MS 2022; 9: 94-97.
Przyszłość cyfrowej stomatologii
Jakub Szymaniak, Grzegorz Romek
W poprzednich odsłonach cyklu o cyfryzacji stomatologii przyglądaliśmy się istniejącym na rynku rozwiązaniom i temu, jak zmieniają one teraźniejszość pracy gabinetów stomatologicznych. Jak jednak zmienią się one w przyszłości? Wspólnie z ekspertami przeprowadziliśmy predykcje dotyczące tego, które z najważniejszych dziś trendów technologicznych już za kilka lat mogą pojawić się jako realne rozwiązania w klinikach na całym świecie.
Przyszłość stomatologii wykuwa się dziś – dzięki pracy lekarzy
Każde użycie inteligentnego urządzenia, takiego jak skanery wewnątrzustne, laboratoryjne, drukarki 3D itd. powiększa zasób danych, którymi dysponuje ludzkość. Mogą zostać one wykorzystane w celach wyłącznie informacyjnych – jak choćby w przypadku rozwijanej, ogólnopolskiej bazy EDM. Po poddaniu analizie mogą natomiast posłużyć do udoskonalenia obecnych rozwiązań i rozwoju tych zupełnie nowych. Kluczową rolę w obydwu tych procesach będą odgrywać dwie technologie – chmura obliczeniowa oraz uczenie maszynowe i powiązana z nim sztuczna inteligencja. Co jednak praca na tych danych oznacza dla lekarza? Przede wszystkim innowacje, które będą ściśle dostosowane do realnych warunków pracy w gabinecie i potrzeb pacjentów.
Chmura obliczeniowa
„Chmura” to rozwiązanie, które od lat jest obecne w elektronice konsumenckiej (smartfony, laptopy), a także w przemyśle czy sektorze e-commerce. W ogromnym uproszczeniu umożliwia ona przechowywanie plików czy wykonywanie skomplikowanych obliczeń „poza” urządzeniem użytkownika, dzięki transferowi danych. Pozwala to zwiększyć prędkość wykonywania różnorodnych procesów przez maszyny, dzięki czemu użytkownik może szybciej otrzymać potrzebne wyniki.
Dzięki zastosowaniu chmury codzienne czynności staną się jeszcze prostsze, szybsze i bezpieczniejsze niż dotychczas. Zmiany będą odczuwalne także na etapie przygotowywania prac protetycznych, gdyż integracja oprogramowania CAM oraz maszyn z chmurą usprawni proces „tłumaczenia” projektów przygotowanych wcześniej na podstawie skanu w systemie CAD na konkretne zadania do wykonania przez maszyny, jak np. frezarki stomatologiczne. Maszyny będą pracowały w oparciu o strategie, które będą generowane szybciej, a także będą jeszcze lepiej zoptymalizowane, dzięki czemu skróci się czas oczekiwania pacjentów na pracę.
Uczenie maszynowe, sztuczna inteligencja i internet rzeczy
Uczenie maszynowe i budowana na jego podstawie sztuczna inteligencja mogą wydawać się czymś bardzo odległym z punktu widzenia medycyny. Jednak już dzisiaj tego typu rozwiązania są wykorzystywane w różnorodnych urządzeniach, a skala tego zjawiska będzie się powiększać. Każdego dnia wytwarzane są ogromne ilości danych o stanie zdrowia pacjentów. Na ich podstawie algorytmy będą w stanie budować skomplikowane modele zachowań i przewidywania. Niewykluczone, że za kilka lat maszyny będą w stanie „przewidzieć” punkty, w których z największym prawdopodobieństwem powstaną ubytki czy zmiany próchnicowe.
Interesującą ścieżką są także prace nad inteligentnymi szczoteczkami dla pacjentów, które będą automatycznie kontaktowały się z gabinetem stomatologicznym, gdy podczas szczotkowania wykryją niepokojące zmiany – prace nad takimi rozwiązaniami, z zakresu internetu rzeczy, są prowadzone właśnie dziś.
