Computerisierung und digitaler Workflow in der Medizin: Fokus auf digitale Zahnheilkunde

Zusammenfassung

Ständig weiterentwickelnde Technologien machen die Zahnmedizin zu einem der fortschrittlichsten Bereiche der Medizin. Die digitalen Verbesserungen der letzten Jahre haben viele Vorteile für Kliniker und Patienten gebracht, darunter verkürzte Arbeitszeiten, niedrigere Kosten und eine erhöhte Effizienz der Leistung. Zu den wichtigsten digitalen Technologien, die im zahnmedizinischen Bereich eingeführt wurden, gehören die Cone-Beam-Computertomographie (CBCT), Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing (CAD-CAM) Systeme und intraorale Scanner. All diese Technologien ermöglichen schnellere und genauere Rehabilitationen mit der Möglichkeit der Vor-Simulation der endgültigen Behandlung. Die Entwicklung der Informatik hat erhebliche Vorteile im medizinischen und zahnmedizinischen Bereich gebracht, wodurch die Diagnose und Durchführung selbst komplexer Behandlungen, wie Implantologie und Knochenrekonstruktion, möglich geworden sind. Die digitale Welt versucht, den traditionellen analogen Workflow zu ersetzen, und im Laufe der Zeit, mit dem weiteren Fortschritt der Technologien, sollte sie die bevorzugte Behandlungsoption unserer Patienten werden.

Digitale Gesundheit ist ein innovativer Ansatz in der Medizin. Der breite Umfang der digitalen Gesundheit umfasst die Computerisierung von Gesundheitsprozessen, die Digitalisierung medizinischer Dokumente, die Computerisierung von Patientenakten, die Erstellung elektronischer Dateien und elektronischer Rezepte. Beispiele für digitale Gesundheitsprodukte sind Software als Medizinprodukt (SaMD), mobile medizinische Anwendungen (MMA), Software in einem Medizinprodukt (SiMD) und allgemeine Wellnessprodukte. All diese Technologien können Kliniker und Patienten bei der Datenerfassung und lebensrettenden Anwendungen unterstützen, aber auch beim Verständnis und der Ausführung von Diagnosen und Behandlungsplänen.

Die Digitalisierung von Patientenakten ermöglicht es dem Kliniker, die Informationen der Patienten in Echtzeit zu teilen und zu aktualisieren sowie die Dokumente einfacher zu archivieren, wobei die allgemeinen Datenschutz- und Privatsphäreanforderungen vollständig respektiert werden, auch unter Verwendung von Cloud-Technologien. Im Gegensatz dazu werden analoge Patientenakten normalerweise in "physischen" Umgebungen wie Archiven oder Lagerräumen aufbewahrt, auf die jeder zugreifen kann. Digitale Dokumente enthalten sensible Daten, daher ist es wichtig, dass die digitalisierten Patientenakten nur von autorisierten Personen, basierend auf einem genehmigten Workflow, der zuvor festgelegt wurde, eingesehen werden können. Es kann viele Versuche geben, digitale Informationen zu hacken (Datenverletzung), daher ist es notwendig, sie mit zertifizierten Verfahren zu schützen, die von den Softwarehäusern bis zu den Personen reichen, die autorisiert sind, sie zu behandeln.

Ein Beispiel für eine lebensrettende technologische Lösung ist die Geolokalisierung, die verwendet werden kann, um schnell eine Notsituation zu lokalisieren, die das Eingreifen von Rettern erfordert. Einige Notfalleingriffe wären ohne die Verfügbarkeit von Satellitenverfolgungssystemen und der app-basierten Kartenanwendung auf Smartphones nicht möglich. Andere eHealth-Technologien, die für alle nützlich sein könnten und sich als lebensrettend erweisen, sind die Möglichkeiten der Notfallversorgung mithilfe von Smartphone-Anwendungen, wie der SOS Emergency®(Apple iOS®) und der ELS®(Android®).

