что если Apple или Google все же однажды решат эти данные кому-то передавать в одной из будущих версий своих продуктов, никто им не помешает, так как кликнув «я согласен» в политике пользователя, со своими данными вы простились раз и навсегда. Исключением из правил пока является Европа, где в мае этого года вступил в силу закон GDPR (General Data Protection Regulation), который призван жестко наказывать компании за злоупотребления приватными данными без ведома владельца. Штрафы измеряются в процентах от годового дохода компании, поэтому относятся к закону серьезно.
Точнее детектора лжи
Давайте предположим, что будущее наступило и компании активно передают третьим фирмам биометрию (разумеется, с разрешения пользователя, который снова нажмет «я согласен», не читая сути соглашения). Тут начинается самое интересное. На человеческом лице 57 мышц, некоторые из которых парные. Камера Apple имеет колоссальную плотность сенсоров и мониторит даже самые незначительные изменения мимики этих мышц в реальном времени. Безусловно, это можно и нужно делать, если ваша цель — идентифицировать человека. Тут все в порядке.
Но дело в том, что науку психологию изобрели не вчера. Те, кто смотрел сериал Lie to me, в курсе, что даже незначительные неконтролируемые микродвижения глаз, сокращения зрачков, дрожание губ и еще тысячи комбинаций микроскопических мимик можно с высокой степенью вероятности использовать для того, чтобы идентифицировать психологическое состояние человека — определить, лжет он или нет, находится в состоянии возбуждения или депрессии. Это не фантастика: сериал создан на основе работ Пола Экмана, помогающего спецслужбам в реальной жизни. Эксперт его уровня, равно как и любой опытный сотрудник ФСБ или спецагент ФБР, анализируя мимику, сможет сказать о человеке если не все, то очень многое.
Точность моделей, если верить Полу Экману, изобретателю методологии, может достигать 80%. Правда для этого требуется длительное наблюдение за испытуемым. Но индустрию контекстной рекламы устроит и куда меньшая точность: потребителей миллиарды, и необязательно точно угадывать состояние каждого из них. Мир высоких технологий, где микрофоны и мобильные камеры есть в каждом мобильном устройстве, может собрать необходимые данные, принудительно включая в нужный момент микрофон и камеры. Это исключительно вопрос желания. И юридически правильной формулировки в соглашении пользователя.
Безусловно, для создания рабочих моделей искусственного интеллекта, способных определять микроэмоции, потребуется обучение алгоритмов и довольно большая выборка «подопытных» людей. Но это вряд ли станет проблемой. Сегодня машины уже довольно точно определяют на фотографиях лица и предметы для поисковых нужд (задача, еще 10 лет казавшаяся неподъемной), поэтому такая узкая задача, как определение микроэмоций, тоже может быть решена. Причем в ближайшее время.
Думаете, разработчики об этом будут рассказывать, посылая запрос на физиономические данные вашим несведущим в технологиях маме или сестре? Мы уже столкнулись с использованием анализа пользователей соцсетей для влияния на выборы — считается, что это был один из факторов победы Дональда Трампа. Если технологии профилирования будут развиваться текущими темпами, то уже в недалеком будущем наблюдение за человеческой мимикой в динамике подскажет, в каком он состоянии: готов ли что-то покупать или надо слегка надавить, любит ли думать или работать рубанком, готов ли к риску или консерватор, проголосует за Путина или Трампа. Но главное, в каждый момент времени смартфон сможет с высокой вероятностью узнать, лжете вы или нет, отвечая на заданный на экране вопрос, или получить вашу реакцию на отображаемое изображение. Это карманный полиграф и ошейник одновременно. А значит, ожидаем морковку и кнут.
Морковка, кнут и свобода для пользователя
Морковка, собственно, уже тут — профилирование по психотипу позволит в разы поднять эффективность контекстной рекламы. Например, ваше психологическое профилирование, сопоставленное с историей поиска, покупок и другими данными, позволит выбирать уникальные формулировки рекламных объявлений, которые работают строго на вас. В приватном обсуждении коллеги из Apple и Facebook не стали развеивать мои опасения.
Сегодня распознавание лица — это идентификация без пароля, удобная и практичная функция. Все, что я описал выше, пока не случилось. Но уже через пару лет вы можете оказаться в ситуации, когда смотрите на свой аппарат, а из него, словно через окно, кто-то будет лезть в ваши мозги. От распознавания лица до контроля психологии всего один технологический шаг. Дальше наступает Оруэлл, «1984».
Разработчики смартфонов и соцсетей не единственные, кто работает в этом направлении. Мне известно минимум о трех стартапах, развивающих технологии психологического профилирования для нужд ретейла: при помощи внешних камер наблюдения и приложений программ лояльности человеческое лицо прогоняется через модели физиономического анализа, чтобы на основании вердикта машины о психотипе/состоянии человека продавцы могли действовать по заточенному под этот тип сценарию.
Мы с коллегами работаем над подходом, полностью противоположным тому, которому следует большинство современных big-data-игроков. Наша компания защищает данные пользователя так, как и положено защищать частную собственность: даже у нас нет доступа к их информации. Мы все живем в Сети, поэтому демократические принципы, такие, как право на неприкосновенность частной жизни, обязаны обеспечиваться в цифровом мире так же, как в реальном, ибо разница между ними уже неочевидна.
Александр Солженицын как-то сказал, что свобода человека определяется тем, сколько о нем не знают. Он вкусил тоталитаризма и знал, о чем говорит. Хочется эту фразу напомнить всем — и нам, и всем разработчикам планеты Земля.
Камеры следят за вами всюду. Как работает система распознавания лиц и нужно ли ее бояться
Камеры уже повсюду. Как нейронные сети следят за нами, нарушает ли это наши права и как изменится пугающая технология в будущем – в материале The Guardian.
Программа распознавания лиц – что это такое?
Сегодня технология распознавания лиц используется повсеместно. Facebook, где вас отмечают на фото с встречи одноклассников, свадьбы вашего кузена или летней вечеринки на работе. В программы Google, Microsoft, Apple и так далее встроены приложения для накопления информации.
Программа распознавания лиц используется в аэропортах, она есть в вашем телефоне – с ее помощью вы можете его разблокировать. И если вам нужно подтвердить свою личность для банковского перевода в £1,000, просто посмотрите в камеру.
Новые приложения появляются все время. Хотите знать, кто стоит за дверью? Видео-дверной звонок с программой распознавания лиц сообщит вам, если вы заранее загрузили фотографии ваших знакомых.
Многочисленные системы используются для обнаружения пропавших без вести и ловли прогульщиков, которые не приходят вовремя на работу. Рекламодатели, конечно, тоже не остаются в стороне. Благодаря программам распознавания лиц на рекламных щитах сегодня появляется тот товар, который интересен именно вам, исходя из оценки вашего пола, возраста и настроения.
Большой Брат здесь? Программа распознавания лиц – инструмент контроля?
В определенных случаях, конечно. Китай использует программу для расового профилирования. Резкую критику получила правительственная практика использования программы для отслеживания и контроля над мусульманами-уйгурами. Камеры с программой распознавания лиц отслеживают и штрафуют пешеходов, отмечают учеников при входе в школу и контролируют выражение их лиц на уроках, чтобы те не отвлекались.
В России технология также используется.
Согласно источникам, Израиль использует распознавание лиц для слежения за палестинцами на Западном берегу реки Иордан. А в Британии полиция столицы и Южного Уэльса опробовала программу распознавания лиц, чтобы находить людей среди футбольных и регбийных толп, на городских улицах, а также на памятных мероприятиях и музыкальных фестивалях. Тейлор Свифт даже использовала программу на концерте в Калифорнии, чтобы отсеять нежелательных посетителей.
В магазинах программа все чаще используется для отпугивания и поимки воров. В следующем году она дебютирует на Олимпийских играх в Токио.
Как технология распространяется?
Большую роль сыграли достижения в трех областях: большие данные (big data), глубокие сверточные нейронные сети и мощные графические процессоры.
Благодаря Instagram, Facebook, Flickr, Google и другим системам в интернете находятся миллиарды фотографий лиц людей, которые были объединены в огромные наборы данных. Они используются для обучения глубоких нейронных сетей – главной опоры современного искусственного интеллекта – для обнаружения и распознавания лиц. Рутинная вычислительная работа обычно выполняется на графических процессорах, сверхбыстрых чипах, которые предназначены для обработки графики. Но за последнее десятилетие системы распознавания лиц распространились повсюду, и данные, собранные по ним, помогли компаниям отточить свои технологии.
Как это работает?
Во-первых, компьютер должен понять, что такое лицо. Научить его можно через алгоритм, обычно глубокой нейронной сети, на примере огромного количества фотографий в различных приложениях. Каждый раз, сталкиваясь с изображением, алгоритм оценивает, где находится лицо. Сначала будет много мусора, но постепенно алгоритм улучшается и в конечном итоге овладевает искусством определения лиц. Это шаг к функции распознавания лиц.