Zdjęcie: RS-Team
Skanowanie wewnątrzustne w najbliższych latach
Skanery wewnątrzustne stanowią serce cyfrowego gabinetu i zgodnie z naszymi predykcjami, ich rola będzie rosła. Już dzisiaj pozwalają one, poza przygotowaniem cyfrowych wycisków, na automatyczne wykrywanie kolorów poszczególnych zębów czy diagnozowanie problemów typu próchnica, ubytki i przebarwienia.
Innym przykładem usprawnienia, które może pojawić się w przyszłości, jest wykorzystanie modeli stworzonych dzięki uczeniu maszynowemu do porzucenia tzw. strategii skanowania. Obecnie każde urządzenie wymaga od lekarza zachowania odpowiedniej kolejności i sposobu skanowania, np. od lewej do prawej, zaczynając od dolnego łuku. Dzięki modelom tworzonym na podstawie analizy danych, skaner sam mógłby wykrywać, co obecnie skanuje i automatycznie się dostosowywać. Pierwszy krok w kierunku zastosowaniu sztucznej inteligencji został już poczyniony przez część producentów, którzy wprowadzili automatyczne wykrywanie obiektów niebędących powierzchnią zębową, np. policzka, palca czy lusterka. Tego typu elementy są pomijane przez skaner, dzięki czemu znika konieczność powtarzania skanu ze względu na zeskanowanie niepożądanego obiektu.
Samoprojektujące się zęby
Innym obszarem wykorzystania sztucznej inteligencji jest aspekt wsparcia lekarzy i techników w procesie projektowania prac protetycznych. Niektórzy producenci oprogramowania CAD, pozwalającego na przygotowywanie projektów prac, oferują już dzisiaj możliwość projektowania pojedynczych zębów pełnokonturowych w sposób w pełni automatyczny. Dzięki nowym modelom ingerencja człowieka w proces projektowania prac będzie się stale zmniejszała. System sam będzie wykrywał potrzebę przygotowania pracy protetycznej, określi jej rodzaj oraz przygotuje wstępny projekt – do zatwierdzenia przez lekarza. Tego rodzaju innowacja istotnie przyspieszyłaby procesy leczenia oraz umożliwiłaby pomoc większej liczbie pacjentów.
W miarę rozwoju ilości i dostępności danych oraz technik ich analizy można spodziewać się, że modele służące projektowaniu prac będą coraz doskonalsze – także w tych najtrudniejszych przypadkach.
Jeszcze lepsza komunikacja
Zmiany technologiczne nie ominą dziedziny komunikacji. Jak pisaliśmy w jednym z tekstów, już dzisiaj cyfryzacja mocno zmieniła ten element współpracy lekarzy i techników. Kolejne lata przyniosą więcej nowości w tym zakresie.
Pierwszym ważnym trendem jest rozwój integracji systemów. Coraz więcej marek skanerów nawiązuje współpracę z producentami systemów zarządzania kliniką, a celem tych kooperacji jest wprowadzenie automatycznej synchronizacji danych pacjenta pomiędzy skanerami a innymi systemami. W ten sposób ma zostać wyeliminowany żmudny proces „ręcznego” przepisywania i „transferowania” danych między różnymi bazami danych kliniki. Obecnie rozwiązania z zakresu zautomatyzowanej integracji środowisk są na bardzo wczesnym etapie, jednak kolejne lata przyniosą zapewne coraz silniejsze zacieśnienie relacji między poszczególnymi producentami, co zaowocuje powstaniem nowych, cyfrowych, a przede wszystkim holistycznych ekosystemów zarządzania danymi dla klinik oraz laboratoriów.
