DE202023105748U1 - Ein System des Internets von Nano-Dentalen Dingen - Google Patents
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Abstract
Ein Internet of Nano -Dental Things (IoNDT)-System und umfasst:
ein Nano-Dentalsensor zur Aufnahme intraoraler Röntgenaufnahmen durch eine intraorale Radiographieeinheit unter Verwendung fortschrittlicher Röntgentechnologie, optischer Bilder einer Mundhöhle über eine optische Bildgebungseinheit mit sichtbarem Licht und Nahinfrarot-Fluoreszenzbilder (NIF) über eine NIF-Bildgebungseinheit Verwendung von Nahinfrarotlicht;
eine Nano-Dental-Bilddatenbank, bestehend aus einer Datenkurations- Untereinheit zur Auswahl und Organisation von Zahnbildern und einer Anmerkungs-Untereinheit zum Hervorheben spezifischer Zahnmerkmale in jedem Bild;
ein 3D-Oral-Vision-System, das einen Echtzeit-Bildfusionsprozessor zum Kombinieren einzelner Bilder zu einer zusammenhängenden visuellen 3D-Darstellung, ein Gestenerkennungsmodul zur Interpretation von Handgesten und - bewegungen und eine Untereinheit zur Sprachsteuerungsintegration für die Interaktion mithilfe von Sprachbefehlen umfasst;
ein plasmabasiertes Selbstreinigungssystem umfasst einen Plasmagenerator zum Initiieren einer Plasmaumgebung und ein Gaseinlass- und Gasmischsystem zum Einführen und Steuern eines plasmabildenden Gases;
ein UV-C-basiertes Selbstreinigungssystem besteht aus einer UV-C-Lichtquelle, die keimtötendes UV-C-Licht aussendet, und einer reflektierenden Kammer zur Optimierung der UV-C-Lichtexposition; und
ein drahtloses Mundsensornetzwerk, das Terahertz-Kommunikationstechnologie für einen nahtlosen Datenaustausch nutzt, wobei das Mundsensornetzwerk für den Betrieb in einer 6G-Kommunikationsumgebung ausgelegt ist.
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Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Zahnmedizin und bezieht sich insbesondere auf ein Internet of Nano-Dental Things (IoNDT)-System und die dazugehörigen Geräte, die zusammen die Umsetzung des Konzepts der Zahnmedizin 5.0 erleichtern. Die Erfindung umfasst eine umfassende Integration von Nanotechnologie, Internet der Dinge (IoT) und Zahnmedizin mit dem Ziel, die Dentalindustrie zu revolutionieren, indem sie fortschrittliche Diagnostik, Behandlungsplanung und personalisierte Pflege ermöglicht. Diese Erfindung stellt einen bedeutenden Fortschritt in der zahnärztlichen Gesundheitsversorgung dar und fördert Präzision, Effizienz und Patientenzentrierung im Zeitalter der Zahnmedizin 5.0.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die Zahnheilkunde, eine wichtige Disziplin im Gesundheitswesen, umfasst die Diagnose, Behandlung und Prävention von Munderkrankungen und -beschwerden. Mit einer reichen, jahrhundertealten Geschichte hat sich die Zahnheilkunde kontinuierlich weiterentwickelt, um den unterschiedlichen Mundgesundheitsbedürfnissen von Menschen auf der ganzen Welt gerecht zu werden. Als Zahnärzte sind Zahnärzte bestrebt, das Wohlergehen ihrer Patienten zu gewährleisten, indem sie umfassende Dienstleistungen anbieten, die von Routineuntersuchungen und Zahnreinigungen bis hin zu komplexen restaurativen Eingriffen und kosmetischen Verbesserungen reichen. Der Bereich der Zahnheilkunde verbindet ein tiefes Verständnis der Zahnanatomie, -physiologie und -pathologie mit der Anwendung fortschrittlicher Technologien und Techniken zur Förderung der Mundgesundheit und Verbesserung der Lebensqualität. Durch kontinuierliche Innovation und Forschung spielt die Zahnmedizin nicht nur eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Mundhygiene, sondern trägt auch zur allgemeinen systemischen Gesundheit bei.
- Die historische Entwicklung der Zahnheilkunde erstreckt sich über Jahrhunderte und zeigt die bemerkenswerten Fortschritte in der Mundgesundheit. Antike Zivilisationen wie die Ägypter und Griechen erkannten die Bedeutung der Zahnhygiene und entwickelten rudimentäre Zahnarztpraxen. Im Mittelalter entwickelte sich die Zahnmedizin weiter, da Friseure neben Haarschnitten und Rasuren auch zahnärztliche Eingriffe durchführten. Im 18. Jahrhundert begann sich die Zahnheilkunde mit der Gründung von Zahnschulen und der Einführung zahnmedizinischer Instrumente wie Pinzetten und Bohrer zu einem eigenständigen Beruf zu entwickeln. Das 19. Jahrhundert brachte bedeutende Meilensteine, darunter die Entdeckung der Anästhesie und die Verwendung von Porzellan für Zahnrestaurationen. Das 20. Jahrhundert markierte einen Wendepunkt mit dem Aufkommen von Röntgenstrahlen, der Lokalanästhesie und der Einführung der präventiven Zahnheilkunde. Der Bereich wurde im späten 20. und frühen 21. Jahrhundert durch die Integration digitaler Technologien wie CAD/CAM-Systeme, Zahnimplantate und Laserzahnheilkunde weiter ausgebaut. Heutzutage entwickelt sich die Zahnmedizin weiter und nutzt Fortschritte in der Nanotechnologie, dem 3D-Druck und der digitalen Bildgebung, um präzisere Diagnosen, effizientere Behandlungen und bessere Patientenergebnisse zu ermöglichen. Der historische Weg der Zahnheilkunde spiegelt ein unermüdliches Streben nach hervorragender Mundgesundheit wider, angetrieben von einer Leidenschaft für Innovation und dem Engagement, das Wohlbefinden von Menschen weltweit zu verbessern.
