Zahnbürste mit Positionserkennung

Freestyle-Putzen per Bluetooth

In den 80er-Jahren wurden die ersten elektrischen Zahnbürsten als revolutionärer technischer Durchbruch gefeiert. Mit den heutigen Modellen soll das Putzen auch noch Spaß machen – schließlich soll der Patient nicht Sklave seiner Zahnbürste werden. Wird er dafür jetzt zum Knecht von App und Kamera?

© Procter Gamble

Daniel P. Grotzer Professional Academic Relations Manager PG Professional Oral Health © Procter Gamble
Frank Kressmann SH RD Global Devices Electronics and Connected Products © Procter Gamble

40 Prozent der Deutschen putzen elektrisch, deutlich mehr als in den USA (20 Prozent) und China (1 Prozent). ProcterGamble hat als Marktführer in Deutschland beim elektrischen Zähneputzen die Nase vorn. Frank Kressmann ist dort Chefentwickler und hat maßgeblich an der Entwicklung einer elektrischen Zahnbürste mit Positionserkennung mitgearbeitet. Seit August des vergangenen Jahres ist die Bürste auf dem Markt. Im Interview erklärt er mit seinem Kollegen, Daniel Grotzer, PAR-Manager, wie Zähneputzen per Bluetooth funktioniert und warum der Zahnarzt sich die Putzdaten seiner Patienten genau anschauen sollte.

Viele elektrische Zahnbürsten haben einen Timer, bieten Schutz gegen zu festes Aufdrücken sowie mehrere Putzmodi. ProcterGamble hat als erster Hersteller eine Zahnbürste mit Positionserkennung und Smartphone-Support vorgestellt – „eine neue Ära in der interaktiven Zahnpflege“, heißt es. Wodurch wird diese „neue Ära“ eingeleitet?
Frank Kressmann: Was mit der Genius 9000 eingeführt wurde – und das ist wirklich eine Marktneuheit –, ist, dass die Zahnbürste in Zusammenhang mit der App erkennt, wo der Nutzer im Mund gerade putzt – und zwar individuell! Das heißt, die Nutzer können beim Zähneputzen anfangen und aufhören, wo sie wollen. Wir messen, zu jedem Zeitpunkt, in welcher Zone sie gerade putzen und können dies über das Smartphone anzeigen und protokollieren.

Die Positionserkennung ist nur kombiniert mit dem Smartphone möglich?
Daniel Grotzer:
Genau, Sie brauchen die Kamera Ihres Smartphones für die Gesichtserkennung, um zusammen mit dem Sensor in der Bürste die Position zu errechnen. Aber selbstverständlich können Sie die Bürste auch ohne Positionserkennung benutzen.


Die Positionserkennung soll dafür sorgen, dass beim Zähneputzen jeder Bereich des Mundes gleichwertig geputzt wird. Dafür ist es notwendig, das Smartphone mit laufender App vor sich auf Gesichtshöhe zu haben. Eine Halterung für die Befestigung am Badezimmerspiegels wird vom Hersteller mitgeliefert. Ein Sensor im Handstück der Zahnbürste sendet per Bluetooth Daten an die App, die diese mit den Bildern aus der Mundhöhle abgleicht – so wird errechnet, welcher Bereich des Mundes gerade geputzt wird. Das Datenmaterial kann zudem in der App gespeichert und sogar auf Wunsch digital an den Zahnarzt übermittelt werden. Basierend auf den gespeicherten Putzdaten kann der Zahnarzt beziehungsweise die Prophylaxe-Kraft Putzempfehlungen oder spezielle Ziele direkt in die App einprogrammieren


Warum ist es notwendig, live zu verfolgen, welcher Bereich des Mundes gerade geputzt wird?
Kressmann:
Wir hören von Zahnärzten immer wieder, dass die meisten Menschen bestimmte Bereiche des Mundes sehr gut putzen, es aber auch Bereiche gibt, die nicht gut geputzt werden. Wir haben dies sogar in einer Studie nachgeprüft und in der Tat festgestellt, dass 60 Prozent der Studienteilnehmer den hinteren Backenzahnbereich entweder zu kurz oder gar nicht putzen – dafür aber den vorderen Bereich umso mehr.