Die Digitalisierung des medizinischen Berufs schreitet in allen Sektoren unaufhaltsam voran und bietet Vorteile, die analoge Arbeitsabläufe mit neuen Technologien kombinieren. Digitale Technologien können Klinikern helfen, genaue diagnostikbasierte Entscheidungen zu treffen, sowie Patienten unterstützen, besser informierte Einwilligungen über ihre eigene Behandlung zu geben. Darüber hinaus können neue Optionen zur Förderung der Prävention oder frühen Diagnose lebensbedrohlicher Krankheiten und zur Verwaltung chronischer Erkrankungen außerhalb traditioneller Pflegeeinrichtungen mithilfe eines innovativen digitalen Gesundheitsansatzes bereitgestellt werden. Im zahnmedizinischen Bereich gibt es mehrere Fachrichtungen, die offensichtliche Veränderungen in allen Schritten der Protokolle und Materialien durchlaufen haben, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kieferorthopädie, Implantologie, Prothetik und alle zahnärztlichen Laborverfahren. Dies ermöglicht eine präzise prothetisch/funktionale Planung, eine ordnungsgemäße ästhetisch/funktionale Vorbewertung der vorgeschlagenen Therapie, die computerassistierte Durchführung der Behandlung sowie eine kontinuierliche Nachverfolgung der Patienten. Die Hauptrevolution war die Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing (CAD-CAM) Technologie, die ursprünglich vorgeschlagen wurde, um die Leistung der Restaurationen zu steigern, die Kosten und die Fertigungszeiten zu reduzieren und die Patientenzufriedenheit/Ästhetik zu verbessern. Die CAD-CAM-Technologien machen sowohl das Projekt als auch die Ausführung schneller, bestehend aus einem dreidimensionalen Design (Planung/Projekt) der virtuellen Behandlung durch die Verwendung eines Computers, das dann in die computerassistierte Produktion desselben durch den Einsatz von Fräs- oder Druckmaschinen resultiert. Diese Technologie bietet mehrere Vorteile, wie die Genauigkeit eines computerbasierten Planungs/projekts, die Schnelligkeit des digitalen Abdrucks, die Qualität digital hergestellter Produkte und deren Reproduzierbarkeit zu jeder Zeit. Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil ist eine dreidimensionale Vorvisualisierung (Simulation), die es ermöglicht, das endgültige Objekt/die Ausführung auf dem Bildschirm anzuzeigen, sodass der Kliniker es aus jedem Blickwinkel bewerten kann, was die diagnostischen Fähigkeiten und die Genauigkeit der Behandlungen erhöht. All dies ermöglicht auch eine schnelle Kommunikation zwischen Klinikern, anderen Mitarbeitern und Patienten.

Einige der letzten bedeutenden Innovationen in der digitalen Medizin sind die digitalen Abdrücke, die optisch von intraoralen Scannern (IOS) erfasst werden, die Einführung des Cone-Beam-Computertomographie (CBCT) Scans und die Kombination beider, dank derer Diagnose und Planung schneller, vorhersehbarer und sicherer sind. Es gibt verschiedene Arten von IOS und CBCT auf dem Markt, die von der Erfassungstechnologie, der Möglichkeit der Dateiverarbeitung und der Art der generierten Datei abhängen.

Intraorale Scanner verwenden strukturiertes Lichtscannen, das darin besteht, ein Gitter auf die Oberfläche des Zahns zu projizieren, wo eine Reihe von hochauflösenden Kameras dessen Verzerrung liest. Die erkannte Verzerrung wird von einem Mikroprozessor verarbeitet, der diese Daten in ein dimensionsgenaues Objekt umwandelt, das direkt in der Erfassungssoftware sichtbar ist. Der intraorale Scanner ist die perfekte Ergänzung für alle CAD-CAM Produktionen; der Hauptvorteil ist die Möglichkeit, den Genauigkeitsgrad des Abdrucks sofort zu überprüfen, während der Patient noch im Stuhl sitzt. Ein weiterer großer Vorteil ist die Möglichkeit, die okklusalen Beziehungen zwischen den Bögen zu analysieren, um zu definieren, ob der okklusale Abstand für die Erstellung von CAD-CAM-Restaurationen mit spezifischen Materialien geeignet ist. Last but not least ist die Möglichkeit, Abdrücke per E-Mail zu senden, was Zeit für die Lieferung spart.

Einige der wichtigsten Anwendungen im zahnmedizinischen Bereich sind:

1. Nachtwachen;
2. Zahnaligner;
3. Feste Zahnprothesen;
4. Leitfaden für die Zahnchirurgie.

Die zunehmende Nutzung ist auch mit der Implantologie verbunden, bei der Scankörper anstelle von herkömmlichen Transfers verwendet werden. Implantate werden dann in dieser präzisen Position neu positioniert, dank CAD-Software, die die spezifische geometrische Form des Scan Körpers mit seiner speziellen Bibliothek abgleicht, was das Design individueller Abutments, Gerüste und Kronen ermöglicht. Es wurde nachgewiesen, dass das System präzise und genau ist, da es nicht unter Verzerrungen leidet, die durch den traditionellen Abdruck der Transfers entstehen. Darüber hinaus hat die größere Präzision der digitalen Abdrucktechniken deren Verwendung in Kombination mit Digital Imaging and COmmunications in Medicine (DICOM)-Daten, die aus CBCT stammen, für noch genauere Diagnosen und virtuelle Implantatplanungen ermöglicht, einschließlich der Herstellung von chirurgischen Leitlinien. Für Letzteres kann der Kliniker durch spezielle Software gängige Referenzpunkte im STereo Lithography-Interface-Format (.Stl) abgleichen, die aus intraoralen Aufnahmen und den DICOM-Dateien des CBCT-Scans stammen. Schließlich kann die virtuelle Implantatplanung gemäß einem prothetischen Setup durchgeführt werden, und chirurgische Schablonen können mit einem 3D-Drucker hergestellt werden.

