Wie gestaltet KI die Zukunft der Zahnmedizin?

Fortschritte in der künstlichen Intelligenz (KI) revolutionieren die Dentalbranche. Die Praxis der Zahnheilkunde hat sich historisch auf Handarbeit verlassen. Was wir jetzt erleben, ist die Anfangsphase des schnellen Wandels der modernen Zahnheilkunde. Dies kann auf eine wachsende Liste von KI-gestützten Anwendungen zurückgeführt werden, die verwendet werden, um jeden Bereich von der zahnärztlichen Diagnostik über die Weiterbildung und die Vorhersage von Behandlungsergebnissen bis hin zum Praxismanagement zu verbessern; und viele mehr.

â € <â € <Eine der heute beliebtesten Dentalanwendungen von KI zeigt ihre unheimliche Fähigkeit, Röntgenstrahlen und 3D-Scans zu analysieren, um benutzerdefinierte Schienen für Zahnspangen zu erstellen, die zu Hause gedruckt werden können. Dies ermöglicht es Menschen mit kieferorthopädischen Anliegen, sich digital zahnärztlich versorgen zu lassen, ohne die Zahnarztpraxis aufsuchen zu müssen.

Weitere aktuelle und zukünftige KI-Anwendungen in der Zahnmedizin sind: Assistenzroboter für Zahnchirurgie, VR simulierte Zahnextraktion, Augmented Reality (AR)-Apps (z. B. für zahnärztliche Ausbildung und Lächeln Analyse), dentale Röntgenbildgebung,orale Krebserkennung mittels optischer Kohärenztomographie (OCT) Bildgebungstechnologie usw.

Was ist künstliche Intelligenz?

Künstliche Intelligenz (KI) bezieht sich auf jedes Computersystem oder jeden Prozess, der intelligentes Verhalten zeigt.

Es wurde erstmals 1950 von Alan Turing als abstraktes Konzept eingeführt. In den letzten Jahren wurden jedoch erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von Maschinen mit menschlicher Intelligenz erzielt.

Der Bereich KI umfasst praktisch alle denkbaren Zukunftsfelder: Verarbeitung natürlicher Sprache, Robotik, autonome Fahrzeuge, Spracherkennung, Bildanalyse, Expertensysteme, neuronale Netze, Computerlinguistik, Kognitionswissenschaft, Philosophie, Psychologie, Soziologie, Anthropologie, Ökonomie, Spieltheorie, Evolutionary Computation, Information Retrieval, Wissensrepräsentation, etc.

Die vielleicht zwei spannendsten Bereiche, mit denen die Zahnmedizin am häufigsten in Verbindung gebracht wird, sind maschinelles Lernen und Deep Learning.

Dentale KI: Maschinelles Lernen vs. Deep Learning

Der Begriff „maschinelles Lernen“ bezieht sich auf eine breite Klasse von Algorithmen, die für Mustererkennungs- oder Vorhersageaufgaben verwendet werden können.

Diese Algorithmen lernen aus Daten, indem sie Annahmen darüber treffen, wie sie sich auf der Grundlage dessen, was zuvor beobachtet wurde, verhalten sollten. Dieses erlernte Verhalten nutzen sie dann, um Vorhersagen über neue Beobachtungen zu treffen.

Der Hauptunterschied zwischen traditionellen statistischen Modellen (wie Regression) und Methoden des maschinellen Lernens besteht darin, dass letztere keine bestimmte Form der Beziehung zwischen Eingabevariablen und Ausgabewerten annehmen. Stattdessen lernt es direkt aus Beispielen.

Deep Learning bezieht sich auf den Prozess, bei dem ein Algorithmus Trainingsdaten verwendet, um sein eigenes Modell zu erstellen, anstatt sich auf bereits vorhandenes Wissen zu verlassen. Dadurch können Maschinen bei Aufgaben, bei denen es keine klaren Beziehungen zwischen Ein- und Ausgängen gibt, eine bessere Leistung erbringen.

Maschinelles Lernen wird seit vielen Jahren in der Medizin eingesetzt, um Krankheitsverläufe basierend auf Patientenmerkmalen wie Alter oder Geschlecht vorherzusagen. In jüngerer Zeit haben Forscher damit begonnen, diese Technologie bei Zahnproblemen wie Karies (Karies) und Zahnfleischerkrankungen anzuwenden. Tatsächlich hat eine kürzlich durchgeführte Studie ergeben, dass KI bei der Diagnose von Parodontitis genauer sein kann als menschliche Kliniker.

Deep Learning nutzt neuronale Netze mit mehreren Schichten von Verarbeitungseinheiten. Diese Modelle lernen aus Daten, indem sie ihre internen Parameter im Laufe der Zeit anpassen, bis sie eine optimale Lösung erreichen.