Следующая ступень – распознавание. Обычно используется вторая нейронная сеть. Она получает серию фотографий и учится отличать одно лицо от другого. Некоторые алгоритмы непосредственно отображают лицо, измеряя расстояния между глазами, носом и ртом и так далее. Другие отображают лицо, используя более абстрактные черты. В любом случае, сеть выводит вектор для каждого лица – строку чисел, которая однозначно идентифицирует человека среди других в обучающем блоке.
Программное обеспечение работает с видеоматериалами в режиме реального времени. Компьютер сканирует кадры видео, как правило в местах скопления людей, например на входе на футбольный стадион. И сначала он обнаруживает в кадре лица, а затем выдает векторы для каждого из них. Затем векторы лица сравниваются с векторами лиц людей в розыскном списке. Все совпадения, которые проходят предварительно установленный порог, затем ранжируются и отображаются.
Это не единственный способ, который использует полиция для распознавания лиц. Если подозреваемый замечен, офицеры могут загрузить снимки преступника из базы данных и искать записи с камер видеонаблюдения, чтобы проследить путь подозреваемого до места преступления.
Насколько это точно?
Независимые тесты Национального института стандартов и технологий США (NIST) показали, что за период с 2014 до 2018 года системы распознавания лиц улучшили показатели совпадения по базе портретных фото в 20 раз. Процент сбоев снизился с 4% до 0,2% за этот период, и такое значительное увеличение точности связано с глубокими нейронными сетями. В институте заявили, что сети привели к «промышленной революции» в распознавании лиц.
Но такая отличная производительность возможна в идеальных условиях: при наличии четкого и ясного снимка неизвестного человека, который проверяется по базе данных других высококачественных фотографий. В реальном мире изображения могут быть размытыми или снятыми при плохом освещении, люди могут отвести взгляд от камеры, надеть платок или шарф, или быть намного старше, чем на фотографии на аватарке.
И согласно тестам, проведенным институтом, даже при использовании лучших алгоритмов система дает сбои при попытке различить лица близнецов.
А как насчет системных ошибок?
Проблема возникает, когда нейронные сети обучаются на различном количестве лиц из разных групп людей. Например, если система обучается на миллионе белых мужских лиц, но почти не использует лица женщин и людей с другим цветом кожи, она будет менее точна при попытке распознать последние две группы. Меньшая точность означает больше ошибочных идентификаций, и в результате большее количество людей будут ошибочно задержаны.
В прошлом году Американский союз защиты гражданских свобод (ACLU) обнаружил, что программное обеспечение от Amazon под названием Rekognition ошибочно идентифицировало 28 членов Конгресса как людей, которые ранее находились под арестом. Оно непропорционально и неправильно идентифицировало афроамериканцев и латиноамериканцев. Но в Amazon сказали, что в ACLU просто использовали неправильные настройки.
Судебные тяжбы также выявили недостатки программы распознавания лиц. Исследование Кардиффского университета в Южном Уэльсе показало, что действенность системы NEC NeoFace снизилась, когда на экране было много людей, и она хуже работала в пасмурные дни и вечером, когда светочувствительность камеры повышалась и кадры становились более «шумными».
За 55 часов работы система отметила 2 900 потенциальных совпадений, из которых 2 755 были ложными. Основываясь на показаниях системы, полиция произвела 18 арестов, но в докладе университета не говорится, были ли кому-либо предъявлены обвинения.
Уэльский суд выделил еще одну проблему при распознавании лиц: овцы. Так называют людей из списка подозреваемых, которые не имеют особых примет и похожи на многих других людей. Во время сканирования толпы на матчах по регби в Уэльсе система NeoFace 10 раз обнаружила женщину из списка подозреваемых полиции Южного Уэльса. Ни одна из них не была настоящей подозреваемой.
Кто владеет технологией?
Технологические фирмы по всему миру развивают программы распознавания лиц, но США, Россия, Китай, Япония, Израиль и Европа лидируют. В некоторых странах технология применяется с большей готовностью, чем в других.
В Китае миллионы камер подключены к программному обеспечению распознавания лиц, а Россия заявила о планах использовать для наблюдения собственные сети. В Европе, как и везде, программа распознавания лиц используется в магазинах для задержания воров и в бизнесе для мониторинга персонала и посетителей, но распознавание лиц в режиме реального времени в общественных местах пока на стадии судебных разбирательств.
В США полиция обычно использует систему распознавания лиц для идентификации подозреваемых по видеозаписям с камер наблюдения, а не для сканирования толп людей в режиме реального времени. Но все равно система используется все больше. Согласно отчету 2016 года Центра права Университета Джорджтаун, половина всех американцев находится в полицейских базах данных по распознаванию лиц, а значит, алгоритмы выбирают подозреваемых из 117 миллионов виртуальных профилей законопослушных граждан.
Что говорит об этом закон?
Почти ничего. В Великобритании нет закона, который дает полиции право использовать программу по распознаванию лиц, и никакой государственной политики по ее использованию. Это привело к тому, что комиссар по биометрии Пол Уайлс назвал ситуацию выгодной для полиции, которая сама решает, где и когда целесообразно использовать программу распознавания лиц и что делать с изображениями, которые снимают камеры.
Компания «Свобода» призвала к полному запрету использования программы в режиме реального времени в общественных местах, заявляя, что она нарушает право на частную жизнь и принуждает людей менять свое поведение. Группа подала судебный иск против полиции Южного Уэльса в связи с использованием этой технологии. Подобные же претензии выразил Эссекский университет в ходе независимого обзора использования полицией программы распознавания лиц. Было доказано, что людей ошибочно задерживали, а значит, технология используется для выслеживания людей, которые вовсе не находятся в розыске. В заключении было сказано, что распознавание лиц в режиме реального времени нарушает закон о правах человека.
Еще одна область разногласий – списки людей, находящихся в розыске. Несмотря на решение Верховного суда 2012 года, что хранение изображений невинных людей незаконно, полиция постоянно создавала базу данных из задержанных 20 миллионов человек, многие из которых так никогда и не были осуждены. Фотографии из базы данных и из социальных сетей используются для создания списков людей, находящихся в розыске, и используются в системах распознавания лиц. В частном бизнесе ситуация еще хуже – владельцы магазинов и предприятий сами решают, кто входит в секретные списки находящихся в розыске и обмениваются фотографиями с другими фирмами.
В США ситуация не намного лучше. Только в пяти штатах есть законы, которые касаются использования программы по распознаванию лиц правоохранительными органами. Путаница в законе привела к тому, что в то время, как в полиции Сиэтла и Сан-Франциско запрещено использовать программу в режиме реального времени, в офисе шерифа в округе Марикопа, штат Аризона, каждое фото и водительские права жителей Гондураса проверяются по списку подозреваемых через программу распознавания лиц.
Как насчет других биометрических данных?
Конечно, технология распознавания лиц в центре внимания, но полиция и другие организации внимательно изучают новые биометрические данные, которые идентифицируют людей, помимо отпечатков пальцев и ДНК.
Говорят, что анализы текстуры кожи компенсируют проблемы при попытке распознать частично закрытые или искаженные лица, анализируя расстояние между порами кожи. Этот метод не часто тестировался, но разработчики утверждают, что, возможно, он позволит различать близнецов.
Еще один биометрический анализ, который интересует полицию, так как он применим на расстоянии и без взаимодействия с человеком, – это анализ походки.
Алгоритмы идентифицируют людей по уникальному стилю их шага, отражая различия в анатомии, генетике, социальном происхождении, привычках и индивидуальности.
Алгоритмы идентифицируют людей по уникальному стилю их шага, отражая различия в анатомии, генетике, социальном происхождении, привычках и индивидуальности.
Есть еще распознавание вен, когда оптические сканеры составляют карту кровеносных сосудов на руке, пальце или в глазу. Считается, что сканеры трудно обмануть, так как наши вены находятся под кожей. Система PalmSecure Fujitsu использует карты вен для мониторинга сотрудников на различных предприятиях.
Идентификация голоса уже используется банками и Министерством по налогам и сборам для подтверждения личности. В отличие от распознавания речи, которое переводит звуки в слова, идентификация голоса обнаруживает уникальные акустические паттерны, созданные голосовым трактом человека и его речевыми привычками.
Что дальше?
Вполне возможно, что эта технология станет вездесущей. Американская фирма Vuzix объединилась с дубайской фирмой NNTC для производства смарт-очков для распознавания лиц. В оправу вставлена крошечная восьмимегапиксельная камера, которая сканирует лица прохожих и предупреждает владельца о любых совпадениях в базе данных из миллиона человек. В Великобритании беспроводное видеонаблюдение работает на полицейских нательных камерах, которые делают почти то же самое. В США недавно запатентована полицейская нательная камера, которая начинает запись, когда лицо подозреваемого опознано.
