2018. 11. 23. - 15:15
Mesterséges intelligencia a fogászatban is
A gépek azon képessége, hogy emberekkel való interakciót folytassanak, szembeötlően javította a hatékonyságot minden iparágban a gyártástól a szállításig. Ez alól az orvostudomány, és azon belül a fogászat sem kivétel.
I) Az egészségügy egyik jelentős területe MI-szemmel
1) Intelligens kapcsolódás az orvostudományhoz
Az orvostudomány az MI-t alkalmazza, hogy a sürgősség termeiben gyorsabban diagnosztizálja a betegeket, a mesterséges intelligencia segít továbbá az orvosok közötti kommunikációban, a komplikációk kockázatának csökkentésében, és abban, hogy a betegek gyorsabban gyógyuljanak – drasztikusan csökkentve az újbóli fertőzés és visszaesés kockázatát, javítva az eredményeket, az értéknövelés és a költségek csökkentésével egyetemben.
2) Fogászati vonatkozás
Az MI-nek több olyan alkalmazása van, amely átalakítja a fogorvosi ellátást a betegek számára. Minden ilyen alkalmazás lassan, de tartósan illeszkedik be a rutin munkafolyamatokba, a hatékonyságot és a pontosságot maximalizálva. Ez rövidebb kezelési időhöz, kevesebb járóbeteg ellátásra fordított időhöz, és alacsonyabb meghibásodási arányokhoz vezet, csökkentve a költségeket úgy, hogy a fogorvosi szolgáltatások elérhetősége kibővüljön.
Az MI várhatóan az elkövetkező tíz évben beilleszkedik az orvostudomány minden területére, gyakorlatilag megszünteti a felesleges eljárásokat és egyszerűsíti az adminisztrációt. A klinikai eredmények nagyban javulni fognak, a költségekben pedig jelentős csökkenés tapasztalható. A betegek elégedettsége közvetlenül javulni fog. Ugyanezek a javítások érvényesülnek a fogászatban is, mivel az MI növeli jelenlétét a fogorvosi gyakorlatban.
Az MI a fogászatban a minőségen túl a mennyiséget is optimalizálja3) Diagnózis
Mivel az MI képes rendszerezettebb ütemezést végrehajtani, és segítséget nyújtani a finanszírozásban; képes azonosítani a legjobb gyakorlatokat, és kezelni a kockázatot, végső soron jobb diagnózist és kezelési tervet kidolgozni, így a fogorvosoknak fokozottan hangsúlyozniuk kell, hogy a fogorvosi és a fogászati gyakorlatokat a legújabb technológia milyen óriási mértékben változtatja meg.
A mesterséges intelligencia rohamszerű elterjedéséhez és fejlődéséhez szükséges technológia, és annak egyik fő motorja, a gépi tanulás egyre több területre szivárog be. A számítógépeknek manapság nem feltétlenül szükséges emberektől tanulni, hiszen már közvetlenül tudnak kommunikálni egymással: a tanulás sebessége logaritmikusan növekszik. Ahogy az MI tovább folytatja a gyógyszergyártás kiterjesztését, úgy jut el fokozatosan a fogászat minden szegmensébe.
A kezelési ciklus minden egyes lépése a páciensek részére nagy mennyiségű adatot hoz létre. Az időpont foglalása, a beteg fogainak koronával való kezelése, vagy a rutinszerű röntgendiagnosztika létrehozása potenciálisan hasznos adatokat hoz létre, azonban nemcsak a beteg kezelési ciklusa alatt keletkezik sokféle adat, hanem a fogászati klinikán kívül is: erre példa az, ha a páciens a szociális médiumok egyikén vagy más online fórumokon véleményt hagy. Jelen állás szerint a hatalmas információtömeget egy kisvállalkozás (vagy akár egy nagy) nem képes feldolgozni.
Bárhol is legyenek a komplex adatkészletek, lehetőség van arra is, hogy javítsuk a mesterséges intelligencia megértését. Az MI nemcsak adatelemzést, hanem rutinszerű feladatokat és funkciókat is végezhet, amelyek a fogorvosoknak is segítenek hatékonyabbá válni a munkabeli tehermentesítésben, így erősítve a betegekkel való kapcsolatot.
Az egészségügyi ellátás más területeivel szemben a fogorvosi szabványosítás alacsony. Természetesen egy sor érvényes kezelési lehetőség létezik, amely a kliensek preferenciáit sorakoztatja fel adott esetben.
