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Medizin: Mit KI gegen Zahnfleischbluten

Das technische Hilfsmittel wurde in einem interdisziplinären Team von Forschern der Universität Kassel, der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) realisiert. „90 Prozent der Bevölkerung putzen täglich die Zähne, trotzdem leiden über 70 Prozent an Entzündungen des Zahnfleisches oder des Zahnbettes. Das heißt, alle wissen, wie wichtig Zähneputzen ist, aber fast niemand macht es richtig“, erklärte Prof. Dr. Bernhard Sick, Leiter des Fachgebietes Intelligente eingebettete Systeme an der Universität Kassel. 

Das Interesse sei groß, das Zähneputzen besser zu verstehen, teilte die Hochschule mit. Die Zahnmedizin sehe die Konsequenzen schlechter Mundhygiene, für die Krankenkassen entstünden Kosten. Die genaueste Analyse des Zahnputzvorgangs liefere bislang die Videoanalyse durch in Beobachtungsmethoden geschultes Personal. „Dieses zu trainieren und dann die Beobachtungen durchzuführen, ist äußerst zeitaufwändig“, erklärte Prof. Dr. Renate Deinzer, Leiterin des Instituts für Medizinische Psychologie der JLU. „Die Analyse eines Zahnputzvorgangs von wenigen Minuten erfordert mehrere Stunden. Gleichzeitig können wichtige Details bei einer rein visuellen Beobachtung nicht analysiert werden.“ 


Verfahren des Maschinellen Lernens kommen zum Einsatz
Dr. Keywan Sohrabi, Professor für Medizinische Informatik an der THM, entwarf demnach die Hardware. In eine manuelle Zahnbürste seien Sensoren integriert worden, um Bewegungsrichtung, Kraft und andere physikalische Größen zu messen. „Mit diesem Prototyp können wir erste Studien durchführen und Daten erfassen“, erklärte Sohrabi. Sicks Mitarbeiter entwickelten den Angaben zufolge aus diesen Sensordaten mit Verfahren des Maschinellen Lernens (ML) ein Modell, um den Zahnputzvorgang abzubilden. 

Hierbei gehe es darum zu klären, welche Zahnfläche gerade geputzt und ob die Bürste kreisend oder horizontal bewegt werde. Wichtig sei zudem zu erfahren, welcher Druck aufgewandt werde und ob der Zahnbelag erfolgreich entfernt worden sei. Das alles ersetze die Videoanalyse, hieß es. Das auf die Beobachtung von Zahnputzvorgängen spezialisierte Team der Medizinischen Psychologie liefere wiederum Basisdaten und prüfe die Plausibilität der automatisierten Auswertungen. So entstehe ein neues Forschungsgerät zur Grundlagenforschung in der Zahnmedizin, hieß es. (ud)
 

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