Ich bin ehrlich: Als ich diesen Vorschlag für einen autonomen Roboterzahnarzt bekam, dachte ich: „Okay, ich werde mit diesen Leuten reden und dann einen Artikel schreiben, denn das wird auf keinen Fall passieren.“ ist alles andere als schrecklich. » Dann schickten sie mir ein Video, das tatsächlich schrecklich war, als würde man zusehen, wie ein Hochgeschwindigkeitsbohrer den größten Teil eines Zahns entfernt.
Aber im Grunde hat es nicht viel mit Robotik zu tun, denn Zähne bohren zu lassen ist immer ein Horror. Die eigentliche Frage, die wir uns also stellen sollten, lautet: Wie können wir einen zahnärztlichen Eingriff so schnell und sicher wie möglich gestalten, um diesen inhärenten Schrecken zu minimieren? Und überraschenderweise könnte die Antwort genau dieser Roboter eines Startups namens Perceptive sein.
Perceptive hat heute zwei neue Technologien angekündigt, von denen ich hoffe, dass sie das zukünftige Zahnerlebnis für alle verbessern werden. Auch wenn es hier leicht ist, sich auf den Roboter zu konzentrieren (denn, nun ja, es ist ein Roboter), liegt der Grund dafür, dass der Roboter tun kann, was er tut (und dazu kommen wir gleich), in einem neuen Bildgebungssystem. Der tragbare Bildgeber, der für den Einsatz in Ihrem Mund konzipiert ist, erstellt mithilfe der optischen Kohärenztomographie (OCT) ein 3D-Bild der Innenseite Ihrer Zähne und sogar unterhalb des Zahnfleisches und im Knochen. Dies ist sowohl hinsichtlich der Auflösung als auch der Positionierungsgenauigkeit viel besser als die 2D- oder 3D-Röntgenaufnahmen, die Zahnärzte normalerweise verwenden.
Der tragbare optische Kohärenztomographie-Bildgeber von Perceptive erkennt Karies.Aufschlussreich
Röntgenstrahlen eignen sich tatsächlich sehr schlecht zur Erkennung von Karies. Chris Ciriello, CEO von Perceptive, sagt uns, dass die Genauigkeit bei der Bestimmung des Ortes und Ausmaßes von Karies bei etwa 30 % liegt. In der Praxis stellt dies kein so großes Problem dar, wie es sein könnte, da der Zahnarzt einfach mit dem Bohren in Ihren Zahn beginnt und so lange fortfährt, bis er alles gefunden hat. Aber bei einem Roboter funktioniert das natürlich nicht, da man vorher alle Daten braucht. Hier kommt OCT ins Spiel. Sie können sich die OCT wie Ultraschall vorstellen, da sie reflektierte Energie nutzt, um ein Bild zu erstellen. Die OCT verwendet jedoch Licht anstelle von Ton, um eine viel höhere Auflösung zu erzielen.
Der Imager von Perceptive kann detaillierte 3D-Karten des Zahninneren erstellen.Aufschlussreich
Der Grund dafür, dass die OCT bisher noch nicht für Zähne verwendet wurde, liegt darin, dass bei der herkömmlichen OCT die Belichtungszeit für ein detailliertes Bild mehrere Sekunden beträgt und das Bild unscharf wird, wenn Sie sich während der Belichtung bewegen. Perceptive verwendet stattdessen einen Structure-from-Motion-Ansatz (der vielen Robotikspezialisten bekannt sein wird), bei dem sie sich auf eine viel kürzere Belichtungszeit verlassen, was zu weitaus weniger Datenpunkten führt, dann aber den Scanner bewegt und mehr Daten sammelt, um sie schrittweise aufzubauen ein vollständiges 3D-Bild. Laut Ciriello kann dieser Ansatz Pathologien bis auf etwa 20 Mikrometer mit einer Genauigkeit von über 90 % lokalisieren, und es ist für einen Zahnarzt einfach, da er das Werkzeug einfach in verschiedenen Ausrichtungen um Ihren Zahn bewegt, bis der Scan abgeschlossen ist.
