Quelle: pexels

KI zählt auch in der Gesundheit! Einsatz künstlicher Intelligenz in der Kieferorthopädie 2.0

11. September 2021

Bei einer kieferorthopädischen Behandlung sind regelmäßige Kontrollen unerlässlich. Die Therapie erstreckt sich über mehrere Monate oder Jahre. Die Digitalisierung hat längst in der modernen Kieferorthopädie Einzug gehalten, so dass der routinemäßige Besuch beim Kieferorthopäden alle vier Wochen heute nicht mehr Standard ist. Auch die Verwendung von Hightech-Materialien kann den Kontrollbesuch zum Austausch der bunten Gummiringe alle vier Wochen überflüssig machen.

Digitale kieferorthopädische Diagnostik

Voraussetzung jeder kieferorthopädischen Therapie ist eine ausführliche Beratung, fundierte Anamnese und exakte Planung zur Bestimmung der individuellen Behandlungsoptionen. Durch die Verwendung intraoraler Scanner statt herkömmlicher Abdruckmaterialien, der Anfertigung digitaler Röntgenaufnahmen und Fotos profitiert der Patient bereits bei der kieferorthopädischen Diagnostik vom digitalen Workflow.

Digitale Behandlungsplanung und Vorher-Nachher-Simulation

Anhand der digital angefertigten diagnostischen Unterlagen erstellt der Arzt ein individuelles medizinisches Behandlungskonzept für den Patienten. Da die vom Intraoralscan erzeugte Ansicht der Gebiss-Situation sofort am Bildschirm sichtbar ist, hat der Arzt die Möglichkeit, den Patienten sehr anschaulich "am Objekt" zu beraten. Dank spezieller Software kann zudem oftmals eine erste visuelle "Vorher-Nachher-Simulation" erstellt werden.

Digitale Dateien als Grundlage zur Herstellung kieferorthopädischer Behandlungsgeräte

Die aus den Scans der Zähne und umgebenen Gewebe erzeugten Scan-Dateien bilden die Grundlage für die Planung und Konstruktion von kieferorthopädischen Geräten. So können z.B. Zahnschienen (Aligner, CMD-Schienen) oder andere herausnehmbare Zahnspangen im 3-Druck hergestellt werden.

Digitale Verlaufskontrolle in der Kieferorthopädie dank KI-gestützter Technologie 

Damit eine kieferorthopädische Behandlung sicher und zielgerichtet abläuft, braucht es regelmäßige Kontrollen der Behandlungssituation durch den Kieferorthopäden. Nur so kann beurteilt werden, ob sich die Zähne wie geplant bewegen, ob zusätzliche Hilfsmittel notwendig werden, ob die Mundhygiene ausreichend ist, Brackets oder Attachments intakt sind, die Aligner (=transparente Zahnschienen zur Korrektur der Zähne) schon gewechselt werden können u.v.m. 

Viele Parameter kann der Kieferorthopäde dank moderner Technik heute auch durch KI-unterstütze Technologie und damit sogar aus der Ferne beurteilen. Dadurch hat der Arzt die maximale Kontrolle über den Therapieverlauf - und gleichzeitig muss der Patient weniger Zeit in der Praxis verbringen. Das Beste daran: Die virtuellen Kontrollen können von überall auf der Welt erfolgen. Egal wo man gerade ist, die Praxis hat die aktuelle Zahnsituation im Blick.

Virtuelle Behandlungskontrolle über eine Monitoring App I Quelle: Dental Monitoring

Wie genau funktioniert die "dentale Überwachung"?

Um die Technik nutzen zu können, erhält der Patient eine Scan-Box von seinem Kieferorthopäden erklärt, die er anschließend mit nach Hause nehmen kann. Wenn der Patient sich die passende App auf sein Smartphone geladen hat, kann es auch schon losgehen:

Mit der Scan-Box und dem Smartphone fertigt der Patient in regelmäßigen Abständen kurze Videos und Bilder von seinen Zähnen an und schickt sie ganz bequem per Klick an die Praxis. Von einer komplexen Software werden sie mit Hilfe künstlicher Intelligenz analysiert und dem Arzt zur weiteren Prüfung zur Verfügung gestellt. Anhand der Voreinstellungen des Behandlers bekommt jeder Patient ein exakt auf seine Bedürfnisse abgestimmtes Überwachungsprotokoll, denn jede Behandlung ist individuell - so, wie es auch jede Gewebereaktion auf die kieferorthopädische Therapie ist.

