Die Kieferorthopädie macht einen revolutionären Schritt in die Zukunft mit der Entwicklung eines KI-Tools, das virtuelle Patienten nutzt, um Zahnspangen präzise anzupassen. In Zusammenarbeit zwischen dem Fachbereich Informatik der Universität Kopenhagen und dem Unternehmen 3Shape wurde dieses innovative Werkzeug entworfen, das mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) die Bewegung der Zähne vorhersagen kann, um sicherzustellen, dass die Zahnspangen weder zu locker noch zu fest sitzen.
Traditionell haben Kieferorthopäden auf ihre Ausbildung und Erfahrung vertraut, was häufig zu mehreren Anpassungen und Besuchen in der Praxis geführt hat. Dieses neue Tool revolutioniert jedoch den Prozess.
Die Forscher verwendeten eingescannte Bilder von Zähnen und Knochenstrukturen aus menschlichen Kiefern, um die KI zu trainieren. Durch die Analyse dieser Daten kann die KI das Design von Zahnspangen vorhersagen, die die Zähne eines Patienten effektiv gerade richten. Professor Kenny Erleben, Leiter des Fachbereichs Informatik an der Universität Kopenhagen, erklärt, dass die Simulation es den Kieferorthopäden ermöglicht, genau zu wissen, wo die Zahnspangen Druck ausüben sollten, was die Notwendigkeit von Versuchen und Fehlern reduziert.
Eine Herausforderung in der Kieferorthopädie besteht darin, dass sich die Zähne im Laufe des Lebens einer Person weiter verschieben. Darüber hinaus variieren die Zahnverschiebungen stark von Patient zu Patient, was es schwierig macht, vorherzusagen, wie Zahnspangen bei verschiedenen Personen wirken werden. Um diese Herausforderungen zu überwinden, haben die Forscher ein neues Tool und einen Datensatz mit verschiedenen Modellen entwickelt.
Transparente Aligner, eine beliebte Alternative zu herkömmlichen Zahnspangen, stellen ebenfalls einzigartige Herausforderungen bei der Vorhersage von Zahnverschiebungen dar. Diese Kunststoff-Aligner müssen mindestens 22 Stunden am Tag getragen und alle zwei Wochen gegen engere Sätze ausgetauscht werden. Das KI-Tool berücksichtigt die Veränderungen in der Zahnkontur, die durch das Kunststoffmaterial der Aligner verursacht werden, was es noch komplizierter macht, die erforderliche Kraft zur Bewegung der Zähne zu berechnen. Dennoch wurde das Tool darauf trainiert, diese Faktoren zu berücksichtigen.
Die Einführung von digitalen Zwillingen, virtuellen Modellen, die Menschen oder physische Objekte genau widerspiegeln, hat neue Möglichkeiten in der Kieferorthopädie eröffnet. Diese Modelle können sofort Informationen über die Auswirkungen einer bestimmten Anpassung liefern, was die Zeit verkürzt, die benötigt wird, um Behandlungsergebnisse zu bestimmen. Die Forscher haben ein Computermodell erstellt, das genaue 3D-Simulationen des Kiefers eines einzelnen Patienten generiert und es Zahnärzten sowie Technikern ermöglicht, die beste Behandlung zu planen.
Die Entwicklung dieser digitalen Zwillinge reicht über die Kieferorthopädie hinaus. Die Forscher haben eine Datenbank mit digitalen Patienten aufgebaut, die Behandlungen für verschiedene medizinische Szenarien simulieren können, wie z.B. Hüftimplantate. Diese Entwicklung hat das Potenzial, die Erfahrungen der Patienten zu vereinfachen und Ressourcen im Gesundheitswesen zu sparen.
Obwohl digitale Zwillinge noch ein relativ neues Feld sind, glaubt Professor Erleben, dass weitere Daten die Behandlungsergebnisse weiter verbessern werden. Mit einer größeren Datenbank virtueller Patienten können Simulationen verwendet werden, um Behandlungen gezielter anzusprechen und medizinische Geräte genauer anzupassen, was ganzen Bevölkerungsgruppen zugutekommen kann.
Während dieses KI-Tool weiterentwickelt wird, muss es regulatorischen Überprüfungen unterzogen werden, um seine Sicherheit und Wirksamkeit zu gewährleisten. Dennoch ist sein Potenzial, die kieferorthopädischen Behandlungen zu revolutionieren, unbestreitbar. Durch die Integration von KI und virtuellen Patienten können Kieferorthopäden genauere und effizientere Ergebnisse erzielen und den Patienten ein reibungsloseres und angenehmeres Erlebnis bieten.
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