Robottandarts: een startup-bot kan tijd besparen in de stoel

Om eerlijk te zijn: toen ik dit voorstel voor een autonome robottandarts voor het eerst kreeg, dacht ik: “Oké, ik ga met deze mensen praten en dan ga ik een artikel schrijven, want dit is onmogelijk. anders dan verschrikkelijk zal gebeuren.” Toen stuurden ze me een video die eigenlijk verschrikkelijk was, in de manier waarop alleen al het kijken naar een snelle boormachine de meeste tanden verwijdert.

Maar eigenlijk heeft dit niet veel met robotica te maken, want tanden boren is hoe dan ook gewoon onzin. De echte vraag die we ons zouden moeten stellen is dus: hoe kunnen we de tandheelkundige ingreep zo snel en veilig mogelijk maken, om de inherente gruwel te verminderen? En het antwoord zou, verrassend genoeg, deze robot kunnen zijn van een startup genaamd Perceptive.

Vandaag kondigt Perceptive twee nieuwe technologieën aan waarvan ik hoop dat ze toekomstige tandheelkundige ervaringen voor iedereen beter zullen maken. Hoewel het hier gemakkelijk is om je op de robot te concentreren (omdat het een robot is), is de reden dat de robot kan doen wat hij doet (wat we zo meteen zullen zien) het nieuwe opnamesysteem. De draagbare imager, die is ontworpen om in uw mond te werken, maakt gebruik van optische coherentietomografie (OCT) om een ​​3D-beeld te genereren van de binnenkant van uw tanden en zelfs tot onder de tandvleesrand en het bot. Dit is aanzienlijk beter dan de 2D- of 3D-röntgenfoto’s die tandartsen gewoonlijk gebruiken, zowel wat betreft resolutie als positionele nauwkeurigheid.

Het draagbare optische coherentietomografieapparaat van Perceptive scant op cariës.Opmerkzaam

Het blijkt dat röntgenfoto’s heel slecht zijn in het detecteren van gaatjes; Opmerkzame CEO Chris Ciriello vertelt ons dat er sprake is van een nauwkeurigheid van 30 procent bij het bepalen van de locatie en omvang van gaatjes. In de praktijk is dit niet zo’n groot probleem als het zou moeten zijn, omdat de tandarts gewoon begint met het boren van uw tand en doorgaat totdat hij alles heeft gevonden. Maar dit werkt uiteraard niet voor een robot, waarbij je alle gegevens vooraf nodig hebt. Dat is waar OCT in beeld komt. Je kunt OCT beschouwen als vergelijkbaar met echografie, in die zin dat het gereflecteerde energie gebruikt om een ​​beeld op te bouwen, maar OCT gebruikt licht in plaats van geluid voor een veel hogere resolutie.

De Perceptive Imager kan gedetailleerde 3D-kaarten van de binnenkant van tanden maken.Opmerkzaam

De reden waarom OCT nog niet eerder voor tanden is gebruikt, is dat bij conventionele OCT de belichtingstijd die nodig is om een ​​gedetailleerd beeld te krijgen enkele seconden bedraagt, en als u tijdens de belichting beweegt, wordt het beeld wazig. Perceptive gebruikt in plaats daarvan een bewegingsstructuur (die veel robotici bekend zal zijn), waarbij ze vertrouwen op veel kortere belichtingstijden, wat resulteert in veel minder gegevens, maar vervolgens de scanner verplaatsen en meer gegevens verzamelen om geleidelijk een compleet 3D-beeld op te bouwen. Volgens Ciriello kan deze aanpak pathologie lokaliseren binnen ongeveer 20 micrometer met een nauwkeurigheid van meer dan 90 procent, en het is gemakkelijk voor de tandarts omdat ze het hulpmiddel alleen maar in verschillende richtingen rond je tand hoeven te bewegen totdat de scan is voltooid.

Nogmaals, het gaat niet alleen om het verzamelen van gegevens, zodat de robot aan uw tand kan werken. Het gaat om betere beeldvormingstechnologie waarmee uw tandarts eventuele problemen die u heeft, kan identificeren en behandelen. “Wij denken dat dit een fundamentele verandering is”, zegt Ciriello. “Wij geven tandartsen de middelen om problemen beter te kunnen opsporen.”

De robot wordt mechanisch aan uw mond bevestigd om beweging te compenseren.Opmerkzaam

Ciriello was tandarts in een klein bergstadje in British Columbia, Canada. Mensen in dergelijke gemeenschappen kunnen moeite hebben met toegang tot zorg. “Er zijn niet zoveel tandartsen die op het platteland willen werken”, zegt hij. “Soms kan het maanden duren om te genezen, en als je pijn hebt, is dat echt niet goed. Ik besefte dat ik een stukje technologie moest creëren dat de productiviteit van tandartsen zou kunnen verhogen.”

De robot van Perceptive is ontworpen om een ​​tandheelkundige ingreep uit te voeren die normaal gesproken enkele uren en meerdere bezoeken vergt, en deze in slechts enkele minuten in één bezoek te voltooien. Het startpunt voor de robot is de plaatsing van de kroon, waarbij het bovenste deel van de tand wordt vervangen door een kunstmatige kap (kroon). Dit is een ongelooflijk veel voorkomende procedure en vindt meestal in twee fasen plaats. Eerst verwijdert de tandarts de punt van de tand met een boor. Vervolgens nemen ze een mal van de tand, zodat de kroon daaraan aangepast kan worden. Vervolgens voorzien ze je van een tijdelijke kroon en sturen ze je naar huis terwijl ze de mal opsturen om je kroon te maken. Een paar weken later arriveert de permanente kroon, je gaat terug naar de tandarts, zij verwijderen de tijdelijke kroon en cementeren de permanente kroon.