Diese Art von Modell wurde erstmals in den 1980er Jahren entwickelt, aber erst 2015 weit verbreitet. Heute verwenden mehrere Unternehmen KI für die Diagnose und Behandlungsplanung. Zum Beispiel, SmileDirectClub verwendet maschinelle Lernalgorithmen, um 3D-Bilder des Lächelns von Patienten zu erstellen, damit Ärzte Behandlungen planen können, ohne sie physisch untersuchen zu müssen.

Was sind einige Beispiele für Dental AI?

Der Einsatz von künstlicher Intelligenz in der Zahnmedizin nimmt zu. Zahnarztpraxen wenden sich zunehmend automatisierten Systemen zu, um traditionellere Behandlungsmethoden zu ersetzen, da sie effizienter und präziser sein können. In einigen Fällen übertreffen diese Systeme sogar menschliche Zahnärzte! Die folgende Liste enthält einige Beispiele dafür, wie künstliche Intelligenz (KI) von Zahnärzten eingesetzt wurde. 

Karieserkennung

Eine Studie von Forschern der Harvard University ergab, dass ein Algorithmus Kariesläsionen an Zähnen besser diagnostizieren kann als ausgebildete Zahnärzte. Dies geschah anhand von Daten aus über 1 Million Bildern, die während routinemäßiger mündlicher Prüfungen aufgenommen wurden.

Dentale KI-Software

Die Entwicklung neuer dentaler KI-Software kann die Qualität der Versorgung verbessern und gleichzeitig die Kosten senken. Beispielsweise hilft die Verwendung von KI zur Analyse von Röntgenstrahlen Ärzten, frühe Anzeichen von Krebstumoren zu erkennen, bevor sie zu groß oder invasiv werden, um behandelt zu werden. Weitere Anwendungen sind die Verbesserung der Patientenkommunikation durch Virtual-Reality-Simulationen und die Erstellung personalisierter 3D-Modelle des Mundes auf Basis der Patientendaten.

ORCA Dental AI ist ein gutes Beispiel dafür, wie dentale KI qualitativ hochwertige radiologische Diagnoseergebnisse liefern kann. Es verwendet KI-Algorithmen, um ihre Röntgenbilder zu analysieren und 3D-Modelle ihrer Zähne zu erstellen. Diese Modelle werden dann mit dem Originalbild verglichen, um festzustellen, ob seit dem letzten Besuch Änderungen aufgetreten sind. Die Software bietet auch die Interpretation von Informationen anhand von Zahnbildern, die auf der klinischen Erfahrung von Tausenden von Zahnärzten weltweit basieren.

Management der Zahnarztpraxis

Künstliche Intelligenz verändert die Art und Weise, wie Zahnärzte ihre Arbeit verrichten, wie sie mit ihren Patienten interagieren und wie viel Zeit sie für administrative Aufgaben im Vergleich zur Patientenversorgung aufwenden können.

KI wird unweigerlich die Zukunft der Zahnmedizin prägen, da sie einen Großteil dessen automatisieren kann, was zum Betrieb einer Zahnklinik gehört. Zu den Routineaufgaben, die am besten Ihrem KI-Verwaltungsassistenten überlassen werden, gehören: Patientenplanung, Terminerinnerungen, Behandlungsplanung, Abrechnung, Bearbeitung von Versicherungsansprüchen usw.

Viele cloudbasierte Verwaltungssoftware für Zahnarztpraxen Vereinfachen Sie auch Ihren Übergang von Papieraufzeichnungen zu elektronischen Aufzeichnungen, indem Sie alle Ihre Daten direkt aus Ihrem bestehenden EHR-System oder anderen Aufzeichnungssystemen wie Praxisverwaltungssoftware (PMS) importieren können. Das bedeutet weniger manuelle Eingaben für Sie, was wiederum wertvolle Zeit spart.

Automatisches Polieren und Reinigen der Zähne

Die jährliche CES Consumer Electronics enthüllte eine Vielzahl von KI-Zahnbürsten, die das Zähneputzen zu einem Sci-Fi-Erlebnis machen. Eines dieser teuren Gadgets sind die Oral-B Pro 1000 SmartSeries Elektrische Zahnbürste mit integrierter künstlicher Intelligenz.

​Das Gerät verwendet spezielle Algorithmen, um Plaquebildung auf jeder Zahnoberfläche zu erkennen, und poliert sie dann automatisch mit einer Ultraschallvibration. Es kann sogar zwischen den Zähnen reinigen, ohne dass eine Benutzereingabe erforderlich ist. Oral-B präsentierte auch die GeniusX-Reihe , die zwei Modelle umfasst: eines für Männer und eines für Frauen. Beide sind mit intelligenten Sensoren ausgestattet, die die Mundgesundheitsgewohnheiten der Benutzer überwachen und Feedback über Sprachansagen oder visuelle Benachrichtigungen geben.

