程序员脱发自救:用计算机视觉技术安全植发

面对日益严重的脱发问题,植发已经成了很多人的救命法宝。但植发市场的扩大,以及专业人员的缺乏,也让这项依赖专业医师的项目变得破朔迷离。而人工智能、机器人等技术的介入,很有可能成为改变这一行业的新势力。那在技术不断进步的情况下,脱发问题能够被彻底根治吗?

脱发已经成了这个时代最严重的一种威胁。

从电商平台上护发产品的热销,到无处不在的植发广告,再到各大论坛里脱发话题的热度,都能窥见人们对于头发的深度焦虑。

发际线问题也是许多影视明星们要面对的日常

但脱发这件事,没有放过任何一个群体。

脱发也偏爱体育界,妖刀吉诺比利在 NBA 叱咤多年,而头发却过早的退役了

脱发问题自古就有,几千年来,苏格拉底、凯撒、莎士比亚、拿破仑、达尔文、丘吉尔… 无数历史人物,都被脱发所困扰。而鸽子粪、刺猬刺、雪花石膏等清奇的治脱「药材」,也出现在多个记载里面。

而现在的生活节奏和压力,让这一现象得到了激化。

英国王室历代脱发的年龄也越来越提前

甚至有人戏言,「猝死不是当代青年最担忧的问题,脱发才是。」

令人绝望的发际线,谁是它的救命稻草

根据世界卫生组织统计,每 5  个人之中,就有  个人被脱发所困扰,而中国的脱发人群,达到了惊人的 2.5 亿

并且,脱发趋势正走向低龄化,比起上一代人,现在的脱发平均年龄提前了 20 年!90 后也接替 80 后,成了脱发的「主力军」。

程序员也是脱发的重灾区, 时常会被拿来开涮

很多流传广泛但颇具玄学的「偏方」:抹生姜、啤酒洗头、生发梳、黑芝麻,也折磨着脱发人士的发量和神经。

人们在 20 世纪初就发现了导致脱发的元凶:雄性激素睾丸酮,它转化生成的 「DHT – 双氢睾酮」,会刺激毛囊的生长,导致毛囊坏死,造成头发脱落。

DHT 浓度增高会影响某些毛囊分化,抑制头发生长

但治疗脱发的手段,却发展的十分缓慢。在近一个世纪的探索中,有效的治疗手段寥寥无几,目前用到的方法有药物治疗和植发。

得到公认的药物包括米诺地尔(涂抹)和非那雄胺(内服,处方药)。但它们不仅价格昂贵,也存在很大的弊端。米诺地尔会造成依赖性,而非那雄胺则会带来强烈的副作用。

所以很多人都在心底里,将植发当做了最后的救命稻草

植发这个问题,真叫人头秃

植发技术的概念,是在 1959 年被 Norman Orentreich 提出,其关键的原理沿用至今。

植发的原理示意图,是否要植发需专业医师的诊断

植发是将自身后脑勺部位「坚韧」的头发,通过毛囊搬运,移植到头发稀少的地方。

但植发是一件极其麻烦的工作,存在着依赖医生经验、耗时费力、植发成功率低等问题。

对于发际线过高的普通患者,操作起来就需要移植 1800-2500 个毛囊单位,这对医生,头皮和钱包都是不小的挑战。

此外,植发行业的市场鱼龙混杂,也时常因为虚高的利益链条,衍生出一些骇人的乱象

在前段时间的一篇报道里,有媒体对植发速成班进行了探底,揭露了令人脊背发凉的内幕。

在他们的暗访中,一个名气很大的植发培训点,竟然只用两三天时间,就完成学员的资格认证。而整个培训的操作规范,流程设置都形同虚设。

练俩小时就给患者植发的培训班黑幕

此类黑心的植发作坊,还并不是少数。除了植发市场的水太深,还反映了植发专业人员的缺乏。

而这一现状,随着机器人植发师人工培养毛囊技术的出现,也带来了新的转机。

植发机器人上岗,一站式防脱接管