Zmianą, która również może pojawić się w przyszłości, jest ograniczenie listy pracy, tak aby po wybraniu konkretnego laboratorium skaner od razu informował, jakie rodzaje prac są wykonywane przez daną placówkę i niemożliwe było wysłanie zamówienia na pracę, która nie jest obsługiwana. Obecnie dostępne na rynku skanery posiadają możliwość wysłania skanów do laboratorium bezpośrednio z poziomu urządzenia, jednak kryteria fi ltracji laboratoriów są ograniczone. Ich rozszerzenie będzie stanowiło dodatkowe ułatwienie, stanowiąc kolejny krok w uproszczeniu komunikacji na linii technik-lekarz.
Zdjęcie: RS-Team
Rzeczywistość rozszerzona w służbie medycyny
Rzeczywistość rozszerzona, nazywana często AR (Argumented Reality), to technologia polegająca na łączeniu elementów rzeczywistych z wirtualnymi. Najprostszym przykładem tego typu rozwiązania, z którym wiele osób miało okazję się spotkać, są filtry do zdjęć i video w serwisach takich jak Instagram. Możliwości tej technologii wykraczają jednak daleko poza proste, rozrywkowe zastosowania, i powoli trafiają do świata stomatologii.
Na rynku jest już dostępny pierwszy „symulator pacjenta” dla studentów stomatologii. Dzięki połączeniu kamery śledzącej ruchy i specjalnego manekina przyszli lekarze mogą brać udział w realistycznych symulacjach procedur medycznych, dostając natychmiastową informację zwrotną. System animuje bowiem reakcje, także bólowe, pacjenta na fantomie. Pozwala to na łatwe zidentyfi kowanie błędów i ich szybką poprawę. Obecnie dostęp do tego typu symulatora ma ok. 8500 studentów na całym świecie, a w nadchodzących latach można spodziewać się zarówno upowszechnienia tego typu rozwiązań w sektorze edukacji, jak i poprawy jakości symulacji.
Rzeczywistość wirtualna – cyfrowy świat, realne korzyści
Kolejny krok po rzeczywistości rozszerzonej stanowi rzeczywistość wirtualna, tzw. VR (Virtual Reality). W przeciwieństwie do AR w wypadku rzeczywistości wirtualnej nie dochodzi do łączenia elementów realnych z cyfrowymi. Użytkownik zostaje poddany pełnej imersji w wirtualnym środowisku dzięki wykorzystaniu dedykowanego zestawu gogli (które zapewne będą z biegiem czasu miniaturyzowane).
VR może również znaleźć zastosowanie w gabinecie zabiegowym. Jak pokazał eksperyment przeprowadzony na 69 osobach przez brytyjskich naukowców, rzeczywistość wirtualna stanowi efektywne narzędzie do odwracania uwagi pacjenta. Osoby, którym pokazywano uspokajające sceny natury, miały niższy poziom stresu i bardziej pozytywne wspomnienia z leczenia. Pokazuje to duży potencjał drzemiący w VR, który prawdopodobnie będzie stanowił obszar dalszych badań oraz pierwszych wdrożeń w najbliższych latach.
Co ciekawe, stomatologia była też pierwszą dziedziną medycyny, w której zastosowano VR w praktyce. Już w 2015 r. jeden z producentów rozwiązań implantoprotetycznych zorganizował pierwszą nagraną w VR operację. Każdy chętny specjalista czy student mógł zostać wirtualnym asystentem i obserwować prawdziwą procedurę „oczami” chirurga. Rozwój VR może mieć przełomowe znaczenie dla procesu kształtowania przyszłych pokoleń lekarzy, standaryzacji know-how w skali globalnej i demokratyzacji dostępu studentów do najznamienitszych stomatologów na świecie.
Podsumowanie
Najbliższe lata mogą zrewolucjonizować świat stomatologii na każdym etapie: od kształcenia przyszłych specjalistów, po współpracę z pacjentem. Sednem tych zmian pozostanie człowiek, bez którego nawet najlepszy program nie pomoże pacjentowi w gabinecie zabiegowym. Rozwiązania cyfrowe, coraz doskonalsze, będą wspomagały jego pracę tak, by ta była coraz lżejsza i efektywniejsza.
