Zahnmedizin: Wo wird KI erfolgreich eingesetzt?

Derzeit wird viel über Künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen gesprochen. Zwar gibt es aktuell erst rund 50 (zahn-)medizinisch zertifizierte KI-Anwendungen, doch weitere hoffnungsvolle Projekte sind in der Pipeline.

Bildanalyse im Fokus der KI

Ein Beispiel für den Einsatz von KI ist die kephalometrische Analyse eines Fernröntgenseitenbildes (FRS) in der Kieferorthopädie. Die KI kann den gesamten Vorgang, der manuell einige Minuten dauert, in einer Sekunde und bei gleichbleibend hoher Qualität durchführen. Da die Anzahl der medizinischen Bilder jährlich mit ca. 10-12 Prozent wächst, wird hier den Praxen ein geeignetes Mittel an die Hand gegeben um dem steigenden Auswertungsaufwand zu entgegnen. Mit Analyse Now ist Dampsoft der deutsche Anbieter der weltweit einzigen medizinisch zugelassenen Kephalometrie-KI.

Wie funktioniert die Auswertung mit Hilfe von KI?

Mit den „Convolutional Neural Networks“ (erfunden 1989) existiert eine Technologie, die den visuellen Cortex des menschlichen Gehirnes nachbildet. Dazu werden im Computer künstliche Neuronen zu Netzwerken verbunden, die – ebenso wie der Mensch – in Bildern Strukturen bzw. Muster erkennen und diesen Bedeutung zuordnen können.

In Analyse Now sind dafür ca. 200 Millionen Neuronen im Einsatz. Ähnlich wie bei einem Studenten in der Vorlesung werden dem Netzwerk Tausende bekannte Bilder und dazugehörige Diagnosen antrainiert. Nach vielen Zehntausend solcher Lernvorgänge ist das Netzwerk in der Lage, selbstständig relevante Information in neuen Bildern zu erkennen.

Qualität der Daten entscheidend

Um die notwendige medizinische Evidenz und Zertifizierung zu erlangen, ist es erforderlich, dass die Trainingsdaten eine extrem hohe, statistisch bekannte Qualität und das gesamte Verfahren eine dokumentierte Zuverlässigkeit besitzen. Der Grund wird aus der Analogie zur klassischen Ausbildung deutlich: Werden Studenten mit unpassenden Fällen, falschen Diagnosen oder von schlechten Professoren ausgebildet, wird man keine qualifizierten Absolventen erwarten dürfen. Im Beispiel Analyse Now wurden für das KI-Training circa 3.000 FRS verwendet, in denen unabhängig und peer-reviewed von 14 Fachärzten jeweils 44 Landmarken mit einer Genauigkeit unter 0,8 mm lokalisiert werden mussten.

Weitere KI-Anwendungen

Eine große Zahl von Anwendungen in der Zahnmedizin wurde bereits identifiziert und befindet sich in der Entwicklung. Einige Beispiele:

• Identifikation und ICDAS-Klassifikation von Kariesläsionen in Bissflügel- und Zahnfilmaufnahmen, u.a. um den Einsatz von biomimetischer Re-Mineralisierung zu fördern
• Indikation von Pathologien (Tumore, Zysten, apikale Aufhellungen, …) in OPGs, um das Haftungsrisiko des Zahnarztes aus einer Fehldiagnose zu reduzieren. Zudem, soweit praktikabel, Aufnahme des Zahnstatus
• Auswertung von DVTs (Vermessung ossärer Strukturen, Nervenkanalverläufe, etc.) für die vollständig automatisierte Implantatplanung
• Automatisches Design von Zahnersatz aus Intraoral Scan und DVT-Aufnahmen, wobei die KI die Werkstücke nach Passform, Farbe, ästhetischer Linienführung und Kraftaufnahme optimiert, sowie ggf. direkt vor Ort die Produktion (z.B. mit 3-D-Druck) durchführt.
• Automatisches Design und sofortige stuhlseitige Produktion von Alignern aus einer Kombination von kephalometrischer Analyse und Intraoral Scan zumindest für geringe Korrekturen

Wie bei allen neuen Technologien wird KI zuerst bei einfacheren Indikationen Anwendung finden, während komplexe Fälle weiterhin den menschlichen Experten vorbehalten bleiben. Die bereits dadurch entstehende Entlastung aus der Routine wird Ärzten erlauben, sich intensiver den komplexen Fällen und ihren Patienten zu widmen.

Ist KI die Zukunft der Zahnmedizin?

Die selbstständige Lernfähigkeit als Hauptmerkmal der KI macht sie zu einer exponentiellen Technologie, die umso leistungsfähiger wird, je mehr sie eingesetzt wird. Als Konsequenz wird erwartet, dass die Unternehmen und Leistungserbringer, die ihre Prozesse frühzeitig auf den Einsatz von KI modernisieren, für die Zukunft einen Vorsprung in Effizienz und Qualität ausbauen.

In der Zahnmedizin prognostizieren wir, dass innerhalb der nächsten fünf Jahre ein Großteil der aktuell manuellen Diagnose-, Planungs- und Herstellungstätigkeit durch KI-gesteuerte Prozesse ersetzt oder zumindest unterstützt wird. Es lohnt sich somit für jeden Zahnarzt, diesen Wandel früh zu erkennen und frühzeitig die Weichen richtig zu stellen.