美国机器人公司 Restoration Robotics ,结合机器人和人工智能,打造了一套头发修复技术,推出了植发机器人 Artas 。

它结合机器人工艺和计算机视觉等技术,进行毛囊单位的提取和种植。

通过机器人,只需要一个专业人员协助就能完成本来需要 10 人的手术

在植发时,机器人先通过数字成像,进行 3D 建模,进而确定出毛囊移植的坐标等信息;随后进行自动提取毛囊,并在种植部位智能均匀打孔;最后由机器人或医生植入毛囊。

相比起人工植发,这款机器人具有很大的优势。

首先是结合患者个体情况来设置参数,能够模拟出植发效果,帮助设计全面的操作方案。

结合人工智能的方法机器植发能更精确和高效

其次,利用图像识别和智能算法,能更准确地掌握手术中的打孔、位置角度、方向、密度、分布等信息,毛囊提取的成功率也从人工的 50% 提升至了 90%。

最后,机器人的介入,能够减少对医生的依赖,缩减手术时间,降低手术中的不确定性。

不过遗憾的是,也许是机器人技术并未在行业普及,这款 Artas 的价格高昂,超过了市面上的普通植发费用。

但智能算法和机器人的结合,势必会是未来植发的一种走向。

3D 打印带来的变革:人有多大胆,毛囊多大产

植发中还需要解决的是毛囊的来源。无论人工还是机器植发,采用还是自己的毛囊,其实是「挖东墙补西墙」。对于已经没有可用毛囊的患者,只能是爱莫能助了。

而人工培养出毛囊,则可以无视这些限制,帮助更多的人群,同时带来植发行业的革命。

在这个思路下,美国哥伦比亚大学的研究团队开展了相应的研究,他们在最近获得了新的突破。

研究成果发布在 Nature 杂志上, 论文地址:www.nature.com/articles/s41467-018-07579-y

这项研究里,研究者利用 3D 打印技术,构建了类似于人类皮肤的生发环境,获得了人工培育下的毛囊,并且成功地生出来头发。

为了在实验中培养出毛囊,有很多人都尝试过研究。但过去使用的平面培养条件、液滴培养条件都见效甚微。

而这次成功的关键在于,使用更精细的 3D 打印,细致地还原了毛囊的生长微环境

利用 3D 打印的模具,用培养液进行毛囊培养

他们在实验室中,将毛囊的真皮乳头细胞,种进微孔中,并覆盖上角质细胞,利用特制的生长因子混合物进行培养。

在三周之后,生长出了健康的毛囊,并制造出了毛发。

在小鼠皮肤移植后,人造毛囊长出了毛发

项目研究人员 Christiano 教授说,「本质上来讲,我们创建出了一片头发工场。」

3D 模具的方法,除了帮助毛囊生长,另一个巨大的优势在于,可以按照不同植发者的,设计毛发生长的密度或图案,满足多种植发需求

当然,在这项技术被实际在用于植发之前,还需要一些优化处理。

未来:科技能否解决脱发的千古难题

不知道同样脱发的达尔文会不会研究脱发和人类进化的关系

人工智能,机器人技术亦或者人造毛囊等方式的出现,在植发方式上带来了新的突破,也是最可能产生根本变革的方式。

但这些新颖的技术,在实现普及化和适用性上,还有一段长路要走。也期待科技能打败脱发的那一天。

而现在,要解决秃头问题,除了远离不靠谱的生发方式,关键还是调理好自己的身体,打造一套健康的生活作息,减少头发的负担。

如果这样做也无法阻挡脱发的强大基因,那就只能期待更强大的技术出现。但愿那些走在一线的研究者们,不会因为开发技术而失去了自己的头发。

琦玉老师:我变秃了,也变强了

—— 完 ——