Virtuelle Behandlungskontrolle über die Monitoring App I  Quelle: Dental Monitoring

Was kann der Kieferorthopäde an den Scans ablesen?

Der Kieferorthopäde kann z. B. genau bestimmen, ob der Patient seinen Aligner zur Zahnkorrektur bereits wechseln kann oder den aktuellen Aligner lieber noch etwas länger tragen sollte, weil die Zähne noch nicht das gewünschte Zwischenziel erreicht haben. Auch bei festen Zahnspangen kann man mittels der virtuellen Kontrolle erkennen, ob die Behandlung wie geplant verläuft. Wenn der Patient die Monitoring-App und die Scan-Box benutzt, kann der Behandler damit den Behandlungsverlauf in Echtzeit kontrollieren und dem Patienten zeitnah eine Rückmeldung über den Verlauf geben. Sollte eine Abweichung festgestellt werden, kann sich die Praxis sofort mit dem Patienten in Verbindung setzen, auch wenn der nächste Kontrolltermin in der Praxis erst in einigen Tagen oder Wochen vereinbart wurde. Das hat große Vorteile, denn so wird der Behandlungsfortschritt aktiv und nicht reaktiv kontrolliert und die Therapie verläuft insgesamt effizienter und präziser ab. 

Was kann können Monitoring Apps noch?

Häufig kann der Patient jederzeit selbst die Fortschritte der Behandlung verfolgen: Mit Hilfe einer Foto-Morphing-Technologie sieht er, wie sich seine Zähne bereits bewegt haben. Mit dem Praxisteam kann der Patient aber auch via App kommunizieren und so schnell Ratschläge bei Problemen erhalten. 

Die Vorteile:

  • Einfachheit: Der Patient kommt einfacher und schneller an das Behandlungsziel
  • Der Aufwand minimiert sich: Der Patient muss seltener in die Praxis fahren
  • Zeitersparnis: Der Patient spart Zeit - und wird sicher begleitet
  • Service-Mehrwert: Direkter Praxis-Kontakt auf kurzen Wegen
  • Motivation: Die Behandlungsfortschritte und Erfolge können  mit Freunden und Familie oder gar auf Social Media geteilt werden. Das macht Spaß und motiviert zusätzlich

 

KI in der Kieferorthopädie: Monitoring mit der Scan-Box | Quelle: intern

Ersetzt Monitoring den Kieferorthopäden und die Termine vor Ort?

Nein! Der Fachzahnarzt für Kieferorthopädie wird natürlich nicht ersetzt und ist weiterhin essenziell für die Behandlungsplanung, -strategie und -kontrolle. Auch die wichtigen Termine in der Praxis finden weiterhin statt. Die digital unterstützte Behandlungskontrolle ermöglicht jedoch eine optimale Planung der Praxis-Termine, da unnötige Zwischentermine vermieden werden. Bei Notfällen kann der Fachzahnarzt auch aus der Ferne an jedem Tag der Woche Ratschläge geben, wenn das notwendig sein sollte. Kurz: Der Patient profitiert vom digitalen Workflow der Praxis, zu dem eben auch oftmals moderne Tools der Behandlungskommunikation- und -kontrolle gehören. 

Sind die Daten sicher?

Natürlich hat Datenschutz oberste Priorität. Deswegen nutzen renommierte Anbieter modernste Technologien zum Schutz der persönlichen Patientendaten. Teams dieser Anbieter sorgen rund um die Uhr dafür, dass die App auf jedem Smartphone genutzt werden kann und die Daten dabei stets sicher sind. Nur der Patient, die Praxis und der APP-Anbieter haben im Normfall Zugriff auf die sensiblen Daten. 

Digitaler Workflow auch in der Stabilisierungsphase

Um das erreichte Behandlungsergebnis zu stabilisieren, werden häufigst am Ende der aktiven Behandlungsphase feste Retainer und/oder herausnehmbare Retentionsschienen oder Retentionsspangen eingesetzt. Auch hier können intraorale Scans als Planungsgrundlage für die festen Retainer genutzt werden, die im CAD/CAM-Verfahren hergestellt werden. Die Nachtschienen bzw. -spangen können im 3D-Druck hergestellt werden. Bei vorliegendem Abschluss-Scan können die Nachtspangen jederzeit erneut angefertigt werden und der Patient muss nicht extra für einen Abdruck in die Praxis fahren - sondern erhält diese individuell gefertigte Schiene auf dem Postweg.

Was passiert nach der Behandlung?

