Umfassende Dentalbildanalyse

Im Dentalbereich stellen Bilddaten die primäre Informationsquelle für die Einschätzung des Gesundheitszustandes einer Person dar und dienen außerdem als Grundlage für die weitere Planung des Behandlungsverlaufes. Dabei kommen sowohl extraorale Aufnahmen wie das Orthopantomogramm (OPG) oder das Fernröntgenseitenbild (FRS), als auch intraorale Aufnahmen, wie Bissflügelaufnahmen, zum Einsatz. Das OPG ist hierbei die typische initiale Aufnahme, da alle Zähne inklusive Wurzel gut sichtbar abgebildet werden.

Umfangreichere Analysen kosten Zeit

Die in den Aufnahmen erkennbaren Besonderheiten (Karies, Füllung, etc.) der Zähne muss das ärztliche Fachpersonal zunächst visuell analysieren und anschließend dokumentieren. Umfangreichere Analysemethoden, wie die Bestimmung von Winkeln und Verhältnissen zwischen manuell zu identifizierenden Landmarken in Fernröntgenseitenbildern erfordern nochmals deutlich mehr Zeit und Aufwand.

Automatisiert extrahierte Informationen unterstützen Arztpersonal

Die Abteilung »Visual Healthcare Technologies« arbeitet in diesem Bereich an Lösungen die Bilddaten automatisch zu analysieren und die so extrahierten Informationen dem ärztlichen Fachpersonal zur Verfügung zu stellen. Dabei werden als grundlegender Schritt zunächst die Kontouren der einzelnen Zähne vollautomatisch in den Aufnahmen gefunden. Hierfür wird domainspezifisches Expertenwissen in einem statistischen Modell abgebildet, welches sowohl die relativen Lagebeziehungen als auch die Formvarianz der Zähne abbildet. Dieses Modellwissen wird mit modernen KI-Methoden kombiniert, um die individuellen Zähne in den Aufnahmen zu identifiziert und nummerieren und deren Konturen zu extrahieren. Die finalen Segmentierungen der Einzelzähne können nun genutzt werden, um individuelle Merkmale dieser Zähne zu finden und gesammelt zur Verfügung zu stellen.

Bildbasierte 3D-Rekonstruktion der Zähne

Die Abteilung arbeitet ebenfalls an Lösungen, um Informationen aus Bilddaten zu gewinnen, die normalerweise nur zu dokumentationszwecken genutzt werden. Bei der kieferorthopädischen Behandlung von Zahnfehlstellungen werden routinemäßig fünf Fotographien des Gebisses aufgenommen, deren automatische Auswertung den Entscheidungsprozess und die Überwachung des Behandlungsverlaufes unterstützen kann. Hierzu werden zunächst die Zahnkonturen und Nummerierungen in den einzelnen Photographien extrahiert. Anschließend werden die so erzeugten Silhouetten, welche die Zähne aus unterschiedlichen Blickwinkeln darstellen, genutzt, um in einem deformationsbasierten Rekonstruktionsverfahren die Oberfläche und räumliche Anordnung der Zähne zu bestimmen. Anhand des resultierenden 3D-Modells des Gebisses können anschließend die für das ärztliche Fachpersonal relevanten Informationen berechnet werden.