A mesterséges intelligencia és a diagnosztikai eredmények, kezelések és kimenetek bevonásával ellátott nagy adatkészletek segítségével a különböző kezelési módok hatékonyságát empirikusan lehet mérni a nagyon specifikus tünetek és anatómiai körülmények tükrében. Ez különösen fontos, tekintettel az új fogászati technológiák, technikák és anyagok évjáratára.
A mély tanulási technika által biztosított legfrissebb képességek révén az MI a klinikán is hatással lesz a fogászatra. A fejlesztési stádiumú technológiák (pl. a fogszuvasodás felismerése) első kézből származó tapasztalata már bizonyította az MI potenciális értékét a mindennapi gyakorlatban. Megerősítettük, hogy ezek az eszközök felismerhetik azokat a képeket, amelyeket a legtapasztaltabb fogorvosok sem.
A tervek közé tartozik a mély képelemzési eszközök bevezetése, amely segíti majd a fogágybetegség diagnosztizálását és kezeléstervét, lehetővé téve a csontvesztés korai kimutatását és a csontsűrűség megváltozását. A korai beavatkozás észlelése előnyös lehet az implantátumoknál is. A fogmozgások kifinomultabb prediktív modelljei növelhetik a digitális kezeléstervezést. A mély tanulási képelemzés alkalmazása a szájüregi rákra a korábbi észlelés és pontosabb diagnózis által életmentő hatással lehet.
A fogászati ellátás szerves részét képezi az ismétlődő feladatok átvétele, így a fogorvosok összetettebb feladatokra is tudnak összpontosítani. Az MI a fogorvosokat sem fogja helyettesíteni, a technológia további fejlődésével a fogorvos képes lesz arra, hogy pontosan meghatározza a problémákat és testre szabja a kezelési terveket.
Egy nemrégiben publikált tanulmányban mutatták be az ember és a gépi észlelés kihívásának eredményeit, három gyakorló fogorvos közreműködésével. A gép "szenzitivitásban" felülmúlta a fogorvosokat, a fogorvosok pontosságban jeleskedtek, bár a gép sem maradt le sokkal a precíz előrejelzésben. A mély tanuláson alapuló mesterséges intelligencia megbízható, tűpontos észlelő eszköz kereskedelmi hozzáférhetősége valószínűleg az elkövetkezendő 1-2 évben még jobban kibontakozhat.
A tervezés az intelligens fogászatban is sarkalatos pontII) Innovációk
1) Gyakorlati alkalmazás=virtuális asszisztensek
Az előrelépés a fogászat terén elképesztő, de hogyan lehet a gyakorlatban is alkalmazni az eljárások során? A válasz: virtuális asszisztensekkel.
A legtöbb MI-fejlesztés középpontjában adathalmazok állnak: nagy mennyiségű információk a viselkedés tendenciáinak és mintáinak feltárására. Az MI ezt az elemzést gyors sebességgel végzi el, a felhasználók pedig műveletképes adatokat szolgáltatnak.
Ez a megközelítés egyértelműen alkalmazható az egészségügy számos területén.
Manapság a fejlesztők nagy erőkkel dolgoznak ezeken, virtuális asszisztenseket létrehozva, amelyek ezt a munkát elvégzik, és össze is hasonlítják a további vizsgálatok lehetséges problémáinak azonosítása érdekében a referenciaképekkel végzett vizsgálatokkal.
A Dentem által tervezett virtuális asszisztens hallgat a parancsokra, elemzi az adatokat, beleértve a fogászati képeket és felvételeket, valamint a fogászati eljárások során alkalmazott, információs vezérléssel kapcsolatos javaslatokat. A virtuális asszisztenseket úgy tervezték, hogy tökéletes segítséget nyújtsanak mind a fogorvosoknak, mind az asszisztenseknek, kiküszöbölve a hibázási lehetőséget, és egyszerűsítve a döntéshozatalt. Ezenkívül a D-asszisztens a találkozók ütemezéséhez, az elektronikus fogászati nyilvántartás tárolásához, valamint a rutinszerű feladatok emlékeztetőinek létrehozására is alkalmas.
2) A fogpótlások és az implantátumok meghatározása
Az egyik legfontosabb döntés a fogorvosok és a betegek számára a protézis vagy fogászati implantátumok használatának kérdése. Miközben ez a legtöbb esetben kevésbé költséghatékony, a fogászati implantátumok segíthetnek a betegeknek a sérülés, a betegség vagy a fogszuvasodás következtében fellépő foghullást követően visszanyerni a fog egészségét. Azonban, amint azt a fogorvosok is megerősítik: ha több fog hiányzik egy íven, esetleg a beteg teljesen fogatlan egy vagy mindkét ívben, a pótolt fogsor a legjobb megoldás.