Zdjęcie: RS-Team
Jakub Szymaniak, Grzegorz Romek
W poprzednich odsłonach cyklu o cyfryzacji stomatologii przyglądaliśmy się istniejącym na rynku rozwiązaniom i temu, jak zmieniają one teraźniejszość pracy gabinetów stomatologicznych. Jak jednak zmienią się one w przyszłości? Wspólnie z ekspertami przeprowadziliśmy predykcje dotyczące tego, które z najważniejszych dziś trendów technologicznych już za kilka lat mogą pojawić się jako realne rozwiązania w klinikach na całym świecie.
Przyszłość stomatologii wykuwa się dziś – dzięki pracy lekarzy
Każde użycie inteligentnego urządzenia, takiego jak skanery wewnątrzustne, laboratoryjne, drukarki 3D itd. powiększa zasób danych, którymi dysponuje ludzkość. Mogą zostać one wykorzystane w celach wyłącznie informacyjnych – jak choćby w przypadku rozwijanej, ogólnopolskiej bazy EDM. Po poddaniu analizie mogą natomiast posłużyć do udoskonalenia obecnych rozwiązań i rozwoju tych zupełnie nowych. Kluczową rolę w obydwu tych procesach będą odgrywać dwie technologie – chmura obliczeniowa oraz uczenie maszynowe i powiązana z nim sztuczna inteligencja. Co jednak praca na tych danych oznacza dla lekarza? Przede wszystkim innowacje, które będą ściśle dostosowane do realnych warunków pracy w gabinecie i potrzeb pacjentów.
Chmura obliczeniowa
„Chmura” to rozwiązanie, które od lat jest obecne w elektronice konsumenckiej (smartfony, laptopy), a także w przemyśle czy sektorze e-commerce. W ogromnym uproszczeniu umożliwia ona przechowywanie plików czy wykonywanie skomplikowanych obliczeń „poza” urządzeniem użytkownika, dzięki transferowi danych. Pozwala to zwiększyć prędkość wykonywania różnorodnych procesów przez maszyny, dzięki czemu użytkownik może szybciej otrzymać potrzebne wyniki.
Dzięki zastosowaniu chmury codzienne czynności staną się jeszcze prostsze, szybsze i bezpieczniejsze niż dotychczas. Zmiany będą odczuwalne także na etapie przygotowywania prac protetycznych, gdyż integracja oprogramowania CAM oraz maszyn z chmurą usprawni proces „tłumaczenia” projektów przygotowanych wcześniej na podstawie skanu w systemie CAD na konkretne zadania do wykonania przez maszyny, jak np. frezarki stomatologiczne. Maszyny będą pracowały w oparciu o strategie, które będą generowane szybciej, a także będą jeszcze lepiej zoptymalizowane, dzięki czemu skróci się czas oczekiwania pacjentów na pracę.
Uczenie maszynowe, sztuczna inteligencja i internet rzeczy
Uczenie maszynowe i budowana na jego podstawie sztuczna inteligencja mogą wydawać się czymś bardzo odległym z punktu widzenia medycyny. Jednak już dzisiaj tego typu rozwiązania są wykorzystywane w różnorodnych urządzeniach, a skala tego zjawiska będzie się powiększać. Każdego dnia wytwarzane są ogromne ilości danych o stanie zdrowia pacjentów. Na ich podstawie algorytmy będą w stanie budować skomplikowane modele zachowań i przewidywania. Niewykluczone, że za kilka lat maszyny będą w stanie „przewidzieć” punkty, w których z największym prawdopodobieństwem powstaną ubytki czy zmiany próchnicowe.
Interesującą ścieżką są także prace nad inteligentnymi szczoteczkami dla pacjentów, które będą automatycznie kontaktowały się z gabinetem stomatologicznym, gdy podczas szczotkowania wykryją niepokojące zmiany – prace nad takimi rozwiązaniami, z zakresu internetu rzeczy, są prowadzone właśnie dziś.