Wir haben also festgestellt, dass die Putzleistung im Mund in der Regel sehr ungleich verteilt ist. Und dass sich die Menschen nach 20 Jahren Zähneputzen eine Routine angeeignet haben, die jeden Tag immer gleich abgespult wird. Unser Ziel war, genau diese Routine zu durchbrechen. Deswegen haben wir die Positionserkennung eingeführt – um sicherzustellen, dass jeder Bereich des Mundes gleichwertig geputzt wird.
Grotzer:
An uns sind Zahnärzte herangetreten, die sagten, dass der Patient auf lange Sicht nie 100-prozentig das macht, was ihm in der Praxis beigebracht wurde, sondern dass der Patient immer wieder in seine alte Routine zurückfällt. Ein Zahnarzt sagte: „Im Grunde genommen, müsste ich immer neben dem Patienten im Badezimmer stehen, um ihm zu sagen, wo er noch putzen muss.“ Genau aus diesem Grund wurde dann die Genius 9000 entwickelt.

In Ihrem Forschungszentrum in Kronberg erforschen Sie, wie Menschen Zähne putzen. Nach Ihren Studien putzen 80 Prozent der Teilnehmer mindestens einen Bereich des Mundes nicht gründlich genug – trotz professioneller Beratung. Woran liegt das?
Grotzer: Die meisten Menschen erledigen neben dem Zähneputzen viele andere Dinge – das geht von Kaffee kochen über die Versorgung der Kinder bis zum morgendlichen Rollo hochziehen. Zähneputzen ist für viele Menschen eine Nebentätigkeit – dementsprechend vergessen sie, die beigebrachte Putztechnik richtig anzuwenden. Die Genius 9000 ist als Übungsinstrument gedacht, um die Nutzer immer wieder daran zu erinnern, die richtige Putztechnik zu verwenden.

Wenn man seine Putztechnik verbessert hat, wird die App dann überflüssig?
Grotzer:
Nein, mit der App möchten wir die Nutzer dazu bringen, dass sie besser putzen und dass sie sich eine neue Routine angewöhnen. Sie ist ein Übungs- und Trainingsinstrument, um das Putzen zu verbessern.
Kressmann: Wir gehen davon aus, dass nicht jeder Nutzer jeden Morgen das Smartphone für die Positionserkennung anmacht – muss er aber auch nicht, denn die Positionserkennung ist dafür gedacht, dass ich mein Putzverhalten trainiere. Das sollte ich am Anfang natürlich häufiger machen, am besten jeden Tag. Unser Gehirn arbeitet durch Wiederholungen, so geht die neue Putztechnik in Gewohnheit über. Dann kann ich das Zähneputzen vor dem Smartphone auch reduzieren und die Positionserkennung nur noch an jedem zweiten oder an jedem dritten Tag verwenden. Zur Überprüfung der Putztechnik haben wir auch eine sogenannte Challenge in die App eingebaut – dies kann man als Wettbewerb betrachten, das heißt, man putzt sich die Zähne mit Positionserkennung – ohne sich das Ergebnis anzeigen zu lassen – zumindest am Anfang. Man putzt also „blind“ und am Ende wird das Ergebnis präsentiert. So kann ich immer wieder mein Putzverhalten überprüfen.

Das System ist außerdem so gebaut, dass ich gar nicht jeden Tag mit der App putzen muss. Die Zahnbürste speichert nämlich bis zu 30 Putzeinheiten im Handstück der Zahnbürste – wenn ich zum Beispiel unterwegs war und zwei Wochen nicht die App genutzt habe, die Daten aber dann zu Hause ins Telefon übertrage, habe ich dennoch meine komplette Putzstatistik.