А между тем технические фирмы совершенствуют свои системы, чтобы работать быстрее, с большим количеством лиц и со все более сложными изображениями – сделанными при плохом освещении или если люди прикрывают лица. Ведется работа над алгоритмами, которые смогут идентифицировать людей в масках и с использованием маскировки. Чтобы сделать системы распознавания еще более эффективными, биометрия лица будет сочетаться с другими биометрическими анализами, такими как голос и походка.
Неудивительно, что гонка вооружений началась: исследователи из Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге разработали свои собственные солнцезащитные очки, чтобы обмануть систему распознавания лиц: так один испытатель в очках был идентифицирован как Мила Йовович.
Что видят роботы, когда смотрят на наши лица
Итак, вещи обретают зрение, а у зрения есть собственный разум. Сначала мне кажется, что он туповат: только что включенная система распознавания лиц LUNA не торопится войти в штатный режим и запомнить меня. Но вот наконец она рапортует, что запомнила, и просит ввести имя. Пол и возраст LUNA может определить сама. С полом легко: у меня борода, а вот возраст система завысила на пять лет – видимо, из-за той же бороды.
Теперь камера узнает меня, даже если я снимаю очки или поворачиваю голову. Приходится попробовать средство посерьезней – мы направляемся к шкафу с париками и накладными усами. Я выбираю густые кудри, скрывающие к тому же пол-лица, – LUNA все равно узнает меня.
Наигравшись с париками, мы открываем ICQ и начинаем развлекаться с масками для видеозвонков: на мое цифровое лицо в реальном времени накладываются маски – можно неузнанным общаться в видеочате.
Следующий номер нашей программы – Face.DJ. Это приложение строит 3D-модель лица по селфи, а потом “надевает” это лицо на виртуальную голову, чтобы вы могли примерять прически и аксессуары. Другое назначение приложения – анимировать пользователя, создать его мультяшную копию для игр и прочих онлайн-занятий.
– Мы готовим такое же приложение для сервиса знакомств: люди при первом контакте часто не хотят раскрываться, – рассказывает Юля, пиарщик компании VisionLabs, разработавшей LUNA. – Некоторые надевают маски, чтобы добавить в романтическое общение элемент игры.
У кросс-платформенной системы LUNA тоже много масок. Есть приложение в мессенджере Telegram, которое распознает пол и возраст по лицу, есть LUNA в облаке и LUNA для браузера. Но главное – эту программу можно внедрять в самые разные технологические продукты, чтобы использовать для распознавания лиц.
– Например, одному из наших клиентов нужно выбирать фотографии – так называемый bestshot из видеопотока. Так вот, наша программа справляется с этим сама. Другому клиенту нужно, чтобы система распознавала лицо не только при входе в интернет-банк, но и на протяжении всего сеанса, потому что вы можете отойти, а вашим доступом воспользуется злоумышленник. С этой задачей мы тоже справились.
Главные клиенты VisionLabs – банки. Например, в “Почта Банке” системой LUNA оборудованы 50 тысяч рабочих мест – это самое большое внедрение биометрии в мире. Важно распознавать и лица клиентов, чтобы сравнивать фотографии в паспортах с фото в базе данных. Ведь самое распространенное мошенничество в этой сфере – вклейка своего фото в чужой паспорт для получения кредита.
Как видят машины
К нам подходит Александр Ханин, директор VisionLabs.
Расскажите о компьютерном зрении?
Александр Ханин: Компьютерное зрение – это область прикладной математики, которая по сложности эквивалентна задаче создания искусственного интеллекта в целом. Визуальный канал основной для получения информации об окружающем мире. И доверяем мы увиденному своими глазами больше, чем другим источникам.
Наша задача – научить программу по фотографии или видео делать выводы и понимать картинку так же, как человек. Или даже лучше. Вот когда машина сравняется с человеком в этом умении, можно будет считать, что задача решена. Пока же она решена лишь для некоторых узких прикладных областей. Например, для распознавания дефектов оборудования или распознавания лиц.
Задача распознавания лиц решена?
Александр Ханин: Да, уже сейчас достоверно показано, что машина различает лица лучше нас. И точнее, и быстрее. Человек не очень хорошо определяет возраст, национальность. Тот, кто живет в Европе, хуже различает лица людей с азиатской внешностью, и наоборот. Еще мы забывчивы. В довершение всего машина делает это в десятки миллионов раз быстрее.
Зато человек анализирует не отдельные параметры, а лицо и даже ситуацию в целом. Мы понимаем контекст, в котором лицо собеседника принимает то или иное выражение. Как машина со всем этим справляется?
Александр Ханин: Сочетая лучшие методики компьютерного зрения и машинного обучения. Взять, например, метод глубокого обучения – его особенность в том, что человек не задает параметры лица для распознавания.
Нейросеть программирует сама себя?
Александр Ханин: Нейросети появились еще в 1970-х, а революция в этой области началась примерно в 2013-2014-м. Потому что только к этому времени удалось накопить достаточно большие объемы данных, чтобы учить нейросети, а вычислительные мощности стали относительно дешевыми. Продолжать разрабатывать детерминированные методы распознавания – указывать, какие части лица как сравнивать, – стало бессмысленно.
Прорыв произошел, когда отказались от заданных параметров, например от ключевых точек на лице. Вместо этого машине поставили задачу: “Смотри, вот десять тысяч пар фотографий, каждая пара – один человек. Проанализируй их, чтобы суметь определить на фото, которые ты пока не видишь, где один человек, а где разные”. Машина сама находит параметры, которые важны для решения этой задачи.
Вы именно так обучали свою систему?
Александр Ханин: Ну да, это типичная задача идентификации – сравнить фотографию, сделанную сейчас, с фото в паспорте и подтвердить, что это один и тот же человек. Мы давали машине на вход большие данные – миллионы пар фотографий, а на выходе требовали правильного ответа для любых фотопортретов. И система училась – сама настраивала параметры так, чтобы минимизировать ошибки. То есть для глубокого обучения сначала надо найти обучающую выборку – много примеров правильных решений. Потом программа работает уже сама.
Где же вы взяли эти миллионы пар фотографий?
Александр Ханин: Есть доступные обучающие выборки для исследователей – сначала мы использовали их, а дальше уже работали с партнерами и клиентами, которые разрешили продолжить обучение на их данных.
Как преуспеть на рынке
Задача распознавания людей по лицу решена. А как обстоит дело с определением эмоций?
Александр Ханин: Как, например, в африканских странах люди миновали стадию телеграфа и сразу перешли на мобильную сеть, так и мы, не решая задачу распознавания эмоций, сразу перешли на более высокий уровень – к выводам о важных для наших клиентов характеристиках человека. Бизнес показывает: от того, что машина распознает, улыбается человек или нахмурен, пользы никакой. Нужны более серьезные умения.
Распознавать ложь, например?
Александр Ханин: Да. Или определять, соответствует кандидат вашим требованиям или нет. Удовлетворен клиент обслуживанием или нет – улыбка ведь может выражать не только радость, но и насмешку и скрытое недовольство. Поэтому само по себе распознавание эмоций – это подзадача. Мы изучаем лицо в динамике, последовательность реакций на вопросы, обслуживание, обстановку.
Есть ли в мире инновационные продукты, на которые вы ориентируетесь?
Александр Ханин: Мы сами на переднем фланге. Медицинский факт, что наш продукт – первая в мире комплексная система распознавания лиц для банков и ретейла, которая работает и в мобильном телефоне, и на сайте, и в отделениях, и в банкоматах, и в терминалах самообслуживания – везде. Мы не только первые, но пока, насколько я знаю, единственные.
В каких-то терминалах самообслуживания уже установлена система распознавания лиц?
Александр Ханин: Да, например, в банке “Открытие” – в терминалах электронной очереди. И это не пилотные проекты, а такие, которые работают и удовлетворяют заказчиков в реальных условиях.
Чувствуете, как конкуренты дышат в спину?
Александр Ханин: Пилотных проектов в близких к нам областях много. Компаний, которые занимаются распознаванием лиц, только в России десятки, в Китае – около сотни, в мире – больше тысячи. Поэтому я и говорю, что сама по себе задача распознавания лиц решена, – во всяком случае для большинства сегментов и практических задач.
Для успеха на рынке важны не технологии. Большинству клиентов плевать, какая у нас технология и как именно мы решаем задачу, допустим, по ускорению обслуживания в банке или магазине, – с помощью распознавания лиц, прогноза погоды или черной магии. Им важно, чтобы был результат.
Распознать всех!
Какие задачи еще не решены, но будут – в обозримой перспективе? Над чем работают специалисты?
Александр Ханин: Одна из важнейших нерешенных задач – распознавание лиц в полностью неконтролируемой обстановке, например в толпе. Многие говорят, что умеют это делать, но по факту ничего такого пока не внедрили. Видимо, напрасно говорят.
Разве узнавать случайных людей по лицам не запрещено законом? Это ведь использование персональных данных.