Bizonyos helyzetekben ez a döntés nehéz lehet, különösen, ha egyetlen fog hiányzik. Az "Összehasonlító Hatékonysági Kutatás” (Comparative Effectiveness Research): új módszerek, kihívások és egészségügyi hatások" szerint paradox módon ez egy olyan feltétel, ahol a klinikusok gyakran a kezelés kiválasztásának dilemmájával találják magukat szemben. Szerencsére megjegyzik, hogy az MI segíthet a bizonyítékokon alapuló döntéshozatalban. Az MI gyorsan elemezheti az adatokat, beleértve az alapfeltételeket, a radiológiai beolvasásokat, és minden egyéb beteghez kapcsolódó információt. Ez pedig összességben a fogorvosoknak segít a kihívás teljesítésében.
III) MI-formálta fogászat
1) Jelen és jövő: lézertechnológia
a) A lézer jelene
A lézereket fogászati betegségek széles körének kezelésére használják a fogorvosi eljárások, például töltőüregek, fogfehérítés, daganatok eltávolítása és a fogérzékenység kezelése során.
Minden bizonnyal a lézeres fogászat legjobb része az, hogy gyors és könnyű, mind a fogorvosok, mind a betegek számára. A technológia nagyon hatékony a baktériumok kezelésében és a szájhigiénia javításában.
b) Közel a jövő: Következő generációs diagnózis és lézerkezelés
Minden bizonnyal a lézeres fogászat legjobb része az, hogy gyors és könnyű, mind a fogorvosok, mind a betegek számára. A technológia nagyon hatékony a baktériumok kezelésében és a szájhigiénia javításában.
b) Közel a jövő: Következő generációs diagnózis és lézerkezelés
A lézerek a diagnózisban és a kezelésben egyaránt használatosak. A fogorvosok "lágyszöveti lézereket" használnak a kisebb műtéteknél – a gyakorlatban viszont ezeket az eljárásokat átviszik a számítógépekre. A "kemény szöveti lézerek" végül helyettesíthetik a nagysebességű fogászati fúrótornyokat, és apró, digitálisan vezérelt tükrökkel eltávolítják a fogszuvasodást. Azonban a széles körű elterjedésük előtt igen költségesek voltak ezek a kezelések.
A hatodik leghalálosabb rákforma, a szájüregi rák időben történő kimutatása ma már lehetséges.
A "Velscope" nevű eszköz kék fényeket használ, hogy olyan szövetváltozásokat mutasson ki, amelyek nem láthatók szabad szemmel, előtérbe hozva azokat az esetleges problémákat is, amelyek biopsziát igényelhetnek.
A futurisztikusabb kilátások közé tartoznak a nanobotok. Néhány ilyen mikroszkópos készülék helyreállíthatja vagy kiegyenesítheti a fogakat, szájsebészeti beavatkozást, cukorbetegséget és egyéb betegséget diagnosztizálhat, illetve a szájüregi rákot is képes lehet majd kezelni. Van, aki antibakteriális szén nanocsövekből készült "hordozható fogkrém" termékekkel küzd a baktériumok ellen. A nanotechnológiai kutatások még komplexebbek, így ez a fejlesztés inkább a távolabbi jövő zenéje, mivel a hatékonyság és a biztonság meghatározása emberi klinikai vizsgálatokat és időt is igényel.
2) Közeljövő: távorvoslás a fogászatban is
a) Kényelem és gyorsaság
A mesterséges intelligenciával átitatott fogászatban az is lehetővé válhat, hogy az intelligens fogkefét az okostelefonba csatlakoztatva az felmérje fogaink állapotát: a képek automatikusan feltöltődnek a Felhőre. Az MI elemzi az adatokat, és az előzetes elemzést továbbítja a fogorvosnak, aki aztán rendelésre invitál minket.Az MI biztosítja a szakemberek számára megbízható, részletes információkat, amelyek segítségével jobb, gyorsabb szolgáltatást nyújtanak a betegeknek. Az MI által akár őssejtek is kerülhetnek felhasználásra a fog újjáépítéséhez.
