Mit KI gegen Zahnfleischbluten und Parodontitis
Ein Team der Universität Kassel, der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) hat ein neues Forschungsgerät namens „Brushalyze“ entwickelt, das eine detaillierte Analyse des Zahnputzvorgangs automatisiert vornimmt und so ein genaueres Studium ermöglicht. Damit leisten sie wichtige Impulse für die Grundlagenforschung der Zahnmedizin, da mit dem neuen Gerät das Zähneputzen zukünftig tiefer analysiert werden kann. Die Zahnmedizin begleitet das Projekt während der Entwicklung im Rahmen des wissenschaftlichen Beirats.
„Brushalyze“ ersetzt zeitaufwendige Videoanalyse
Die genaueste Analyse des Zahnputzvorgangs liefert bislang die Videoanalyse durch in Beobachtungsmethoden geschultes Personal. „Dies zu trainieren und dann die Beobachtungen durchzuführen, ist äußerst zeitaufwendig“, erklärt Prof. Dr. Renate Deinzer, Leiterin des Instituts für Medizinische Psychologie der JLU Gießen. „Die Analyse eines Zahnputzvorgangs von wenigen Minuten erfordert mehrere Stunden. Gleichzeitig können wichtige Details bei einer rein visuellen Beobachtung nicht analysiert werden.“
Eine intelligente Zahnbürste für die Forschung entsteht
In eine manuelle Zahnbürste werden Sensoren integriert, um Bewegungsrichtung, Kraft und andere physikalische Größen zu messen. „Mit diesem Prototyp können wir erste Studien durchführen und Daten erfassen“, erklärt Keywan Sohrabi, Professor für Medizinische Informatik an der Technischen Hochschule Mittelhessen, der die Hardware entworfen hat.
Aus diesen Sensordaten wird mit Verfahren des maschinellen Lernens ein Modell entwickelt, um den Zahnputzvorgang abzubilden: Welche Zahnfläche wird gerade geputzt? Wird die Bürste kreisend oder horizontal bewegt? Welcher Druck wird aufgewandt und wurde der Zahnbelag erfolgreich entfernt? Dadurch wird die Videoanalyse vollständig ersetzt.
Das auf die Beobachtung von Zahnputzvorgängen spezialisierte Team der Medizinischen Psychologie liefert wiederum Basisdaten und prüft die Plausibilität der automatisierten Auswertungen. So entsteht ein neues Forschungsgerät zur Grundlagenforschung in der Zahnmedizin.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziert „Brushalyze“ für drei Jahre mit mehr als 750.000 Euro. Das Projekt wird von einem hochrangig besetzten Wissenschaftlichen Beirat mit 16 Mitgliedern aus der Zahnmedizin, der Psychologie und der Informatik begleitet.