Александр Ханин: Бизнесу запрещено, конечно. Это нарушение прав человека и вмешательство в частную жизнь. Вообще, технологии сейчас позволяют сделать гораздо больше, чем разрешает законодательство. Но мы работаем только в белой зоне – в полном соответствии с законом. Для нас важно не нарушать права людей. Мы не имеем права использовать без согласия человека его данные из соцсетей и поэтому не станем делать, например, для магазина систему, которая ищет информацию о клиенте по его фотографии. Но мы можем разработать программу, которая будет приблизительно оценивать пол и возраст покупателей по фото.
Наша компания работает только с бизнесом, а вот у служб национальной безопасности есть системы, которые ищут людей по фотографии.
То есть ФСБ можно, а обычным людям нельзя?
Александр Ханин: Да. Если спецслужба хочет найти террориста в толпе, ей нужно сканировать и распознать всех. А если человек зашел в магазин и программа по фотографии нашла его аккаунт в соцсети, узнала телефон и начала рассылать спам, это очень серьезное нарушение. На Западе за это предусмотрена уголовная ответственность.
В аэропортах уже есть системы распознавания лиц?
Александр Ханин: Да, в основном на паспортном контроле – они проверяют, ваш ли это паспорт, не поддельный ли и не числитесь ли вы в списке заблокированных или в федеральном розыске. За рубежом степень автоматизации значительно выше. В аэропортах Сингапура, Лондона, Парижа паспортный контроль можно проходить автоматически, без участия сотрудников. Вы сканируете свой паспорт, вас фотографируют, происходит сверка – и все, можно идти дальше.
Угадай, что на картинке
Как будет развиваться компьютерное зрение?
Александр Ханин: Есть большая группа задач, именуемых visual question answering: вы показываете компьютеру картинку, и он должен понять, что там изображено. Это очень сложно: если просто учить распознавать объекты по отдельности, ничего не получится – надо понимать контекст и взаимосвязь объектов.
Другая похожая задача – распознавание действий человека, они ведь тоже определяются во многом по контексту. Например, если человек поднял руку, что это значит? Он указывает дорогу или собирается кого-то ударить? Вот сидим, думаем.
То есть вы хотите научить машины распознавать образы, смысл которых зависит от контекста?
Александр Ханин: Научить интерпретировать контекст и таким образом распознавать картинки, действия, сцены.
Когда роботы прозреют
Что будет дальше, лет через десять?
Александр Ханин: Хотелось бы, чтоб разработку компьютерного зрения довели до конца. Тогда у роботов появятся настоящие глаза, а значит, возможность понимать происходящее и адекватно реагировать. Иначе они не станут частью общества, а так и будут игрушками с пультами управления.
Как системы, распознающие лица, изменят нашу жизнь в ближайшие годы?
Александр Ханин: Вы совершенно точно заметите работу таких систем при авторизации – например, когда будете разблокировать телефон. Многие уже привыкли к Touch ID, но скоро самым распространенным способом станет вхождение в систему по лицу. Приходя домой, вы не будете искать ключи, на работе вам не понадобится пропуск. Ускорится обслуживание и самообслуживание в банках, магазинах, во всей сфере услуг: расчеты будут происходить без карточек.
На улицах станет безопаснее, потому что появится видеонаблюдение с функциями отслеживания. Города и страны получат дополнительную защиту, а возмездие за преступление станет неизбежным. Система будет фиксировать все: кто и где это сделал, куда потом пошел. На смену понятию “безопасный город” придет “умный город”: одна и та же инфраструктура будет обеспечивать безопасность и, например, управление потоками людей и машин, а также много чего другого.
Одна и та же система установленных повсюду камер и компьютерного зрения?
Александр Ханин: Да, алгоритму без разницы, кого распознавать: вип-клиента или воришку. Лица у всех устроены одинаково: глаза, рот и нос. Но дело не только в лицах. Эта же система может заняться, скажем, регулированием освещения. Если в помещении нет людей, зачем жечь электричество? Машина вызовет коммунальные службы, если зафиксирует неполадки, и так далее.
Жить в мире, где все на виду, страшновато. Технически все проще становится построить антиутопию, где за всеми ведется тотальная слежка…
Александр Ханин: Я думаю, в итоге мир станет лучше и намного безопаснее. Но обманывать будет труднее. Например, мы с партнерами недавно разработали продукт, который не только дает доступ в рабочее помещение, но и учитывает проведенное там время: пришли во столько-то, ушли во столько. Прогуляли, опоздали, не вернулись с обеда – все будет зафиксировано.
И никак нельзя будет от этого спрятаться? Наверняка появятся маски с чужим лицом.
Александр Ханин: Безусловно, есть масса способов обмануть систему, и в этой области “гонка вооружений” только начинается. Был такой видеоролик, где учили делать макияж, препятствующий распознаванию. Но то было года три назад – нынешние алгоритмы так просто не проведешь.
А если вместо лица показывать фотографию?
Александр Ханин: Чтобы вычислить мошенников, в системах распознавания лиц программируют специальный “детектор живости” (lifeness detector), который определяет, человек перед ним или фотография. Показателей живости несколько. Самый простой, который считается мировым стандартом, – это моргание. Еще система может попросить человека улыбнуться, повернуть голову, приблизиться к камере, чтобы убедиться, что он реальный. Но если камера оснащена сенсором глубины, это не требуется: машина сразу понимает, что в кадре объемный объект, а не фото.
Распознавание лиц – это не только наука и технология, но и большой бизнес, который в развитых странах растет огромными темпами. Исследовательская компания Allied Market Research прогнозирует, что к 2022 году его оборот составит почти десять миллиардов долларов. Среди ведущих игроков есть и российские. Из десятков стартапов и исследовательских проектов мы выделили три самых успешных.
NTechLab. Выпускник МГУ Артем Кухаренко начинал с приложения, определявшего породу собак по фотографии. Но уже в 2015 году созданный им с партнерами по проекту NTechLab алгоритм FaceN одержал победу в двух из четырех номинаций главного мирового конкурса по распознаванию лиц MegaFace, обойдя команду Google. Однако настоящая слава пришла к компании после разработки популярнейшего приложения FindFace, предназначенного для поиска по фото людей в соцсети “ВКонтакте”. Сегодня число заявок на интеграцию технологии FindFace приближается к тысяче.
Vocord. Компанию “Вокорд” можно смело считать чемпионом мира по распознаванию лиц: на сайте конкурса MegaFace она занимает первое место, лидируя с солидным отрывом. Команда “Вокорд” – ветераны на рынке систем компьютерного зрения: программу дистанционного биометрического распознавания лиц Vocord FaceControl они выпустили еще в 2008 году, сегодня их продуктами пользуются больше двух тысяч коммерческих и государственных организаций. Специализация компании – идентификация лиц, то есть поиск человека в толпе.
VisionLabs. Их продукты входят в тройку лучших мировых коммерческих систем распознавания лиц. Подробнее об этой компании читайте в основном тексте.
Международная классификация способов идентификации человека
Лицо. Программа по фото или видеоизображению лица анализирует размер и форму глаз, носа, скул, их взаиморасположение и на основе этих данных создает уникальную комбинацию, которую затем сравнивает с имеющимися на предмет совпадения.
Отпечатки пальцев. Дактилоскопический метод основан на неповторимости папиллярного рисунка кожи, широко применяется в криминалистике.
Речь. Способ распознавания, основанный на преобразовании звучащей речи в цифровую информацию.
Глаза. Распознавание происходит в результате сравнения цифрового изображения радужной оболочки глаза с имеющимися в базе.
Вены. Способ идентификации на основе венозного рисунка руки или пальцев.
Сказание о визиографе – Профилактика радиоактивных заблуждений
- Акции
- Статьи
- Первичная документация
- Примеры работ
- Для новых пациентов до приема
Несколько лет назад российские стоматологи получили в пользование визиограф. Все что, непременно надо о нем знать, написано было не на русском языке и, большей частью, остается тайной до сих пор.
Грамотность населения растет, визиографы в хозяйстве повсеместно используются, однако некоторые вопросы об их сущности так и остались без ответа.
Визиограф — это рентген или не рентген? — Нет, визиограф это не рентген, поскольку Рентген (Вильгельм-Конрад) умер в 1923 году и его уже никак не может быть.
Еще рентгеном называют единицу мощности излучения, то есть это такое количество излучения, при поглощении которого в 1 см3 воздуха образуется 2,08×109 пар ионов. Это тоже не оно. Тут уж действительно, каков вопрос, таков и ответ.
Используется ли при радиовизиографии рентгеновское излучение? Да, при рентгенографии зубов с цифровой обработкой изображения рентгеновские лучи с длиной волны 0,17-0,19 ангстрем используются.