Később még az is előfordulhat, hogy az irodában a fogorvos lyukas fogat kezel lézer segítségével. Az eljárás fájdalommentes: nincs szükség novokainra. A repedt fog nagy része eltávolításra kerül és koronát igényel. Egy irodatechnológus ezt követően háromdimenziós ultrahangot készít.
b) Digitális fogászat
Ennek a forradalomnak egy jelentős része olyan diagnosztikai eszközök folyamatos fejlesztését fedi le, amelyek egyre nagyobb pontossággal elemezhetik fizikai állapotunkat. A digitális fogászat magában foglalja a fejlett digitális képalkotást, például a jelenleg is rendelkezésre álló, Canary nevű rendszert, amelyben három másodperces szkennelés alatt egy elektromos fogkefe méretű készülék vibráló piros lézersugárzást bocsát ki, és azokat a repedéseket is észlelheti, amelyek túl aprók ahhoz, hogy megjelenjenek a röntgenképen.
Egy másik eszköz, az "S-Ray", ultrahanggal ábrázolja mind a fogakat, mind az ínyt 3D-ben, hogy megtalálja az üregeket és a betegségeket.
3) Nyomtatás kicsit másként
a) 3D
A 3D nyomtatás mindent megtesz, hogy forradalmasítsa az iparágakat, és ez alól a fogászati ipar sem kivétel. Bár a 3D-s nyomtatók eddig igen költségesek voltak, és a fogak nyomtatása még mindig messze elhanyagolható folyamatnak tűnik, nagy esély van arra, hogy a közeljövőben valósággá váljon.
A mai napig a 3D nyomdaipar gyantákat és egyéb anyagokat alkalmaz, amelyek segíthetnek a koronák, a tömések, és a furnér gyártásában. Ezenkívül a 3D nyomtatás egyszerűen teheti lehetővé a rögzítők és egyedi illesztők gyártását.
A fogakat néha le kell cserélni sapkával, koronával vagy híddal. A jelenlegi technológia a számítógéppel segített tervezést vagy gyártást használja, hogy a fogakat egy 3D-s nyomtatás keretében kezelje. A 3D nyomtató a várakozási idő alatt egy kupakot gyárt a másik foghoz, amelyet a fogorvos a megfelelő beállítások nélkül használ. Ez az eljárás a becslések szerint bő egy óra alatt lezajlik.
b) Bioprinting
A bioprint, amit leginkább „szervnyomtatás”-nak lehetne fordítani, az észak karolinai Wake Forest-i Egyetem munkatársaitól származik, akik kinyomtatták az emberi testrészeket az élő sejtek és a gél keverékéből, ezeket rétegekben rögzítették, hogy élő emberi szöveteket hozzanak létre. Az állkapcsot sikeresen "építették" végül. Egy ilyen innováció óriási áttörés azok számára, akik szájüregi daganatban szenvednek.
Eddig a fogorvosok a helyreállítási eljárásokhoz a csontot és a szövetet eltávolították a csípőből vagy a koponyából. Lehet ebben is fejlődés: a parodontista Saso Ivanovski a Queensland-i Griffith Egyetemen a páciens saját sejtjein átcserélt állkapocscsontot és gumi-szöveteket fejlesztett ki. Ez már a jelen: a preklinikai vizsgálatok 2017-ben kezdődtek.
IV) Innovatív megelőzés
A fogorvosi ellátás számos újdonsága a megelőzésre összpontosít. A gyártók kamerákkal és helymeghatározási technológiákkal ellátott fogkeféket terveznek, amelyek megmutatják a szájrészeket, ahová nem érhetnek el. Az időzítő nyomonköveti az intelligens fogkefe használati idejét, és szinkronizálja az igénybe vett alkalmazásokat; a nyomásérzékelők pedig figyelmeztetnek, ha túl kemény ecsetet használ az ember. Más innovátorok olyan érzékelőket próbálnak létrehozni, amelyek különböző nyál- és szájszövet-betegségeket észlelnek, nyomon követik a szívfrekvenciát, észlelik a véralkoholszinteket, vagy akár a kellemetlen leheletet.
A pH-érzékelővel ellátott szájcsúcs kimutathatja a savas nyálat – a fogszuvasodás és az ínybetegségek kockázati tényezőjét –, anélkül, hogy mintavételt kellene küldeni a laboratóriumnak, várni az eredményre, és mélyen a zsebbe nyúlni. A lélegzetben jelen lévő vegyi anyagok vizsgálata diagnosztizálhatja a lehetséges cukorbetegséget, ami önmagában is súlyos betegség, de az ínybetegséget is súlyosbíthatja.
Ezeknek a technikai innovációknak a megjelenésével az alapvető képalkotási és egyéb diagnosztikákat nem kell jól képzett szakembereknek végezni. A technológusok nemsokára a fogorvosi gyakorlat szerves részévé válnak, így a fogorvosok a szakértelmet igénylő, komplex, nehéz eljárásokra tudnak összpontosítani, és akkor a költséghatékonyságról még nem is beszéltünk.