Auch hier geht es nicht nur darum, Daten zu sammeln, damit ein Roboter an Ihrem Zahn arbeiten kann. Hierbei handelt es sich um eine bessere Bildgebungstechnologie, die Ihrem Zahnarzt hilft, eventuelle Probleme zu erkennen und zu behandeln. „Wir glauben, dass dies eine grundlegende Veränderung ist“, sagt Ciriello. „Wir geben Zahnärzten die Werkzeuge an die Hand, mit denen sie Probleme besser erkennen können. »
Der Roboter ist mechanisch an Ihren Mund gekoppelt, um Bewegungen auszugleichen.Aufschlussreich
Ciriello war Zahnarzt in einer kleinen Bergstadt in British Columbia, Kanada. Die Bewohner dieser Gemeinden haben häufig Schwierigkeiten, Zugang zur Gesundheitsversorgung zu erhalten. „Es gibt nicht viele Zahnärzte, die in ländlichen Gemeinden arbeiten wollen“, sagt er. „Manchmal dauert es Monate, bis man behandelt wird, und wenn man Schmerzen hat, ist das wirklich kein gutes Zeichen. Mir wurde klar, dass ich eine Technologie entwickeln musste, die die Produktivität des Zahnarztes steigern konnte. »
Der Roboter von Perceptive ist darauf ausgelegt, einen zahnärztlichen Eingriff, der normalerweise mehrere Stunden und mehrere Besuche erfordert, in nur wenigen Minuten bei einem einzigen Besuch durchzuführen. Der Einstiegspunkt des Roboters ist die Kronenplatzierung, bei der der obere Teil eines Zahns durch eine künstliche Kappe (die Krone) ersetzt wird. Dabei handelt es sich um einen äußerst häufigen Eingriff, der meist in zwei Phasen abläuft. Zunächst entfernt der Zahnarzt mit einem Bohrer die Zahnspitze. Anschließend fertigt er eine Abformung des Zahnes an, um ihm eine individuelle Krone anfertigen zu können. Dann setzt er eine provisorische Krone auf und schickt Sie nach Hause, während er die Form für die Anfertigung Ihrer Krone verschickt. Einige Wochen nach Erhalt der permanenten Krone kehren Sie zum Zahnarzt zurück, der die provisorische Krone entfernt und die permanente Krone zementiert.
Mit dem System von Perceptive läuft das ungefähr so ab: Bei einem früheren Besuch, bei dem der Zahnarzt feststellte, dass Sie überhaupt eine Krone brauchten, ließen Sie Ihren Zahn mit dem OCT-Bildgeber scannen. Anhand dieser Daten hat der Roboter einen Bohrpfad geplant und die Krone kann dann hergestellt werden, bevor Sie überhaupt mit dem Bohren beginnen, was nur möglich ist, weil die genaue Geometrie zu diesem Zeitpunkt bekannt ist. Sie kommen zum Eingriff, der Roboter führt die Bohrung in etwa fünf Minuten durch, die perfekt sitzende Dauerkrone wird einzementiert und fertig.
Der Roboter befindet sich noch in der Prototypenphase, könnte aber in einigen Jahren verfügbar sein.Aufschlussreich
Offensichtlich ist die Sicherheit hier ein Hauptanliegen, da in Ihrem Schädel buchstäblich ein Roboterarm arbeitet, der mit einem Hochgeschwindigkeitsbohrer ausgestattet ist. Perceptive ist sich dessen bewusst.
Das Wichtigste, was Sie über den Perceptive-Roboter wissen sollten, ist, dass er während seiner Arbeit physisch mit Ihnen verbunden ist. Sie legen einen sogenannten Beißblock in Ihren Mund und beißen darauf, wodurch Ihr Mund offen bleibt und eine Ermüdung Ihres Kiefers verhindert wird. Der Endeffektor des Roboters ist über eine Reihe betätigter Verbindungen physisch mit diesem Block verbunden, sodass alle Bewegungen Ihres Kopfes sofort vom Ende des Bohrers nachgeahmt werden, selbst wenn dieser sich bewegt. Im Wesentlichen dient Ihr Schädel als Basis für den Roboter, und Ihr Zahn und der Bohrer befinden sich im selben Bezugssystem. Durch die rein mechanische Kopplung sind keine Bildverarbeitungssysteme, Encoder oder Software erforderlich: Es handelt sich um eine direkte physische Verbindung, sodass die Bewegungskompensation sofort erfolgt. Als Patient steht es Ihnen frei, sich während des Eingriffs zu entspannen und Ihren Kopf ein wenig zu bewegen, da dies für den Roboter keinen Unterschied macht.