Насколько визиограф безопаснее, чем обычный рентген? Сам по себе визиограф вреда может принести не больше, чем цифровая камера или офисный сканер. Визиограф принимает на себя излучение. Состоит он из трех частей — сенсора, аналого-цифрового преобразователя и шнура, который их соединяет. Сенсор или, как его иногда называют, датчик, по сути, представляет из себя силиконовый чип, чаще всего на основе CCD матрицы (Charge Coupled Devise), который фиксирует поступающий сигнал и передает его на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). АЦП состоит из платы, оснащенной специализированным портом для сенсора и USB портом. АЦП может быть вмонтирован в системный блок компьютера или использоваться как внешнее устройство представленное моноблоком. Прошедшая через АЦП информация представляет собой исходное цифровое изображение, которое обрабатывается с помощью специальной компьютерной программы, и в результате на экране монитора появляется автоматически (по умолчанию) преобразованное изображение, соответствующее понятию «цифровая рентгенограмма».
Визиограф способен функционировать только в составе визиографического комплекса, в который входит рентгенологический аппарат с полноценной рентгеновской трубкой. Его многие почему-то называют визиографом и говорят пациентам, что «это не рентген». Не рентген-то — оно, конечно, так, но обманывать пациентов нехорошо и, если уж невозможно объяснить, а надо слукавить, то можно сказать, что в основе радиовизиографии лежат те же принципы, что и при обычной рентгенографии, но используется другое оборудование, в связи с чем нагрузка на пациента снижается до минимума.
За счет чего снижается нагрузка на пациента? — Оборудование стало более совершенным. Во-первых, современные рентгеновские стоматологические аппараты (в первой половине XX века, их называли дентографами) импортного производства генерируют более узкий, ровный и чистый луч, чем аппараты советского, а теперь уже российского производства. Во-вторых, цифровой приемник изображения, коим является сенсор визиографа, чувствительнее любой пленки. Соответственно при цифровой рентгенографии требуется меньшее количество лучистой энергии, которое должно пройти через пациента и сформировать изображение. Для примера, если взять хорошую высококачественную пленку и современный дентограф (для краткости будем использовать этот удобный архаизм), то для производства качественного снимка, например, зуба 36 при стандартной силе тока и вольтаже необходима выдержка 0,6 секунды. А для того же самого при цифровой рентгенографии с сенсором 5-го поколения достаточно 0,06 секунды. Сенсор адекватно воспринимает сигнал при экспозиции от 0,3 тА/сек до 1,8 mA/сек. На советских аппаратах такую выдержку установить невозможно, а при больших величинах снимки получаются черными, да и CCD матрица может испортиться.
Какую дозу я получу? — Если исследование проведено с помощью визиографа, можно ответить — 2 микрозиверта при рентгенографии зубов нижней челюсти (или 5 мкЗв для верхней челюсти). Такой ответ удовлетворит микроскопическую часть населения, поскольку для большинства слово «зиверт» ни с чем не ассоциируется. Если вопрос сформулирован без уточнения единиц, можно предполагать, что пациент не очень сведущ в вопросах лучевой нагрузки. Для измерения количества лучистой энергии, приложенной к живой ткани, используют различные единицы — джоуль на килограмм, грэй, бэр, зиверт и т.д. Бэр — биологический эквивалент рентгена, — является внесистемной единицей, равен 0,01 зиверта и сейчас не используется. В медицине, при интраскопических процедурах обычно оценивают дозу, полученную за одну процедуру всем организмом — эффективную эквивалентную дозу, измеряемую в зивертах. При пленочной рентгенографии с использованием малодозовых аппаратов и высокочувствительной пленки эти величины составляют соответственно 7 мкЗв и 14 мкЗв (Чибисова М.А. 2004), а при работе со старой отечественной аппаратурой и пленкой низкого качества могут достигать 20 и 30 мкЗв, в том числе при использовании аппарата 5Д1 доходить и до 80 мкЗв (Ставицкий Р. В. 1991).
Сколько снимков можно делать? — По закону каждый современный рентгенодиагностический аппарат должен быть снабжен счетчиком дозы и полученная доза должна записываться в историю болезни. Это в идеале, конечно. Но если попытаться найти счетчик дозы для стоматологической рентгенологической установки, то выяснится, что такого не существует. Сейчас у нас в стране эксплуатируются как старые аппараты типа 5Д1, так и суперсовременные малодозовые установки, поэтому, регламентировать количество рентгенологических исследований в стоматологии крайне сложно. Соответственно нужно производить расчет под каждый тип аппарата и на каждый зуб. В такой ситуации логично придерживаться предельно допустимой эффективной эквивалентной дозы для человека в год, исключая ее превышение. Согласно СанПИНу, при проведении профилактических медицинских рентгенологических процедур и научных исследовании эта доза не должна превышать 0,001 зиверта (1 мЗв (милизиверт), 1000 мкЗв (микрозиверт)) за год. Это нагрузка равная примерно трем обзорным снимкам грудной клетки. Добиться того, чтобы каждое применение рентгеновского излучения заканчивалось появлением качественной информативной рентгенограммы, достаточно сложно. Для этого нужен хороший уровень подготовки специалиста и определенный опыт. С другой стороны, если врач щелкает по 20 экспозиций на один пульпит — это указывает на отсутствие понимания происходящего.
Где можно размещать визиограф? — Где угодно, если СЭС разрешит поставить рядом с ним дентальный рентген. Дело в том, что купить визиограф и рентгеновскую трубку, как и телевизор, сейчас может почти любой. Поставить — хоть на кухне. Но, в отличие от телевизора, который сразу можно включать и смотреть, для использования аппаратуры, генерирующей рентгеновское излучение, необходимо получить лицензию на право ею пользоваться.
Следует ли выходить из кабинета, когда делают снимок или можно оставаться рядом с пациентом? — Вопрос этот весьма щекотливый и затрагивает этическую сторону проблемы. Можно ответить как в анекдоте: в принципе — да, но вообще-то — нет. Если у Вас имеется защитная ширма государственного образца и размещена она на нужном расстоянии и в правильном месте — выходить из кабинета при рентгенографии зубов с цифровой обработкой изображения нет необходимости. Если Вы используете двусторонние врачебные защитные фартуки со свинцовым эквивалентом 0,35 и можете находиться на расстоянии 2,5 м сбоку от излучателя (не прямо по ходу, не сзади, а именно сбоку), также можете оставаться в помещении. При этом должна быть включена индивидуальная принудительная вентиляция для разгона ионизированного воздуха, который совсем не полезен (это не люстра Чижевского). Во всех остальных случаях, где быть, решайте сами. Излучение — это такая штука, которая не пахнет, не пищит и глаз не щиплет, поэтому создается ощущение, что его вроде бы и нет. Но оно есть и действует, причем элективно и кумулятивно. В переводе на русский язык это означает, что ионизирующее излучение действует на разные органы не одинаково, а выраженность повреждающего эффекта зависит от длительности воздействия.
Можно делать снимки зубов беременным женщинам? — Нельзя. Вернее, в принципе можно, но лучше не надо. Особенно на частном приеме. Даже при работе с визиографом, ибо вопрос этот крайне деликатный и неоднозначный. Подпись пациентки в карточке в этом случае никакой юридической ценности не имеет, и у пациентки наверняка найдется муж, который заявит, что в здравом уме пациентка по определению быть не может, ибо находится в другом положении. Последнее слово за ним, и он «вам всем тут устроит», если «не дай Бог, чего»! «Не дай Бог чего» может случиться совсем не по Вашей вине. Пациентка может по личному разумению во время беременности заниматься боди-фитнесом и кушать анаболики, жить возле химзавода, иметь отягощенную наследственность и не знать об этом и т.п. В любом случае, если с новорожденным будет что-то серьезно не так, как должно быть, Вас, скорее всего, вспомнят. Снимок делали, факт применения рентгеновского излучения место имел и документально зафиксирован. Было? Было! Хлопот может возникнуть не мало.
Можно ли делать снимки беременным, если надеть на них два фартука? — Количество фартуков значения не имеет! См. выше. При контактной рентгенографии фартук, по сути, защищает не от прямого излучения, а от вторичного, то есть отраженного. Для рентгеновского излучения человеческое тело — это оптическая среда, все равно, что стеклянный куб для луча фонарика. Направьте лучик карманного фонарика на одну из граней метрового стеклянного куба, и, независимо от толщины и направления луча, куб осветится весь. То же и с человеком — можете запеленать его всего в свинец и светить только в голову — хоть немного, но дойдет до каждой пятки. Так что, под двумя фартуками с хорошим свинцовым эквивалентом беременной будет просто тяжелее дышать.
