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#Neues aus der Industrie
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Künstliche Intelligenz könnte den Entwurf biomimetischer Einzelzahnprothesen automatisieren
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HONG KONG: Selbst mit der Unterstützung moderner CAD/CAM-Technologie ist die Herstellung von Zahnersatz immer noch recht zeitaufwändig, was zu mehr Behandlungszeit und hohen Kosten für die Patienten führt. Um die Konstruktion von Backenzahnkronen zu erleichtern, haben Forscher der zahnmedizinischen Fakultät der Universität Hongkong (HKU) und des Fachbereichs Informatik des Chu Hai College of Higher Education in Hongkong gemeinsam einen neuen Ansatz entwickelt, der künstliche Intelligenz (KI) nutzt.
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Auf die Frage, was die Forschung inspiriert hat, sagte der Hauptautor Dr. Walter Yu Hang Lam, klinischer Assistenzprofessor für Prothetik an der Abteilung für restaurative Zahnheilkunde an der HKU, gegenüber Dental Tribune International: "Manche Patienten spüren einen sehr subtilen, hauchdünnen hohen Punkt an ihrem Zahnersatz. Daher wird im zahnmedizinischen Lehrplan ein erheblicher Teil der Zeit der Okklusionstheorie und der klinischen Ausbildung gewidmet, um einen Zahnersatz herzustellen, der zum Mund des Patienten passt. Meine Kollegen und ich hofften, eine Lösung für eine effizientere Behandlung und eine bessere Patientenerfahrung zu finden."
Um das ursprüngliche Aussehen, die Kaufunktion und die allgemeine Mundgesundheit des Patienten wiederherzustellen, sollten Zahnprothesen die gleiche okklusale Morphologie und 3D-Position wie die natürlichen Zähne aufweisen. Diese können für einen fehlenden Zahn aus denen des umgebenden Gebisses abgeleitet werden, da die Zähne eines Individuums alle von denselben Genen gesteuert werden und demselben oralen Umfeld ausgesetzt sind. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass die KI auf diese Weise das Design für eine Einzelzahnprothese auf der Grundlage der Merkmale des verbleibenden Gebisses erstellen könnte.
Das Forscherteam verwendete einen Ansatz des maschinellen Lernens, ein so genanntes generatives adversariales Netzwerk (GAN), um sein KI-System zu trainieren und zu validieren, und testete es an 175 Teilnehmern. Das System war in der Lage, die Form eines natürlichen Zahns zu rekonstruieren und den Entwurf von Zahnprothesen allein auf der Grundlage des digitalen Modells des Gebisses des Patienten zu automatisieren.
"Der 3D-GAN-Algorithmus wurde aufgrund seiner überlegenen Leistung bei der Rekonstruktion von 3D-Objekten im Vergleich zu anderen KI-Algorithmen ausgewählt. In der Vorstudie war 3D GAN in der Lage, in 60 % der Fälle ähnliche Formen wie die Originalzähne zu rekonstruieren. Es wird erwartet, dass es mit mehr KI-Trainingsdaten ausgereift ist", kommentierte Mitautor Dr. Reinhard Chun Wang Chau, Forschungsassistent in der Abteilung für restaurative Zahnheilkunde und für angewandte orale Wissenschaften und Gemeinschaftszahnpflege an der HKU, in einer Pressemitteilung. Für zukünftige Forschungen schlägt das Team vor, zu untersuchen, ob das Vorhandensein von Gegenzähnen der KI hilft, einen natürlicheren Zahn zu erzeugen.
Auf die Frage nach den Vorteilen dieser Methode für Zahnärzte und Patienten antwortete Dr. Lam: "Es ist für beide Seiten weniger zeitaufwändig. Die Zahnärzte müssen weniger Zeit für die Erfassung der Kieferverhältnisse und die Anpassung am Behandlungsstuhl aufwenden, was den gesamten Behandlungsprozess erheblich erleichtert und es ihnen ermöglicht, mehr Fälle zu übernehmen."
Er fuhr fort: "Die Patienten werden weniger Zeit und Geld für die Behandlung aufwenden müssen. Außerdem wird der Zahnersatz, den sie erhalten, besser zu ihrem Restgebiss passen und somit weniger wahrscheinlich Kieferprobleme verursachen."
Laut Dr. Lam hofft die Forschungsgruppe, die KI-Technologie innerhalb der nächsten fünf Jahre für Zahnärzte verfügbar zu machen, nachdem sie ihre Genauigkeit in simulierten und klinischen Szenarien weiter getestet hat. Außerdem glauben die Forscher, dass die Methode in Zukunft auch für die Herstellung von Kronen für andere Zähne und für mehrgliedrige Restaurationen eingesetzt werden kann.
Die Studie mit dem Titel "Artificial intelligence-designed single molar dental prostheses: A protocol of prospective experimental study" wurde am 2. Juni 2022 in PLOS ONE veröffentlicht.