Ist die Behandlung erfolgreich abgeschlossen, gilt es, das neue Lächeln auch auf Dauer zu stabilisieren (Retention). Auch dafür kann eine Monitoring-App genutzt werden. Über drei- bis sechs-monatliche Scans bleibt der Patient auch langfristig mit seinem Kieferorthopäden in Verbindung. Dieser kann sofort reagieren, falls sich z. B. unerwünschte Zahnbewegungen zeigen sollten.

Fluch und Segen 

Der Einsatz modernster digitaler Technologien in der Kieferorthopädie verändert das klassische Berufsbild des Zahnarztes und Kieferorthopäden und seines Praxisteams. Auch wenn die manuellen Fähigkeiten weiterhin wichtig sind, verlagert sich ein Teil der Profession an den Bildschirm und die umfassende Beratung und Aufklärung wird immer wichtiger. Der Arzt übernimmt dabei die Rolle des nachhaltigen Gesundheitscoachs für seine Patienten. Die Patienten profitieren von der Erfahrung des Behandlers und der effizient nach neuesten Methoden geplanten und durchgeführten kieferorthopädischen Therapie. 

 

Quellen: 

  • Das Gesundheitsportal medondo.health
  • Impellizzeri A, Horodinsky M, Barbato E, Polimen iA, Salah P, Galluccio G (2020). Dental Monitoring Application: it is a valid innovation in the Orthodontics Practice? Clin Ter. May-Jun 2020;171(3): e260-e267.
  • Impellizzeri A, HorodynskiM, De StefanoA, Palaia G, Polimeni A,  Romeo U, Guercio-Monaco E, Galluccio G (2020). CBCT and Intra-Oral Scanner: The Advantages of 3D Technologies in Orthodontic Treatment. Int J Environ Res Public Health. 2020 Dec 16;17(24):9428.
  • Jabri M A, Wu A, Pan Y, Wang L (2021). An overview on the veracity of intraoral digital scanning system and utilization of iTero scanner for analyzing orthodontic study models both In-Vivo and Ex-Vivo. Niger J Clin Pract. 2021 Jan;24(1):1-7.
  • Morris R S, Hoye L N, Elnagar M H, Atsawasuwan P, Galang-Boquiren M T, Caplin J, Costa Viana G, Obrez A, Kusnoto B (2019). Accuracy of Dental Monitoring 3D digital dental models using photograph and video modeAm J Orthod Dentofacial Orthop. 2019 Sep;156(3):420-428.
  • Jedliński M, Mazur M, Grocholewicz K, Janiszewska-Olszowska J (2021).3D Scanners in Orthodontics-Current Knowledge and Future Perspectives-A Systematic ReviewInt J Environ Res Public Health. 2021 Jan 27;18(3):1121.
  • Keskinbora K H (2019). Medical ethics considerations on artificial intelligence. J Clin Neurosci. 2019 Jun; 64:277-282.
  • Noorbakhsh-Sabet N, Zand R, Zhang Y, Abedi V (2019). Artificial Intelligence Transforms the Future of Health Care. Am J Med. 2019 Jul;132(7):795-801.
  • Kunz F, Stellzig-Eisenhauer A,  Zeman F, Boldt J (2020). Artificial intelligence in orthodontics: Evaluation of a fully automated cephalometric analysis using a customized convolutional neural network. J Orofac Orthop. 2020 Jan;81(1):52-68.
  • Bichu Y M, Hansa I, Bichu A Y, Premjani P, Flores-Mir C, Vaid N R (2021). Applications of artificial intelligence and machine learning in orthodontics: a scoping review. Prog Orthod. 2021 Jul 5;22(1):18.
  • Bouletreau P, Makaremi M, Ibrahim B, Louvrier A, Sigaux N (2019). Artificial Intelligence: Applications in orthognathic surgery. J Stomatol Oral Maxillofac Surg. 2019 Sep;120(4):347-354.
  • Mohammad-Rahimi H, Nadimi M, Rohban H R, Shamsoddin E, Lee V Y, Motamedian S R (2021). Machine learning and orthodontics, current trends and the future opportunities: A scoping review. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2021 Aug;160(2):170-192.e4.
  • Khanagar S B, Al-Ehaideb A, Vishwanathaiah S, Maganur P C, Patil S, Naik S, Baeshen H A,  Sarode S S (2021). Scope and performance of artificial intelligence technology in orthodontic diagnosis, treatment planning, and clinical decision-making - A systematic review. J Dent Sci. 2021 Jan;16(1):482-492.