Можно ли делать снимки кормящим матерям? — Можно. Рентгеновское излучение — это не то же самое, что радиоактивные отходы. Само по себе оно не накапливается в биологической среде. Если вы дадите буханке хлеба смертельную дозу, она не мутирует, не заболеет лучевой болезнью и не начнет «фонить». От лучей света рентгеновские лучи отличаются только длиной волны и, при определенных условиях обладают прямым повреждающим действием. Если посветить фонариком в ведро с водой и выключить фонарик, вряд ли свет останется в ведре. То же самое и в белково-жировом растворе, которыми являются многие биологические жидкости, при длине волны 17-19 ангстрем излучение подвергается истинному когерентному рассеиванию. То есть, проще говоря, пролетает насквозь, ослабляясь в более плотных тканях. Так что, при такой нагрузке, которая необходима для работы с визиографом, самому молоку вряд ли что-то будет. В крайнем случае, для успокоения можно рекомендовать пропустить одно очередное кормление. Другое дело, что сами по себе ткани молочной железы в период лактации, безусловно, в большей степени подвержены вредоносному воздействию излучения. Но, опять же, при дозе более мощной, чем это необходимо для цифровой рентгенографии (естественно, при соблюдении всех мер защиты и без «стрельбы» 20 раз куда попало).
3D-снимок зубов: зачем нужно делать и что показывает
Рентгеновский снимок является основным инструментом стоматолога в постановке правильного диагноза. Однако, обычная ортопантомограмма или прицельный снимок имеют ограниченный диагностический потенциал и не предоставляют полные данные о состоянии зубов и челюстно-лицевой зоны. Но технологии постоянно модернизируются и сегодня, в помощь привычной рентгенографии пришла более информативная технология – компьютерная томография зубов (КТ).
Что показывает 3D рентген-снимок зубов?
3d томография зубов – это высокоточный диагностический метод, дающий возможность получить трехмерное изображение зубочелюстной системы в разных проекциях. Полученные при КТ объемные снимки позволяют специалисту увеличить, повернуть и исследовать со всех сторон и на разной глубине интересующую область:
- Весь челюстно-лицевой аппарат.
- Зубной ряд или отдельный зуб.
- Околоносовые синусы.
- Костные и околозубные ткани.
КТ зубов позволяет обнаружить воспаление, оценить однородность пломбировального материала и проверить качество установки пломбы, коронки или импланта, увидеть число зубных корней и их фрагментов, выявить новообразования, оценить степень искривления зубов, определить точные параметры костной ткани (высоту, ширину, плотность и т.д.). Полученная информация позволяет врачу оптимизировать лечебные мероприятия и спрогнозировать результат.
Для чего назначают дентальный рентген?
3d снимок зубов проводится при наличии следующих показаний:
- Травмы челюстно-лицевой области.
- Подготовка к эндодонтическому лечению (строение корневых каналов, патологические процессы в пародонте, степень поражения пульпы и т.д.).
- Диагностика новообразований (кист, абсцессов, гранулем, опухолей).
- Аномалии развития и деформации челюстно-лицевого аппарата.
- Контроль качества установки пломбы, импланта.
- Планирование ортодонтического лечения (выявление ретинированных и дистопированных зубов, анализ состояния тканей вокруг каждого зуба и т.д.).
- Обнаружение скрытых пародонтальных полостей и карманов.
- Планирование имплантации (оценка параметров челюстной кости, показания к синус-лифтингу или остеопластике, моделирование результата имплантации).
- Эндогенные патологии верхнечелюстных синусов.
Трехмерное рентгенологическое исследование – «золотой» стандарт при планировании любой сложной стоматологической процедуры или операции. КТ позволяет быстро поставить точный диагноз, грамотно спланировать лечение или зубопротезирование и проконтролировать полученный результат.
Какое оборудование используется
Для проведения 3d диагностики, применяется трехмерный компьютерный томограф SOREDEX Scanora 3D с расширенным функционалом. Это оборудование последнего поколения, позволяющее получать трехмерные снимки анатомических структур челюстно-лицевого отдела за несколько секунд, с наименьшей лучевой нагрузкой для пациента.
Программа анализирует полученные многоплосткостные срезы и выстраивает их в 3D-модель, благодаря которой специалист имеет возможность точно оценить состояние зубочелюстной системы, обнаружить все протекающие в данной области патологические процессы и грамотно спланировать схему лечения.
Виртуальная 3-х мерная модель сканируемой зоны может быть записана на любой цифровой носитель (СD, флешку), что позволяет лечащему врачу, при необходимости просмотреть диагностические данные или привлечь к анализу полученной информации смежных специалистов.
Возможный вред
Конусно-лучевая дентальная компьютерная томография – это самый безопасный и быстрый метод диагностики. Благодаря использованию рентгеновского луча конической формы, получаемая в процессе исследования доза излучения, в 10 раз меньше, чем при использовании спиральной КТ. А пульсирующий режим рентгеновского луча дополнительно снижает дозу облучения. Трехмерный компьютерный томограф SOREDEX Scanora 3D, относится к наиболее безопасным по дозе рентгеновского облучения аппаратам – всего 0,035 м3в.
Однако, несмотря на безопасность исследования, у КТ есть и противопоказания. Если говорить просто о томографии зуба, она не проводится при беременности (в 1 триместре). 3d рентген зубов с контрастом запрещен беременным и кормящим женщинам, пациентам с эндокринными нарушениями (сахарный диабет, патологии щитовидной железы), почечной недостаточностью и непереносимостью йодсодержащих препаратов.
Преимущества метода
- Возможность повернуть, увеличить, исследовать снимки в любой проекции и сечении, что невозможно при обычном 2-х мерном сканировании.
- Обследование длится всего несколько секунд (8-20 секунд).
- Полная диагностическая информация.
- Максимальная безопасность.
- Цифровой формат информации.
- Обнаружение любых патологических процессов на ранней стадии.
- Не требуется предварительная подготовка.
- Трехмерная реконструкция без искажения и артефактов.
- Широкий спектр назначений – от эндодонтического лечения зубов и имплантации, до челюстно-лицевых операций.
Есть ли альтернатива КТ
Существует множество других способов диагностической визуализации (рентгенограмма, ортопантомограмма, УЗИ и т.д.), но лишь КТ предоставляет возможность высокоточного, раздельного изображения всех типов ткани под разным углом и на разную глубину. Хотя панорамный снимок зубов и сегодня остается не менее важным диагностическим инструментом стоматолога, он может предоставить только общую обзорную картину. В свою очередь, 3d томограмма позволяет получить не единственный плоский снимок челюсти, а целый ряд последовательных многоплоскостных изображений в различной проекции и без искажений, присущих панорамному снимку.
Пример: из-за разной плотности костных структур, попавших в действие рентгеновского излучения, на 2-х мерном изображении невозможно рассмотреть менее плотную кость, точную информацию предоставляет 3d снимок зубов.
Как проходит процедура и расшифровка
Чтобы сделать 3D снимок зубов, стоящему или сидящему пациенту необходимо закусить специальную пластину и зафиксировать свое положение в аппарате с помощью фиксирующей стойки. В течение всего времени сканирования нужно соблюдать абсолютную неподвижность.
Сенсор томографа на протяжении 8-20 секунд совершает ряд оборотов вокруг головы пациента, производя около 200 снимков в разных проекциях. Обработка цифровых данных занимает 5-15 минут после чего информация записывается на диск или флеш-накопитель. Никакой подготовки не требуется, нужно лишь снять перед процедурой все металлические украшения с шеи, ушей, волос.
Обзор дентальных томографов 2019
Когда-то компьютерные 3D-томографы использовались для сканирования мозга, а сейчас их применяют для исследования любой части тела, в том числе челюсти. От появления этой технологии стоматологическая практика только выиграла. Именно 3D-томографы вывели диагностику болезней зубочелюстной системы на новый уровень.
Появилась возможность своевременно устанавливать патологические изменения в костной ткани, зубах, гайморовых пазухах, каналах корневой системы зубов, мягких тканях челюстно-лицевой зоны. А все благодаря трехмерной модели челюсти, которая представляет собой точную копию всей сканированной области. Кроме того, работа с томографом дает целый ряд других преимуществ:
- Позволяет выявить положение, форму, размеры и строение различных структур, определить их топографо-анатомические отношения с рядом расположенными органами и тканями.
- Позволяет выполнять линейные и угловые измерения в трех плоскостях, определять денситометрическую плотность костных и мягкотканых структур, визуализировать нижнечелюстной канал, замыкательную кортикальную пластинку лунок зубов и дна верхнечелюстных пазух, височно-нижнечелюстные суставы, наружный слуховой проход, полость среднего уха и внутреннее ухо.
- Повышает информативность исследования и позволяет эффективнее строить план лечения.
- Реконструкцию можно вращать и рассматривать под любым углом.
- Можно исследовать травмы зубочелюстной системы и зубов, аномалии развития зубов и челюстей, хронических очаговых инфекций лицевого черепа.
В отличие от ортопантомографии и внутриротовой рентгенографии зубов компьютерная томография способна дать развернутую картину заболевания за счет предоставления изображения выбранной области в большем количестве плоскостей.
Сама процедура получения изображения не занимает много времени: примерно 14-24 секунды (в зависимости от модели). Потом еще от нескольких секунд до нескольких минут для построения трехмерной модели.
