Forschung zur Senkung der Strahlenbelastung in Zahnarztpraxen

Spezial-Ultraschallgerät Scan-o-Dent® soll neue Ära in der Zahndiagnostik einläuten

Rund 37 Prozent der in der Medizin erstellten Röntgenaufnahmen werden im Bereich der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde gefertigt. Ein neues großes medizintechnisches Verbundforschungsvorhaben mit Rostocker Unternehmern und Wissenschaftlern soll dazu beitragen, die Strahlenbelastung für Patienten und das Fachpersonal in der Zahnheilkunde deutlich zu senken.

Wirtschaftsminister Jürgen Seidel gab jüngst in der Hansestadt Rostock den Startschuss für die Entwicklung eines Spezial-Ultraschallgerätes zur verbesserten Tiefendiagnostik in der Zahnmedizin. Daran beteiligt ist die Rostocker Firma S&N Systemhaus für Netzwerk- und Datentechnik GmbH und von der Universität Rostock der Lehrstuhl Werkstoffe für die Medizintechnik sowie das Institut für Automatisierungstechnik. Weitere Kooperationspartner sind die Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde der Universität Rostock und das Institut für ImplantatTechnologie und Biomaterialien an der Universität Rostock.

„Das anspruchsvolle Verbundvorhaben spricht für die Qualität und das Know-how bei allen Projektpartnern in ihren jeweiligen spezifischen Gebieten der Biomechanik, Werkstoffkunde, Medizin sowie der Prozessinformationsverarbeitung. Dadurch macht sich Mecklenburg-Vorpommern zunehmend einen Namen als innovativer Technologiestandort“, sagte Seidel. Das Wirtschaftsministerium fördert das Vorhaben mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und dem Europäischen Sozialfonds (ESF) in Höhe von 1,37 Millionen Euro. Das Gesamtprojektvolumen beträgt 1,74 Millionen Euro.

Bessere Bilder für die zielgenauere Behandlung

Im Rahmen des neuen Verbundvorhabens soll ein Ultraschallgerät für die dreidimensionale und röntgenstrahlenfreie Tiefendiagnostik in Zahnarztpraxen entwickelt werden. Das so genannte Scan-o-Dent® soll den Werkstoffzustand eines Zahnes mit Ultraschall erfassen, die Zahnstruktur bildhaft machen und mit wichtigen Kennwerten für die zahnärztliche Diagnose wie Druckfestigkeit, Härte, Kariesausbreitung und Randspalten-Zustand versehen. Das Gerät liefert somit nicht nur hochgenaue und beliebig viele Bilddaten, sondern auch wertvolle Zusatzinformationen zum Zustand von Zähnen und Zahnfleisch. Mit dem Scan-o-Dent®-System soll das aufwändige herkömmliche Röntgen weitestgehend ersetzt werden. Erste Machbarkeitsstudien haben gezeigt, dass die geplante Technologie alle Material- und Gewebestrukturen im Mund optimal erfassen kann. Die technische Weltneuheit, die bereits zum Patent angemeldet worden ist, soll in den kommenden drei Jahren zur Produktreife geführt werden.

„Die Aufgabe der S & N Systemhaus für Netzwerk- und Datentechnik GmbH ist die Entwicklung eines handhabungssicheren Informatik-Systems für die zahnärztliche Praxis, mit der dentale 3D-Ultraschall-Darstellungen erfasst, digitalisiert und interaktiv in der Diagnostik eingesetzt werden können“, erläuterte S&N-Geschäftsführer Karl-Heinz Sandmann. „Die Idee zu diesem weltweit einzigartigen Instrumentarium in der Dentalmedizin ist aus der jahrelangen Zusammenarbeit mit Zahnärzten entstanden, die immer wieder mit der Röntgentechnik an ihre Grenzen stoßen.“ Das Rostocker Unternehmen ist für die Realisierung des Projektes verantwortlich.

Die wissenschaftliche Zielstellung der Universität Rostock am Lehrstuhl für Werkstoffe für die Medizintechnik beinhaltet die Entwicklung und Untersuchung eines Ultraschallsystems, dessen Geometrie sich an die Größe eines gängigen Dentalinstrumentes anlehnt. „Weiterhin werden Materialkennwerte und die dazugehörigen Bilddaten mittels eines Ultraschallmikroskops erhoben und analysiert“, erklärte Prof. Detlef Behrend. „So schaffen wir die Grundlage für eine komplexe Datenbank, die später als Behandlungsbasis für die Zahnarztpraxen dient.“

Das Institut für Automatisierungstechnik unterstützt das Verbundvorhaben, in dem es fundierte Methoden und Prozessalgorithmen zur Echtzeit-Analyse von Bild- und Materialdaten erarbeitet und praxistauglich gestaltet. Die Arbeitsaufgaben des Instituts für ImplantatTechnologie und Biomaterialien e.V. umfassen die Gewinnung von Materialkennwerten von Zahngewebe-Hartsubstanzen und die Marktvorbereitung für die Ultraschall-Diagnostik mit den im Institut etablierten und anerkannten Prüftechniken und Analyseverfahren.

Zahnärzte arbeiten sicherer und mobiler

„Die Reduzierung der strahlenbelasteten Röntgen-Diagnose, insbesondere für Kinder und Schwangere, durch eine nichtinvasive und röntgenstrahlfreie Tiefendiagnostik dentaler Strukturen wäre ein großer Vorteil für alle Beteiligten. Für uns steht der Nutzen für unsere Patienten im Mittelpunkt“, unterstrich der Direktor der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde und Geschäftsführende Direktor der Klinik und Polikliniken für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde an der Universität Rostock, Prof. Peter Ottl. Die Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde wird als klinischer Partner das Gerät auf die Alltagstauglichkeit testen. „Der Verzicht auf die Strahlenbelastung ist ein entscheidender Faktor. Zudem können die in der Mundhöhle vorhandenen Gewebe und Werkstoffe im Gegensatz zum konventionellen Röntgen dreidimensional dargestellt und wesentlich leichter erfasst werden.“

Das Verfahren ermöglicht die effektivere Bewertung der Zahnhartsubstanzen, insbesondere auf Vorliegen von Karies, auch unter bestehenden Kronen. Gleichzeitig können genauere Bewertungen des Weichgewebes im Zahnhalteapparat mit Blick auf Zahnbetterkrankungen vorgenommen werden. Einen weiteren Mehrwert in der Bildqualität im Vergleich zu den Röntgenaufnahmen erwartet der Zahnmediziner durch die weitreichende Erfassung der knöchernen Strukturen im Zahnhalteapparat und in der Umgebung von Zahnimplantaten sowie in der Zustandskontrolle von Füllungen, Zahnersatz und Zahnimplantaten. „Eine große Bedeutung wird diese Technologie zweifellos auch aufgrund der demographischen Entwicklung erlangen, da vor allem ältere und pflegebedürftige Menschen mit dem handlichen Ultraschallgerät viel besser erreicht und untersucht werden können“, so Ottl.

Informationen:
Universität Rostock
Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik
Lehrstuhl Werkstoffe für die Medizintechnik
Lehrstuhlinhaber: Prof. Detlef Behrend
Friedrich-Barnewitz-Strasse 4
18119 Rostock
Tel. 0381-54 345 507
E-Mail: detlef.behrend@uni-rostock.de
www.uni-rostock.de

Klinik und Polikliniken für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde „Hans Moral“
Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. Peter Ottl
Strempelstraße 13, 18057 Rostock
T + 49 381 494-6501
E peter.ottl@med.uni-rostock.de