Das Verbrauchermagazin Chip online hat die Zahnbürste getestet und seine Leser gefragt: „Hätten Sie Lust, jeden Tag im Halbschlaf Ihr Smartphone in eine Halterung einzuklemmen, vor der Kamera zu putzen und sich anschließend vom Handy kritisieren zu lassen?“ Wo verläuft Ihrer Meinung nach die Grenze zwischen Sinn und Unsinn der modernen Digitalisierung?
Grotzer:
Für uns hat es Sinn, das zu tun, was das Putzergebnis und die Gesundheit verbessert. Die Idee, das Smartphone zu benutzen, kam daher, dass mehrere Studien festgestellt haben, dass die meisten Menschen ihr Smartphone tatsächlich schon im Badezimmer dabei haben und selbst beim Zähneputzen mit dem Smartphone interagieren. Wir dachten also: Wenn das Smartphone ohnehin schon im Badezimmer dabei ist, dann können wir es auch für eine sinnvolle Tätigkeit benutzen.
Kressmann: Aber man darf nicht vergessen: Die App soll Spaß machen. Das war einer der Motivatoren für uns am Anfang. Denn immer wenn wir Studienteilnehmer gefragt haben „Warum putzen Sie sich zweimal am Tag die Zähne?“, sagten diese „Naja, mein Zahnarzt hat gesagt, dass das wichtig ist“, niemals hörten wir, „weil es total Spaß macht!“. Unsere These war dementsprechend: Wenn Zähneputzen Spaß machen würde, dann würde doch auch die Compliance automatisch steigen. Deshalb haben wir das Tool so gebaut, dass man – während man die App benutzt – auch den Wetterbericht lesen kann, oder die Nachrichten. Ich denke, das ist auch der Grund, warum die durchschnittliche Putzzeit von unter einer Minute bei manuellen Zähneputzern auf über 2:24 Minuten beim Putzen mit der App gestiegen ist. Ich erwische mich manchmal selbst dabei, dass ich noch eine Nachricht zu Ende lesen möchte und mir deshalb drei Minuten die Zähne geputzt habe. Das ist mir vorher nie passiert.
Grotzer: Das Zähneputzen soll sich verbessern und es soll Spaß machen. Sie sollen nicht Sklave ihrer Zahnbürste werden.

Es gibt bereits Apps, die die Mundhöhle erfassen und dem Nutzer zeigen, wo im Mund er putzen soll. Inwiefern unterscheiden sich diese von der von Ihnen entwickelten Positionserkennung?
Kressmann: Ein System wie das unsrige habe ich bisher noch nicht gesehen. Was es sehr wohl gibt, sind Systeme am Markt, bei denen sich ein Sensor in der Bürste befindet, der ausgewertet wird. Bei unserem Putzsystem ist es jedoch so, dass wir den Sensor haben UND die Videokamera. Und das aus gutem Grund: Alle Systeme, die ich bisher gesehen habe, basieren darauf, dass die App mir vorgibt, wo ich putzen muss: „Hier Frank, Du musst links oben anfangen und dann einem ganz bestimmten Bewegungspfad durch den Mund durchgehen.“ Das heißt also, dass die App mir ganz genau den Putzstil vorgibt. Wenn ich mich daran halte, dann habe ich in der Regel meine Zähne gut geputzt – wenn ich aber gerade Kaffee koche oder den Hund versorge, dann sehe ich die Putzanleitung der App nicht und dann falle ich automatisch wieder in meinen unterbewussten Rhythmus zurück, den ich immer anwende.

Was wir also wollten, das war, den Nutzern die Möglichkeit zum Freestyle-Putzen zu geben und sie nicht zu zwingen links oben im Mundraum anzufangen. Wir geben ihnen die Möglichkeit, ihren natürlichen Putzstil beizubehalten, bei dem sie anfangen können, wo sie wollen, und aufhören können, wo sie wollen. Das ist der große Vorteil unseres Systems: Da wir den Sensor und die Kamera haben, können wir jederzeit erkennen, wo im Mund geputzt wird.

An der Positionserkennungs-Technologie haben Sie gemeinsam mit Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen seit 2013 zusammengearbeitet. Die Positionserkennung bezieht sich jedoch nur auf sechs Bereiche des Mundes. Einzelne Zähne können nicht erfasst werden. Woran liegt das?
Kressmann:
Wir haben uns bei der Wahl der sechs Zonen von dem Standardmodell in der Zahnheilkunde leiten lassen. Es ist auch technisch anspruchsvoller, jeden einzelnen Zahn zu erfassen, als nur einzelne Bereiche. Wenn man aber verschiedene Putzstile betrachtet, sieht man, dass die meisten Menschen sowieso nicht jeden einzelnen Zahn putzen, sondern immer nur einzelne Bereiche.

Die App zur Zahnbürste sammelt Daten. Der Nutzer kann sein eigenes Putzprofil erstellen lassen, seine Zahnputzstatistik einsehen und sogar seine Zahnarzttermine verwalten. Wie sieht es mit der Datensicherheit aus?
Kressmann:
Die Daten werden in der App in geschützten Bereichen und verschlüsselt gespeichert. Diese Information kommt aus der App nicht heraus. In der App selbst sind die Daten gesichert. Beide Systeme, Android und iOS, schützen die Daten. Da kommt keiner an Ihre Daten ran – außer Sie selbst möchten das.