Не стоит беспокоиться и об излучении. Практически все современные томографы снижать ее, без ущерба качеству снимка. В конце концов, больше вреда пациенту принесет неправильный диагноз.
Рентген-диагностика не просто востребована, она необходима. Поэтому, все больше стоматологов задумываются о приобретении такого оборудования. Конечно, стоит оно немалых денег, требует места в клинике и мощного компьютера, но зато полностью себя окупает и упрощает работу.
Чтобы понять, какие томографы достойны внимания, интернет-журнал Dental Magazine тщательно изучил представленные на рынке модели. В итоге, мы выбрали семь 3D-томографов, на которые стоит обратить внимание. Нашими критериями были: функциональность, удобство в эксплуатации, качество изображения.
KaVo OP300 Maxio
KaVo представил многофункциональный аппарат на платформе «три в одном»: цифровую рентгенодиагностическую систему с функцией панорамной томографии, 3D-томографии и возможностью дооснащения модулем цефалостата. Но главные его особенности — реальная 3D-панорама и технология LDT
Пять форматов области (Fields of View) делают трехмерную диагностику всей челюстно-лицевой области более достоверной, и обеспечивают максимальную гибкость использования. Благодаря этому, можно получить качественное отображение как частей синусов, так и всей челюстно-лицевой области.
Качество изображения стало выше, чем у предыдущих моделей KaVo благодаря технологии MAR. Это алгоритм уменьшения влияния артефактов, возникающих от металлов в челюсти. Он снижает воздействие отраженного излучения от областей с очень большой плотностью, благодаря чему оптимизируется визуализация зубов с запломбированными корневыми каналами.
У OP 300 – четыре вида разрешения: высокое, стандартное, ENDO, низкая доза. С первыми двумя все понятно. Режим ENDO служит для высокоточной визуализации структуры каналов и периодонта. А вот инновационная технология низкой дозы заслуживает отдельного внимания. С ее помощью можно проводить сканирование с малой лучевой нагрузкой. Это полезно в случаях обследования детей, послеоперационного контроля или планирования имплантов, ведь никогда не стоит пренебрегать безопасностью пациента. Однако, несмотря на сниженную дозу облучения, качество 3D-изображений остается достаточно высоким.
Характеристики
- Наличие цефалостата: да
- Время экспозиции: 8.6 – 16.1 секунд (панорамный режим); 10-20 секунд (цефалометрический); 1.2-8.7 (3D)
- Время сканирования: 8.6 – 16.1 секунд (панорамный режим); 10-20 секунд (цефалометрический); 11-42секунд (3D)
- Программное обеспечение: DTX Studio
- Вес: 250 кг
- Габариты: 2440 х 1300 х 583 мм
Цена: чтобы узнать цену, нажмите на кнопку «Где купить»
Hyperion X9
Этот аппарат от MyRay пользуется достаточной популярностью у российских стоматологов. Он прост в использовании, надежен, и самое главное – отлично детализированная картинка в HD-качестве. 16-битные аморфные кремниевые датчики обеспечивают четкость изображения, а полное 360 ° сканирование минимизирует воздействие человека на изображение. У Hyperion X9 есть замечательная возможность выбрать поле обзора, подобрав оптимальный размер для сканирования нужной области: 13х11 см, 8х11 см, 8х8 см, 5х11 см, 5х8 см, 5х5 см. Такое масштабирование позволяет сконцентрироваться непосредственно на проблемной области. А пациенту не придется подвергаться ненужному излучению.
По сути, Hyperion является не просто томографом, а комплексным ответом на основные диагностические потребности в получении изображения в стоматологической хирургии. Поэтому, в нем немало полезных программ, которые заметно облегчают работу. Например, МРТ, которая автоматически определяет рост пациента и все параметры, необходимые для гарантии правильного экспонирования рентгена и качества изображения. Другие программы и приложения позволяют распознать конкретное местоположение импланта на самой 3D-модели, проанализировать оставшееся число костной ткани. Аппарат позволит вносить в базу любую модель костной ткани, протезов и имплантов, помимо уже имеющейся.
Характеристики
- Размер вокселя: от 75 мкм
- Время сканирования: 18 сек
- Время экспозиции: 3.4 – 9.3 секунд
- Расположение пациента: Сидя/стоя
- Время реконструкции: менее 1 мин
- Вес: 170 кг
- Габариты: 1310×1520 мм
Цена: чтобы узнать цену, нажмите на кнопку «Где купить»
NewTom VGi Evo
Топовая модель в сегменте конусно-лучевых томографов премиум-класса. От других томографов VGi Evo отличает самый большой размер поля сканирования поля сканирования — 24 х19 см. Таким образом, специалисту достоверно визуализируется большое пространство от шейного отдела позвоночника, до придаточных пазух носа. Это отдельный плюс для работы челюстно-лицевых хирургов и стоматологов-гнатологов. Впрочем, это не помешает работать в масштабе 5х5.
Томограф работает в нескольких режимах: стандартный, режим высокого разрешения (HiRes) и эксклюзивно разработанный режим ЭКО-сканирования EcoScan – «щадящий» режим, позволяющий проводить исследования детям с 5-лет.
Еще одной отличительной особенностью томографа стала технология Cinex – которая предоставляет возможность отслеживания функционирования ВНЧС в режиме реального времени. Это позволит просматривать полученное видео и иметь в распоряжении не 2-4 снимка, а 400, а еще и в разных положениях.
Характеристики
- Наличие цефалостата: да
- Размер вокселя: от 100 мкм до 300 мкм
- Время сканирования: 15 сек
- Время экспозиции: 1.8 — 4.3 с
- Расположение пациента: Сидя/стоя
- Время реконструкции: менее 1 мин
- Вес: 377 кг
- Габариты: 2230 х 1285 х 639 мм
- Программное обеспечение: NNT
Цена: чтобы узнать цену, нажмите на кнопку «Где купить»
Rayscan Alpha Plus
Уникальный в своем роде корейский томограф, оснащенный ведущей в мире системой КЛКТ. У него есть ряд преимуществ, по сравнению с ближайшими аналогами. Например, свободный выбор области сканирования (Fov), который позволяет врачу видеть только то, на чем он фокусируется, при минимальной дозе рентгеновского облучения. У аппарата большой выбор предустановленных FoV, однако, врач может выбрать тот размер 3D-снимка, который интересен ему в данный диагностический момент. Например, для продвинутой имплантологии можно использовать FoV 13х10 см. А для терапии и эндодонтии отлично подойдет самая маленькая область сканирования среди томографов – 4х3. Воксель всего в 70 ммкр. позволяет рассмотреть все интересующие детали в мельчайших подробностях. Позиционирование проводится не с помощью нескольких лазеров, а подсветкой, которая накладывается на интересующую зону исследования и выделяет ее.
Томограф имеет возможность дооснащения цефалостатом OneShot с самой большой областью 33х33. OneShot обеспечивает новый уровень производительности, при одновременном снижении уровня радиоактивного облучения и искажений изображения вследствие движения пациента. Новая функция сканирования цифрового отображения Object Scan позволяет сканировать модели слепков, и конвертировать Dicom в STL.
Характеристики
- Наличие цефалостата: возможность дооснащения
- Время экспозиции: 4-14 секунд
- Время реконструкции изображения: 4 секунды
- Поле обзора: 13×10
- Возможность размещения в жилом доме: Да
- Вес: 149 кг
- Габариты: 1118 х 1481 х 2296 мм
Цена: чтобы узнать цену, нажмите на кнопку «Где купить»
Planmeca ProMax 3D
В свое время, компания Planmeca стала первой, кто объединил три различных типа 3D-данных в одной рентгеновской установке. Поэтому, все аппараты серии ProMax 3D объединяют изображения КЛКТ, 3D-фотографии лица, 3D- сканированные модели и слепки в одном 3D изображении. Таким образом, создается виртуальный 3D-пациент, который позволяет решить все клинические задачи. Но разумеется, это не единственное достоинство ProMax. Особенного внимания заслуживают программы, делающие возможности томографа практически безграничными. Например, Planmeca ProFace – эксклюзивная программа 3D-фотографии лица, которая экономит время и здоровье пациента. Благодаря ей, КЛКТ-изображения и фотографии генерируются в одном сеансе съемки, не подвергая пациента излучению.
Кроме того, ProMax оснащен программой Planmeca 4D Jaw Motion, которая помогает отслеживать, визуализировать и анализировать движение челюсти в режиме реального времени. Это заметно облегчит предоперационное планирование и темпоромандибулярную диагностику.
Так же, Planmeca первыми применили функцию сканирования оттисков и гипсовых моделей на своих аппаратах. Поэтому, на ProMax можно работать с цифровыми моделями слепков, не заботясь о необходимости сохранять гипсовые модели. Отсканированный оттиск может быть наложен на данные КЛКТ, благодаря чему получается очень точная модель зубов с коронками. Костями и мягкими тканями, и самое главное, без артефактов.