Die elektrische Zahnbürste Oral-B Genius AI ist ein Beispiel dafür, was KI in Sachen Mundhygiene leisten kann. Die Bürste verwendet KI, die lernt, wie die Zähne jedes einzelnen Benutzers basierend auf seinen einzigartigen Putzgewohnheiten am besten gereinigt werden. Anschließend passt er sein Reinigungsmuster automatisch entsprechend an.

Endodontische Anwendungen

Dental AI demonstrierte Genauigkeit und Präzision bei der Erkennung, Diagnose und Vorhersage zukünftiger Zahnerkrankungen in der Endodontie. Eine Studie der University of Michigan hat beispielsweise gezeigt, dass Deep-Learning-Algorithmen in der Lage waren, bei Patienten, bei denen Pulpitis (Entzündung) diagnostiziert wurde, genau vorherzusagen, ob eine Wurzelkanalbehandlung erforderlich war, indem nur klinische Daten von Röntgenbildern verwendet wurden, die bei routinemäßigen Zahnarztbesuchen aufgenommen wurden . Der Algorithmus sagte auch voraus, welcher Zahn nach einer Wurzelspitzenresektion am wahrscheinlichsten ausfallen würde.

Dental AI Mundkrebs-Erkennungssystem

Im Jahr 2012 entwickelten Forscher in Stanford KI-Software in der Lage, Mundkrebs auf Bildern zu erkennen, die mit Smartphone-Kameras aufgenommen wurden. Dieses System basiert auf einem neuronalen Netzwerk, das mit über 1 Million Bildern von normalem Gewebe und Tumoren trainiert wurde. Es kann bösartige Läsionen mit einem Durchmesser von nur 0 mm erkennen. Im Jahr 5 berichtete das Team, dass ihr Modell alle Arten von Krebs, die in 2019 % der getesteten Fälle vorhanden waren, korrekt identifizieren konnte. Seitdem haben sie diese Technologie zu einer mobilen App namens „OScan“ erweitert, die für iOS-Geräte verfügbar ist.

Zahnimplantate

Künstliche Intelligenz wurde eingesetzt, um die Wirksamkeit implantierbarer medizinischer Geräte zu diagnostizieren, vorherzusagen und zu optimieren. Beispielsweise wurde von Forschern des University College London (UCL) ein KI-Algorithmus entwickelt, um Zahnärzten bei der Entscheidung zu helfen, welche Patienten am wahrscheinlichsten von Zahnimplantaten profitieren.

Das dentale KI-System verwendet Daten (z. B. Zahnarztpraxisbericht), die während der klinischen Routinepraxis gesammelt wurden, um es darin zu trainieren, wie es am besten Anzeichen von Knochenschwund um die Zähne herum erkennt. Es sagt dann voraus, ob sie eine weitere Behandlung mit Zahnimplantaten benötigen oder nicht.

Grenzenloses Potenzial

KI verändert sicherlich die Zukunft der Zahntechnik. Es hat das Potenzial, die Art und Weise, wie Menschen Zahnärzte sehen und mit ihnen interagieren, sowie die Art und Weise, wie zahnärztliche Instrumente entworfen und eingesetzt werden, zu verändern. Beispielsweise könnte KI auf vielfältige Weise eingesetzt werden:

Von der Verbesserung des Patientenwohls durch eine bessere Diagnose und Behandlungsplanung bis hin zu genaueren Vorhersagen über zahnärztliche Risiken und Patientenergebnisse würde dies Zahnärzte stärken und ihnen gleichzeitig die Zeit geben, ihre Zeit und Ressourcen dort einzusetzen, wo sie am dringendsten benötigt werden. Die Möglichkeit für Patienten, von überall und jederzeit auf Informationen über ihren eigenen Gesundheitszustand oder Behandlungen zuzugreifen, kann auch die Kommunikation zwischen Ärzten und Patienten verbessern. Dies kann zu verbesserten Compliance-Raten und allgemeiner Zufriedenheit bei beiden Parteien führen.

Allerdings sollte der Einsatz von KI eher als ergänzender Vorteil denn als Alternative zur menschlichen Entscheidungsfindung im Gesundheitswesen betrachtet werden. Es ist wichtig, dass wir uns bei medizinischen Entscheidungen weiterhin stark auf unsere Intuition verlassen, denn in vielen Fällen können uns Daten allein nicht alle Antworten liefern, die wir für fundierte Entscheidungen benötigen. Auch in absehbarer Zeit wird KI den Zahnarzt unterstützen und keinesfalls ersetzen.