Lassen Sie uns folgendes Gedankenszenario durchgehen: Normalerweise kommt Patient Fritz Meier zweimal im Jahr in die Praxis. Sein Zahnarzt lobt ihn, weist ihn aber jedes Mal auch auf Schwachstellen hin und gibt weitere Tipps zur Verbesserung der Mundpflege. Dann kommt Meier plötzlich in die Praxis und präsentiert seine neueste Statistikauswertung.

Verändert sich hier das Arzt-Patienten-Verhältnis?
Grotzer: Die Zahnärzte und Dentalhygienikerinnen, mit denen wir bisher gesprochen haben, fanden es sehr positiv, dass durch die App die Möglichkeit besteht, die Qualität ihrer Arbeit langanhaltend zu sichern und den Kontakt zum Patienten nicht abreißen zu lassen. Der Zahnarzt kann dem Patienten die App als Übungsinstrument mit an die Hand geben. Gleichzeitig bekommt er sowohl vom Patienten als auch von der App die Rückmeldung, ob die neue Putztechnik tatsächlich auch umgesetzt wurde. Somit ist die App nicht nur ein Hilfsmittel für den Patienten, sondern auch für den Zahnarzt – und fördert die Kommunikation zwischen beiden.

Natürlich muss der Zahnarzt sich darauf erst einmal einlassen – aber in den Praxen leisten ja vor allem auch die Dentalhygienikerinnen ganz hervorragende Arbeit bei der Anleitung und der Verbesserung der Zahnpflege. Und für sie ist die App ein großartiges Hilfsmittel, das auch sehr gerne angenommen wird.

Wie funktioniert die Datenübermittlung? Ich gehe zum Zahnarzt, habe mein Smartphone dabei und zeige ihm die App?
Grotzer:
Das kann man sich im Prinzip aussuchen. Die Daten werden von dem Handstück der Zahnbürste in die App geladen und dort sind sie für den Patienten verfügbar. Wenn der Patient möchte, kann er tatsächlich die App seinem Zahnarzt zeigen, er kann in der App aber auch direkt ein PDF-Dokument generieren und dieses entweder ausdrucken und zum Zahnarzt mitnehmen oder direkt aus der App per E-Mail an seine Zahnarztpraxis schicken.
Kressmann: Wenn der Patient es nicht will, kommt aus der App auch nichts heraus.

Sie investieren viel Zeit und Geld in die Forschung. Was kommt nach der Positionserkennung?
Kressmann:
Was danach kommen wird, kann ich Ihnen noch gar nicht sagen. Wir haben das System erst seit einigen Monaten auf dem Markt und wir werden natürlich erst einmal beobachten, welche Verbesserungen dadurch erreicht werden konnten – sprich mit Zahnärzten sprechen und auch eigene Studien machen. De facto können wir sagen: Seitdem wir die App eingeführt haben, wissen wir, dass die Compliance deutlich gestiegen ist. Die durchschnittliche Putzzeit liegt mit der App nun bei 2:24 min.
Grotzer: Es gibt zusätzlich für den Zahnarzt oder die Dentalhygienikerin die Möglichkeit, die Einstellungen in der App für den Patienten zu personalisieren – wenn die Dentalhygienikerin zum Beispiel feststellt, dass der Patient einen Bereich immer ein bisschen spärlich behandelt, lässt sich dieser gesondert markieren, sodass beim Patienten zu Hause während des Putzens ein dreidimensionales Bild des Mundes aufpoppt, wo die Zahnflächen farblich markiert sind, die die Dentalhygienikerin oder der Zahnarzt ausgzeichnet haben. Er oder sie kann also dafür sorgen, dass gewisse Bereiche noch besser gepflegt werden. Zusätzlich lässt sich auch eine Erinnerung für die Verwendung von Mundspüllösungen, Zahnseide oder Interdentalraumbürsten in einer entsprechenden Frequenz oder zu einer jeweiligen Tageszeit einstellen, sodass dies auch nicht mehr vergessen wird.

Wann wird die Handzahnbürste aussterben?
Grotzer:
Das kann man natürlich nicht prognostizieren. Die Studienlage sagt uns, dass mit der rotierend-oszillierenden Zahnbürste wesentlich effektiver geputzt wird als mit einer Handzahnbürste. Die Plaque wird wesentlich schneller und effektiver entfernt. Insofern ist natürlich die Verwendung einer elektrischen Zahnbürste entsprechend sinnvoll. Inwieweit sich das zukünftig entwickeln wird und ob die Handzahnbürste mal überflüssig wird – das kann keiner vorhersagen.

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