Met het Perceptive-systeem werkt het als volgt: toen de tandarts bij het vorige bezoek had vastgesteld dat u überhaupt een kroon nodig had, kreeg u een OCT-scan van uw tand. Op basis van die gegevens gaat de robot het boortraject plannen, waarna de kroon gemaakt kan worden voordat je bij de start van het boren aankomt. Dat kan alleen omdat de precieze geometrie vooraf bekend is. U arriveert voor de procedure, de robot boort in ongeveer vijf minuten, de perfect passende permanente kroon wordt op zijn plaats gecementeerd en u bent klaar.

De robot bevindt zich nog in de prototypefase, maar zou over een paar jaar beschikbaar kunnen zijn.Opmerkzaam

Het is duidelijk dat veiligheid hier een grote zorg is, aangezien je een robotarm met een snelle boormachine hebt die letterlijk in je schedel werkt. Perceptive is zich daar terdege van bewust.

Het belangrijkste dat u moet weten over de Perceptive-robot is dat hij fysiek aan u vastzit terwijl hij aan het werk is. Je stopt een zogenaamde bijtblok in je mond en bijt erop, waardoor tegelijkertijd je mond open blijft en kaakvermoeidheid wordt voorkomen. De eindeffector van de robot is fysiek aan dat blok bevestigd via een reeks geactiveerde schakels, zodat al je hoofdbewegingen onmiddellijk worden gerepliceerd naar het uiteinde van de boor, zelfs als de boor beweegt. In wezen fungeert je schedel als de basis van de robot, en bevinden je tand en de boor zich in hetzelfde referentiekader. Een puur mechanische koppeling betekent dat er geen visionsysteem, encoders of software nodig zijn: het is een directe fysieke verbinding, dus bewegingscompensatie is onmiddellijk. Als patiënt ben je vrij om tijdens de procedure te ontspannen en je hoofd wat te bewegen, want voor de robot maakt het niets uit.

Menselijke tandartsen hebben een aantal strategieën om te voorkomen dat de boor u steekt als u tijdens de procedure beweegt, zoals door uw vingers op uw tanden te plaatsen en de boor daarop te ondersteunen. Maar deze robot zou veiliger en nauwkeuriger moeten zijn dan die methode, vanwege de starre verbinding die tot slechts enkele tientallen micrometers fouten leidt, zelfs bij een bewegende patiënt. Hij zal iets langzamer bewegen dan een tandarts, maar omdat hij alleen boort waar dat nodig is, kan hij de procedure in het algemeen sneller voltooien, zegt Ciriello.

Er zit ook een fysiek contragewichtsysteem in de hand, een leuke touch die de hand effectief gewichtloos maakt. (Het lijkt enigszins op de PR2-arm, voor jullie OG-robotica-mensen.) En een laatste veiligheidsmaatregel is de tandarts-in-de-lus via een voetpedaal dat ingedrukt moet blijven, anders stopt de robot met bewegen en zet de boor uit.

Ciriello beweert dat de robot niet alleen sneller kan werken, maar ook betere resultaten zal opleveren. De meeste restauraties, zoals vullingen of kronen, gaan ongeveer vijf jaar mee, omdat de tandarts óf te veel materiaal uit de tand verwijderde en deze verzwakte, óf te weinig materiaal verwijderde en het onderliggende probleem niet volledig aanpakte. De robot van Perceptive kan veel nauwkeuriger zijn. Ciriello zegt dat de robot geometrieën kan snijden die “niet mogelijk zijn voor mensen”, door restauraties op tanden te plaatsen met de precisie van op maat gemaakte onderdelen, wat vrijwel precies is wat ze zijn.

Perceptive heeft zijn robot met succes ingezet op echte menselijke patiënten, zoals te zien is in deze time-lapse-video. In werkelijkheid beweegt de robot iets langzamer dan een menselijke tandarts.Opmerkzaam

Hoewel het gemakkelijk is om je te concentreren op de technische voordelen van het Perceptive-systeem, kan de tandarts Ed Zuckerberg (die investeert in Perceptive) wijst erop dat het niet alleen om snelheid of nauwkeurigheid gaat, maar dat het erom gaat dat patiënten zich beter voelen. “Patiënten denken na over de precisie van een robot, versus de menselijke aard van hun tandarts”, zegt Zuckerberg. Het geeft hen vertrouwen als ze zien dat hun tandarts technologie in hun werk gebruikt, vooral op manieren die veel voorkomende fobieën kunnen aanpakken. “Als het de patiëntervaring kan verbeteren of de ervaring comfortabeler kan maken voor patiënten met een fobie, dan is dat voor mij automatisch een vinkje.”

Er is momenteel nog een tandheelkundige robot op de markt. Genaamd Yomi, biedt ondersteunde autonomie voor een zeer specifieke tandheelkundige implantaatprocedure. Yomi is niet autonoom, maar geeft in plaats daarvan begeleiding aan de tandarts om ervoor te zorgen dat deze op de juiste diepte en hoek boort.

Hoewel Perceptive zijn eerste generatie systeem met succes bij mensen heeft getest, is het nog niet klaar voor commercialisering. De volgende stap zal waarschijnlijk een zogenaamde cruciale klinische proef met de FDA zijn, en als dat goed gaat, schat Cirello dat deze binnen “een paar jaar” voor het publiek beschikbaar zou kunnen zijn. Perceptive heeft tot nu toe 30 miljoen dollar aan financiering opgehaald, en hopelijk is dat genoeg om ze over de finish te krijgen.