Производители позаботились и об излучении, снизив его до минимума. Благодаря протоколу Planmeca Ultra Low Dose эффективная доза облучения уменьшена на 77 % без ущерба пациенту.
Характеристики
- Наличие цефалостата: да
- Размер вокселя: от 100 мкм до 300 мкм
- Время сканирования: 9-40 секунд
- Время экспозиции: 1.8 — 4.3 секунд
- Время реконструкции: 2-55 секунд
- Вес: 131 кг
- Габариты: 1582 х 2482 мм
- Программное обеспечение: Planmeca Romexis
Цена: чтобы узнать цену, нажмите на кнопку «Где купить»
Genoray Papaya 3D
Первое, на что обращаешь внимание, при близком знакомстве с этим детищем южнокорейской компании Genoray — так это с отсутствием необходимости снятия установки или замены сенсора при изменении типа исследования. Здесь, все происходит автоматически, благодаря трем автоматическим детекторам. В зависимости от выбранного типа исследования, происходит автоматический выбор сенсора, подходящего под него. Кроме того, система автоматического позиционирования подготовит аппарат к исследованию и установит подбородочный упор в нужное положение. Это заметно экономит время, и облегчает пользование оборудованием.
Надо признать, что производители уделили много внимания мелочам, понимая, что в них как раз и кроется вся прелесть. Например, томограф оснащен лотком для личных вещей пациента. Такие нюансы снимают лишнее беспокойство с пациента, и не дают внести в процесс ненужную сумятицу.
У Papaya 3D много интересных особенностей, и одна и них — самое высокое разрешение среди детекторов этого класса – 70 мкм. Даже самые мелкие анатомические образования не останутся незамеченными, что существенно облегчит постановку диагноза в самых трудных случаях.
У Papaya 3D отличное качество снимков и надежное ПО для просмотра изображений Triana. С его помощью можно получать изображения, в том числе и с интраоральной камеры. Томограф поддерживает различные варианты программ экспозиции, которые удовлетворяют требованиям диагностики. Кроме того, у него есть и своя умная функция снижения артефактов металла под названием SMARF.
Характеристики
- Наличие цефалостата: да
- Время сканирования (панорамный снимок): 9-17 секунд
- Время сканирования (КТ): 7,7-14,5 секунд
- Время сканирования (цефалометрия): 4-12 секунд
- Вес: 160 кг
- Габариты: 1832 х 1131 х 2383 мм
Цена: чтобы узнать цену, нажмите на кнопку «Где купить»
Orthophos SL 3D
Новейшая система из прославленного семейства 3D-рентгеновских аппаратов от Dentsply Sirona. Она превосходит другие модели в функциональности, качестве и дизайне. Чтобы не быть голословными, отметим, что этот аппарат способен выдавать очень четкие двухмерные снимки, благодаря революционному датчику DCS. Принцип его работы строится на том, что он не использует процесс преобразования световых лучей и сохраняет больше информации об изображении. DCS произвел революцию в 2D-снимках, и вывел их на новый уровень, доказав, что возможности этого формата далеко не исчерпаны.
Но все-таки Orthophos SL позиционирует себя, как универсальный аппарат для всесторонней диагностики. Поэтому, качество 3D-печати так же на очень высоком уровне. Большое разнообразие полей обзора предлагает разные объемы съемки для широкого спектра применений, в том числе при апноэ сна или удалении моляров. В 3D-режиме вы можете выбрать объемную съемку Ø 11 × 10 см, чтобы получить изображение всей зубочелюстной системы даже в сложнейших случаях, или объемную съемку Ø 8 × 8 см для стоматологов широкого профиля или имплантологов. Благодаря технологии SL можно получать панорамные изображения высокой четкости, а в сложных случаях интерактивно фокусировать изображение на лингвальном или буккальном слое без дополнительного облучения.
Характеристики
- Наличие цефалостата: да
- Время сканирования: 14 секунд
- Время реконструкции: 4 минут
- Позиционирование пациента: стоя, сидя
- Параметры рентгеновского излучателя: 60–90 кВ, 3–16 мA
- Минимальная площадь для монтажа : 1411 × 128 × 225 мм
Цена: чтобы узнать цену, нажмите на кнопку «Где купить»
Создан медицинский аппарат для процедуры цветного 3D-рентгена
Установка импланта — сложное хирургическое вмешательство. В ходе процедуры врач вживляет (ввинчивает) в кость искусственный титановый корень на место отсутствующего зуба. И стоматолог должен тщательно подготовиться к операции — от этого зависит, насколько успешно она пройдет.
Речь идет о точной диагностике. Она необходима для того чтобы оценить состояние костной ткани и как будет взаимодействовать имплант с окружающими тканями, определить его позиционирование. Врач должен иметь полную картину исходной ситуации, чтобы воссоздать один зуб или целый ряд. На этапе диагностики недопустима даже малейшая погрешность.
В медицине есть метод, который предоставляет максимально точный результат. Это компьютерная томография, или 3D-диагностика.
Что такое компьютерная томография (КТ)
Это неинвазивный метод исследования при помощи рентгеновского излучения. Он позволяет оценить состояние зубочелюстной системы — пародонта, области планируемой имплантации — костной ткани, соседних зубов.
Некоторые врачи до сих пор ограничиваются результатом ортопантограммы. Но панорамный снимок челюстей предоставляет двухмерное плоское изображение, менее информативное с точки зрения стоматологов: один объект перекрывается другим, невозможно определить толщину костей и корней зубов.
Только 3D-исследование даст полную и достоверную картину. Ни один другой метод не обладает такой же точностью, четкостью и объективностью.
Суть метода
Мышцы, кости и полости по-разному пропускают рентгеновские лучи — на этом основан эффект рентгеновского исследования в целом и компьютерной томографии в частности.
Луч проходит сквозь тело человека и улавливается детектором томографа. После завершения исследования аппарат выдает до 600 последовательных снимков. Они обрабатываются и объединяются в одну трехмерную модель. Врач получает визуализацию челюстей, всех костных структур пациента в трех плоскостях — фронтальной, аксиальной и сагиттальной. При этом получается реальная модель — с сохранением всех размеров.
Преимущества 3D-диагностики
Исследование в трех плоскостях незаменимо при имплантации. Вот основные преимущества подхода:
- Оценка анатомических особенностей. Стоматолог оценивает челюсти и костную ткань, определяет ширину и высоту альвеолярного отростка в области планируемой имплантации, оценивает расположение корней зубов относительно гайморовой пазухи, нижнечелюстной канал и другие анатомические структуры.
- Удобство. Стоматолог может увеличивать и поворачивать снимок, чтобы детально и с разных ракурсов и углов рассмотреть его. Это поможет безошибочно определить место имплантации, диаметр, длину и наклон титанового корня.
- Планирование имплантации. Результаты томографии помогают подобрать оптимальную модификацию и размер импланта, спрогнозировать ход операции и т. д.
- Преимущества для пациентов. Процедура безболезненная, занимает всего 2–3 минуты. Пациент сразу видит, как будут выглядеть его зубы после имплантологического лечения.
- Гарантия отличного результата. 3D-снимок позволяет стоматологу спланировать лечение, увидеть и предотвратить любые погрешности, осложнения и другие последствия.
Важно!
Если врач не просит пациента пройти компьютерную томографию перед установкой импланта, такому стоматологу не стоит доверять свое здоровье. Эффективное имплантологическое лечение невозможно без предварительной КТ.
Какие казусы могут произойти, если не проводить предварительную 3D-диагностику?
- Повреждение соседних зубов, мягких тканей зубочелюстной системы
- Несоответствие размеров импланта глубине просверленного отверстия
- Осложнения
- Неудовлетворительный результат в целом
Показания к 3D-диагностике
КТ — один из распространенных методов диагностики в стоматологии. Но применяется он не только для имплантации, но и в других случаях. Вот показания:
- перелом черепа — обычно КТ совмещают в этом случае с МРТ, чтобы получить информацию о повреждениях костных структур и мозга;
- травма челюстей, например, перелом;
- аномалии развития зубочелюстной системы — неправильный прикус, расщелина неба, ретенция или дистопия зубов;
- ортодонтическое лечение — его планирование и поэтапный контроль (например, установка брекет-системы);
- выявление новообразований костных структур;
- оценка височно-нижнечелюстных суставов — их строение, патологические изменения (например, вывих, артроз).
Таким образом, компьютерная томография показана для диагностики, разработки схемы лечения, контроля результатов. Последние могут применять не только стоматологи, но и другие врачи, к примеру, отоларингологи.
Как проводится процедура
Во время обследования пациент сидит или стоит. Вокруг его головы вращается рентгеновская трубка и датчик и делает снимки. Процедура длится 2–3 минуты, проходит незаметно для пациента — она не вызывает дискомфорта, боли и других ощущений, не требует специальной подготовки.