In der Kieferorthopädie haben die Einführung von intraoralen und facialen Scannern, 3D-Druckmaschinen und zuvor der digitalen Radiologie, einschließlich eines CBTC-Scans, sowohl die Diagnose als auch die Durchführung der kieferorthopädischen Behandlung verbessert. Digitale Studiomodelle offeren eine praktikable Alternative zu traditionellen Gipsmodellen. Ihre Vorteile in der kieferorthopädischen Diagnose und Behandlungsplanung umfassen den einfacheren und schnelleren Transfer elektronischer Daten, sofortige Konsultationen und reduzierten Platzbedarf für die Lagerung. Digitale Abdrücke/Modelle könnten mithilfe spezieller kieferorthopädischer Analyse-Software analysiert werden, die in der Lage ist, Zähne, Bogenform, die Menge an Überfüllung oder Platzierung, Art der Fehlstellung usw. zu analysieren. Grundlegende und fortgeschrittene Messungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Überjet, Überbiss, Zahngröße, Bogenlänge, transversale Abstände und Bolton-Diskrepanz, könnten gemessen werden. All dies ermöglicht es, das Ergebnis der kieferorthopädischen Behandlung zu simulieren und vorab zu visualisieren. Darüber hinaus kann das digitale Modell schließlich mit Prototyping-Technologie für Diagnose- oder Behandlungszwecke gedruckt werden. Die häufigste Anwendung von 3D-Druckern in der Kieferorthopädie ist die Herstellung von Alignern. Weitere Anwendungen sind die Herstellung von Führungen für das indirekte Bandagieren von Brackets, die Produktion von Retainern und Geräten für Schlafapnoe.

Ästhetik ist eine weitere Anwendung, die von intraoralen Scannern und digitalen Workflows profitiert, bestehend aus Smile-Design und Simulation, Prototyp-Mock-ups und der Herstellung von Veneers. Dies ist möglich durch die Erfassung digitaler Abdrücke, einer Reihe von Fotos des Gesichts und des Lächelns des Patienten sowie durch eine Smile-Design-Software, die es ermöglicht, das gesamte Erscheinungsbild des Lächelns zu gestalten. Auf diese Weise haben Kliniker die Möglichkeit, mit dem Patienten zu diskutieren und gemeinsam mit ihm/ihr die Ästhetik der Restauration zu entscheiden, bevor die Behandlung beginnt. Dieser Punkt ist entscheidend für das Verständnis der Erwartungen des Patienten.

Selbst vollständige oder partielle Prothesen, sowohl auf natürlichen Zähnen als auch auf Implantaten, könnten durch einen vollständig digitalen Workflow hergestellt werden, der es Klinikern und Zahntechnikern ermöglicht, die Restauration in all ihren Aspekten zu fertigen, was potenziell die Produktionszeiten verkürzt und somit die Gesamtwartezeiten sowohl für Kliniker als auch für Patienten reduziert und nicht zuletzt die Kosten senkt.

Jede Behandlung beginnt mit der Erfassung der Zahnabdrücke, die schnell mit einem intraoralen Scanner erfasst werden können (oder durch Digitalisierung konventioneller Gipsmodelle mit extraoralen Scannern). Die digitalen Modelle werden mit spezieller CAD-Software bearbeitet. Durch diesen digitalen Workflow ist es nicht erforderlich, die Abdrücke physisch an die Zahntechniker zu übermitteln, und dies macht den Prozess auch aus biologischer Sicht sicherer. Zahntechniker können dann vollständig digital arbeiten, oder die digitalen Modelle können zum Drucken gesendet werden. Sobald das Harzmodell mit einer speziellen 3D-Druckmaschine gedruckt wurde, ist es notwendig, die Aushärtung des Materials durch einen Nachhärtungsprozess abzuschließen, der erfolgt, indem das 3D-gedruckte Objekt für eine Zeit, die je nach Größe des Objekts variiert, einer UV-Licht-Härtungseinheit ausgesetzt wird.

Selbst wenn man in einem vollständig digitalen Workflow arbeitet, können einfache und komplexe Behandlungen durchgeführt werden. Wie in der Klinik können die ästhetischen und virtuellen Kieferbewegungen des Patienten vor der Behandlung simuliert werden, was sowohl den Klinikern als auch den Zahntechnikern ermöglicht, den vorgeschlagenen Behandlungsplan besser zu bewerten und im Voraus die Gesamtkosten und die für die Behandlung benötigte Zeit zu ermitteln.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es wahr ist, dass diese Technologien weiter verbessert werden müssen und starke wissenschaftliche Beweise vorgelegt werden müssen, bevor sie die analogen Verfahren ersetzen können. Es gibt verschiedene Aspekte, die sowohl von den Klinikern als auch von den Patienten bewertet werden müssen, und auf diese Weise könnten sie entscheiden, wie sie die notwendigen Behandlungen angehen und sich entspannter fühlen können.

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