Zdjęcie: RS-Team
Skanowanie wewnątrzustne w najbliższych latach
Skanery wewnątrzustne stanowią serce cyfrowego gabinetu i zgodnie z naszymi predykcjami, ich rola będzie rosła. Już dzisiaj pozwalają one, poza przygotowaniem cyfrowych wycisków, na automatyczne wykrywanie kolorów poszczególnych zębów czy diagnozowanie problemów typu próchnica, ubytki i przebarwienia.
Innym przykładem usprawnienia, które może pojawić się w przyszłości, jest wykorzystanie modeli stworzonych dzięki uczeniu maszynowemu do porzucenia tzw. strategii skanowania. Obecnie każde urządzenie wymaga od lekarza zachowania odpowiedniej kolejności i sposobu skanowania, np. od lewej do prawej, zaczynając od dolnego łuku. Dzięki modelom tworzonym na podstawie analizy danych, skaner sam mógłby wykrywać, co obecnie skanuje i automatycznie się dostosowywać. Pierwszy krok w kierunku zastosowaniu sztucznej inteligencji został już poczyniony przez część producentów, którzy wprowadzili automatyczne wykrywanie obiektów niebędących powierzchnią zębową, np. policzka, palca czy lusterka. Tego typu elementy są pomijane przez skaner, dzięki czemu znika konieczność powtarzania skanu ze względu na zeskanowanie niepożądanego obiektu.
Samoprojektujące się zęby
Innym obszarem wykorzystania sztucznej inteligencji jest aspekt wsparcia lekarzy i techników w procesie projektowania prac protetycznych. Niektórzy producenci oprogramowania CAD, pozwalającego na przygotowywanie projektów prac, oferują już dzisiaj możliwość projektowania pojedynczych zębów pełnokonturowych w sposób w pełni automatyczny. Dzięki nowym modelom ingerencja człowieka w proces projektowania prac będzie się stale zmniejszała. System sam będzie wykrywał potrzebę przygotowania pracy protetycznej, określi jej rodzaj oraz przygotuje wstępny projekt – do zatwierdzenia przez lekarza. Tego rodzaju innowacja istotnie przyspieszyłaby procesy leczenia oraz umożliwiłaby pomoc większej liczbie pacjentów.
W miarę rozwoju ilości i dostępności danych oraz technik ich analizy można spodziewać się, że modele służące projektowaniu prac będą coraz doskonalsze – także w tych najtrudniejszych przypadkach.
Jeszcze lepsza komunikacja
Zmiany technologiczne nie ominą dziedziny komunikacji. Jak pisaliśmy w jednym z tekstów, już dzisiaj cyfryzacja mocno zmieniła ten element współpracy lekarzy i techników. Kolejne lata przyniosą więcej nowości w tym zakresie.
Pierwszym ważnym trendem jest rozwój integracji systemów. Coraz więcej marek skanerów nawiązuje współpracę z producentami systemów zarządzania kliniką, a celem tych kooperacji jest wprowadzenie automatycznej synchronizacji danych pacjenta pomiędzy skanerami a innymi systemami. W ten sposób ma zostać wyeliminowany żmudny proces „ręcznego” przepisywania i „transferowania” danych między różnymi bazami danych kliniki. Obecnie rozwiązania z zakresu zautomatyzowanej integracji środowisk są na bardzo wczesnym etapie, jednak kolejne lata przyniosą zapewne coraz silniejsze zacieśnienie relacji między poszczególnymi producentami, co zaowocuje powstaniem nowych, cyfrowych, a przede wszystkim holistycznych ekosystemów zarządzania danymi dla klinik oraz laboratoriów.