Menschliche Zahnärzte haben Strategien entwickelt, um das Bohren mit einem Bohrer zu vermeiden, wenn Sie sich während eines Eingriffs bewegen, indem sie beispielsweise ihre Finger auf Ihre Zähne legen und dann den Bohrer darauf abstützen. Allerdings dürfte dieser Roboter sicherer und präziser sein als diese Methode, da die starre Verbindung selbst bei einem sich bewegenden Patienten zu Fehlern im Bereich von nur wenigen zehn Mikrometern führt. Er bewegt sich etwas langsamer als ein Zahnarzt, aber da er nur dort bohrt, wo es nötig ist, kann er den Eingriff insgesamt schneller abschließen, sagt Ciriello.
Es gibt auch ein physisches Gegengewichtssystem im Arm, eine nette Geste, die den Arm praktisch schwerelos macht. (Er ähnelt in gewisser Weise dem PR2-Arm, für alle OG-Robotik-Fans.) Und die letzte Sicherheitsmaßnahme besteht darin, dass der Zahnarzt über ein Fußpedal auf dem Laufenden bleibt, das gedrückt bleiben muss, sonst stoppt der Roboter und schaltet den Bohrer ab.
Laut Ciriello kann der Roboter nicht nur schneller arbeiten, sondern liefert auch bessere Ergebnisse. Die meisten Restaurationen wie Füllungen oder Kronen halten etwa fünf Jahre, weil der Zahnarzt entweder zu viel Material vom Zahn entfernt und ihn geschwächt hat, oder zu wenig Material entfernt und das darunter liegende Problem nicht vollständig behoben hat. Der Roboter von Perceptive ist in der Lage, viel präziser zu sein. Laut Ciriello kann der Roboter Geometrien schneiden, die „für den Menschen nicht möglich“ sind, und Restaurationen mit der Präzision individuell gefertigter Teile an den Zähnen anbringen, was ziemlich genau das ist, was sie sind.
Perceptive hat seinen Roboter erfolgreich bei echten menschlichen Patienten eingesetzt, wie in dieser Zeitraffersequenz gezeigt. In Wirklichkeit bewegt sich der Roboter etwas langsamer als ein menschlicher Zahnarzt.Aufschlussreich
Obwohl es für Zahnärzte leicht ist, sich auf die technischen Vorteile des Perceptive-Systems zu konzentrieren Ed Zuckerberg (ein Investor von Perceptive) betont, dass es nicht nur um Geschwindigkeit oder Genauigkeit geht, sondern auch darum, dass sich die Patienten besser fühlen. „Patienten denken an die Präzision des Roboters und nicht an die menschliche Natur ihres Zahnarztes“, sagt Zuckerberg. Es gibt ihnen Selbstvertrauen, wenn sie sehen, dass ihr Zahnarzt bei seiner Arbeit Technologie einsetzt, insbesondere auf eine Weise, die häufig auftretende Phobien behandeln kann. „Wenn es das Patientenerlebnis verbessern oder das Erlebnis für Phobiepatienten angenehmer machen kann, entspricht das automatisch meinen Erwartungen.“ »
Derzeit ist ein weiterer Dentalroboter auf dem Markt. Angerufen YomiEs bietet autonome Unterstützung für ein ganz bestimmtes Verfahren zur Zahnimplantation. Yomi ist nicht selbstständig, sondern gibt dem Zahnarzt lediglich Anleitung, um sicherzustellen, dass er in der richtigen Tiefe und im richtigen Winkel bohrt.
Obwohl Perceptive sein System der ersten Generation erfolgreich am Menschen getestet hat, ist es noch nicht reif für die Kommerzialisierung. Der nächste Schritt wird wahrscheinlich eine sogenannte zulassungsrelevante klinische Studie mit der FDA sein, und wenn das gut läuft, könnte das System laut Cirello in „einigen Jahren“ der Öffentlichkeit zugänglich sein. Perceptive hat bereits 30 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln eingesammelt, und das wird hoffentlich ausreichen, um es über die Ziellinie zu bringen.
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