A fogászat jövője eléggé eltér a mai gyakorlattól: nincsenek fúrók és injekciók, könnyebb a hozzáférés és rövidebb a kezelési idő. Összességében nagyobb hangsúlyt kap a megelőzés, amely kevesebb periodontális betegséget eredményez.A virtuális makettek és a digitális fotók segítségével a betegek végleges restaurálással látják el magukat az eljárások előtt. Ez nem csupán növeli a páciensek bizalmát a fogorvosainál, hanem a pozitív kimenetelt is befolyásolja.
A hagyományos eljárással ellentétben a páciensek most lehetőséget kapnak arra, hogy maguk válasszák ki a leginkább vonzónak tűnő megjelenést.
V) Panoráma a fogakra
A gépek számára olyan feladatok elvégzéséhez, mint például a röntgenfelvételek olvasása, hatalmas adatkészletekkel kell dolgozniuk és képben lenniük, hogy az értelmes mintákat felismerjék. Képesnek kell lenniük arra, hogy az új információk ismeretében alkalmazzák a beszélt nyelvet, az írásos szöveget a megfelelő kontextus-árnyalatú formában.
A fentieken felül intelligens döntéseket kell hogy hozzanak az új információkkal kapcsolatban, hogy megtanulják a hibákat a döntéshozatali folyamat javítása érdekében. Egészen a közelmúltig az MI széles körű alkalmazása nem volt technikailag megvalósítható vagy költséghatékony, így az MI valósága még nem felelt meg a lehetőségeknek.
Bármilyen technológiai kihívással állunk is szemben, a gépek nyilvánvaló előnyökkel járnak. Emberként a legprecízebb döntést gátló előítéletekkel rendelkezünk – a számítógépek csak az adatokat szolgáltatják. A gépek nem fáradtak: a nap 24 órájában, heti 7 napon keresztül tudnak dolgozni kávészünet nélkül. A gépek nem unatkoznak, és nagyon gyorsak.
Magától értetődik, hogy a fogászat rendszeresen hatalmas mennyiségű adatot termel. A foglalás időpontjától a betegkezelési ciklusig, a betegek felülvizsgálatáig naponta rengeteg adat keletkezik.
Ilyen adatmennyiség esetén egyértelműen van arra lehetőség, hogy ezeket az adatokat arra használják, hogy mélyebb betekintést nyerjenek a betegmintákra, a kutatási munkákra, a rutinszerű feladatokra a mesterséges intelligencia segítségével. Egyszerűen megfogalmazva, a mesterséges intelligencia könnyítheti a fogorvosok feladatait a világ minden táján azáltal, hogy csökkenti az általános munkaterhelést, egyszerűsíti a folyamatokat és segít az erősebb fogorvos-beteg kapcsolatok építésében.
Ilyen adatmennyiség esetén egyértelműen van arra lehetőség, hogy ezeket az adatokat arra használják, hogy mélyebb betekintést nyerjenek a betegmintákra, a kutatási munkákra, a rutinszerű feladatokra a mesterséges intelligencia segítségével. Egyszerűen megfogalmazva, a mesterséges intelligencia könnyítheti a fogorvosok feladatait a világ minden táján azáltal, hogy csökkenti az általános munkaterhelést, egyszerűsíti a folyamatokat és segít az erősebb fogorvos-beteg kapcsolatok építésében.
Néhány példa került csupán bemutatásra a különböző technológiai trendek közül, amelyek mindent újraértelmezésre ösztönöznek és egyszerűsítik a fogászati ipart. Érdekes lenne látni, hogy ezek a trendek hogyan valósulnak meg a valós életben. Egyvalami biztos: a közeljövőbeli megvalósulás ténye.
Amint az orvostudomány fejlődik, úgy fejlődik azzal együtt a fogászat is. Mivel a betegek és a közvélemény egyre jobban tudatában van az MI gyógyszerekben rejlő előnyeinek, a fogorvosok kénytelenek lesznek integrálódni az elsődleges ellátásba, a mesterséges intelligencia így kerül a középpontba a fogorvoslásban is.
Amint az orvostudomány fejlődik, úgy fejlődik azzal együtt a fogászat is. Mivel a betegek és a közvélemény egyre jobban tudatában van az MI gyógyszerekben rejlő előnyeinek, a fogorvosok kénytelenek lesznek integrálódni az elsődleges ellátásba, a mesterséges intelligencia így kerül a középpontba a fogorvoslásban is.
Vasas Marianna