Zmianą, która również może pojawić się w przyszłości, jest ograniczenie listy pracy, tak aby po wybraniu konkretnego laboratorium skaner od razu informował, jakie rodzaje prac są wykonywane przez daną placówkę i niemożliwe było wysłanie zamówienia na pracę, która nie jest obsługiwana. Obecnie dostępne na rynku skanery posiadają możliwość wysłania skanów do laboratorium bezpośrednio z poziomu urządzenia, jednak kryteria fi ltracji laboratoriów są ograniczone. Ich rozszerzenie będzie stanowiło dodatkowe ułatwienie, stanowiąc kolejny krok w uproszczeniu komunikacji na linii technik-lekarz.
Zdjęcie: RS-Team
Rzeczywistość rozszerzona w służbie medycyny
Rzeczywistość rozszerzona, nazywana często AR (Argumented Reality), to technologia polegająca na łączeniu elementów rzeczywistych z wirtualnymi. Najprostszym przykładem tego typu rozwiązania, z którym wiele osób miało okazję się spotkać, są filtry do zdjęć i video w serwisach takich jak Instagram. Możliwości tej technologii wykraczają jednak daleko poza proste, rozrywkowe zastosowania, i powoli trafiają do świata stomatologii.
Na rynku jest już dostępny pierwszy „symulator pacjenta” dla studentów stomatologii. Dzięki połączeniu kamery śledzącej ruchy i specjalnego manekina przyszli lekarze mogą brać udział w realistycznych symulacjach procedur medycznych, dostając natychmiastową informację zwrotną. System animuje bowiem reakcje, także bólowe, pacjenta na fantomie. Pozwala to na łatwe zidentyfi kowanie błędów i ich szybką poprawę. Obecnie dostęp do tego typu symulatora ma ok. 8500 studentów na całym świecie, a w nadchodzących latach można spodziewać się zarówno upowszechnienia tego typu rozwiązań w sektorze edukacji, jak i poprawy jakości symulacji.
Rzeczywistość wirtualna – cyfrowy świat, realne korzyści
Kolejny krok po rzeczywistości rozszerzonej stanowi rzeczywistość wirtualna, tzw. VR (Virtual Reality). W przeciwieństwie do AR w wypadku rzeczywistości wirtualnej nie dochodzi do łączenia elementów realnych z cyfrowymi. Użytkownik zostaje poddany pełnej imersji w wirtualnym środowisku dzięki wykorzystaniu dedykowanego zestawu gogli (które zapewne będą z biegiem czasu miniaturyzowane).
VR może również znaleźć zastosowanie w gabinecie zabiegowym. Jak pokazał eksperyment przeprowadzony na 69 osobach przez brytyjskich naukowców, rzeczywistość wirtualna stanowi efektywne narzędzie do odwracania uwagi pacjenta. Osoby, którym pokazywano uspokajające sceny natury, miały niższy poziom stresu i bardziej pozytywne wspomnienia z leczenia. Pokazuje to duży potencjał drzemiący w VR, który prawdopodobnie będzie stanowił obszar dalszych badań oraz pierwszych wdrożeń w najbliższych latach.
Co ciekawe, stomatologia była też pierwszą dziedziną medycyny, w której zastosowano VR w praktyce. Już w 2015 r. jeden z producentów rozwiązań implantoprotetycznych zorganizował pierwszą nagraną w VR operację. Każdy chętny specjalista czy student mógł zostać wirtualnym asystentem i obserwować prawdziwą procedurę „oczami” chirurga. Rozwój VR może mieć przełomowe znaczenie dla procesu kształtowania przyszłych pokoleń lekarzy, standaryzacji know-how w skali globalnej i demokratyzacji dostępu studentów do najznamienitszych stomatologów na świecie.
Podsumowanie
Najbliższe lata mogą zrewolucjonizować świat stomatologii na każdym etapie: od kształcenia przyszłych specjalistów, po współpracę z pacjentem. Sednem tych zmian pozostanie człowiek, bez którego nawet najlepszy program nie pomoże pacjentowi w gabinecie zabiegowym. Rozwiązania cyfrowe, coraz doskonalsze, będą wspomagały jego pracę tak, by ta była coraz lżejsza i efektywniejsza.
Zdjęcie: RS-Team