- Zahnmedizin 4.0 stellt eine transformative Ära in der Mundgesundheit dar und nutzt digitale Technologien, um diesen Bereich zu revolutionieren. Durch die Integration von CAD/CAM-Systemen (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing), digitaler Bildgebung, elektronischen Gesundheitsakten (EHR) und anderen fortschrittlichen Tools hat Zahnmedizin 4.0 die Diagnostik, Behandlungsplanung und allgemeine Patientenversorgung erheblich verbessert. Der Einsatz der CAD/CAM-Technologie ermöglicht eine präzise und effiziente Herstellung von Zahnrestaurationen und reduziert die Abhängigkeit von herkömmlichen manuellen Techniken. Digitale Bildgebungsverfahren wie die Kegelstrahl-Computertomographie (CBCT) liefern detaillierte dreidimensionale Ansichten der oralen Strukturen und ermöglichen so genauere Diagnosen und Behandlungsbewertungen. Elektronische Gesundheitsakten optimieren die Verwaltung von Patientendaten, verbessern die Kommunikation zwischen Zahnärzten und ermöglichen eine individuelle Betreuung. Zahnmedizin 4.0 legt Wert auf die Integration von Technologie, um Arbeitsabläufe zu optimieren, das Patientenerlebnis zu verbessern und bessere Behandlungsergebnisse zu erzielen. Diese digitale Revolution in der Zahnmedizin stellt Zahnärzten leistungsstarke Werkzeuge zur Verfügung, die zu höherer Effizienz, verbesserter Genauigkeit und einem höheren Maß an patientenzentrierter Versorgung führen.
- Während die Zahnheilkunde 4.0 erhebliche Fortschritte im Bereich der Mundgesundheit gebracht hat, gibt es mehrere Einschränkungen, die angegangen werden müssen. Eine bemerkenswerte Einschränkung sind die hohen Kosten, die mit der Implementierung und Wartung digitaler Technologien verbunden sind. Die Anschaffung von CAD/CAM-Systemen, digitalen Bildgebungsgeräten und elektronischen Patientenaktensystemen kann für Zahnarztpraxen, insbesondere für kleinere Kliniken, eine finanzielle Belastung darstellen. Darüber hinaus kann die Abhängigkeit von digitalen Werkzeugen zusätzliche Schulungen für Zahnärzte erfordern, was die Gesamtkosten erhöhen kann. Eine weitere Einschränkung besteht in der möglichen Technologieabhängigkeit und dem Risiko technischer Ausfälle. Bei Systemstörungen oder Softwareproblemen kann es in Zahnarztpraxen zu Störungen in ihren Arbeitsabläufen und damit zu Verzögerungen bei der Patientenversorgung kommen. Darüber hinaus kann die digitale Kluft zwischen Zahnärzten und Patienten eine Herausforderung darstellen, da möglicherweise nicht alle Zahnärzte den gleichen Zugang zu fortschrittlichen digitalen Technologien haben oder mit diesen vertraut sind. Dies kann zu ungleichen Adoptionsraten und Ungleichheiten in der Qualität der bereitgestellten Pflege führen. Bei der Digitalisierung von Patientenakten entstehen auch Datenschutz- und Sicherheitsbedenken, die strenge Maßnahmen zum Schutz sensibler Informationen vor unbefugtem Zugriff oder Datenschutzverletzungen erfordern. Um die Vorteile der Zahnmedizin 4.0 voll auszuschöpfen, müssen diese Einschränkungen durch verbesserte Erschwinglichkeit, Schulungsprogramme, zuverlässigen technischen Support und robuste Datenschutzmaßnahmen angegangen werden.
- Das Internet der Dinge (IoT) hat sich zu einer transformativen Technologie entwickelt, die das Potenzial hat, verschiedene Branchen, einschließlich der Zahnmedizin, zu revolutionieren. Im Wesentlichen bezieht sich das IoT auf das Netzwerk miteinander verbundener Geräte, in die Sensoren, Aktoren und Software eingebettet sind, die es ihnen ermöglichen, Daten zu sammeln, auszutauschen und zu analysieren. In der Zahnmedizin ist das IoT äußerst vielversprechend, da es Echtzeitüberwachung, personalisierte Pflege und verbesserte Behandlungsergebnisse ermöglicht. Durch die Integration von IoT-Geräten in zahnärztliche Instrumente, Materialien und Prothesen können Mundgesundheitsparameter kontinuierlich überwacht werden, was sowohl für Patienten als auch für Zahnärzte wertvolle Erkenntnisse liefert. IοT-fähige Geräte können Daten zu Mundhygienegewohnheiten, Bruxismus, Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und mehr erfassen und so eine proaktive Vorsorge und Früherkennung von Mundgesundheitsproblemen ermöglichen. Die von diesen Geräten gesammelten Daten können sicher an cloudbasierte Plattformen übertragen werden, was eine Fernüberwachung und -analyse ermöglicht. Zahnärzte können auf diese Daten zugreifen, fundierte Entscheidungen treffen und personalisierte, auf den einzelnen Patienten zugeschnittene Behandlungspläne erstellen. Das IoT hat das Potenzial, die Präzision, Effizienz und Patientenorientierung der Zahnmedizin zu verbessern und eine neue Ära der vernetzten Mundgesundheit einzuläuten.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Internets der Dinge (IoT) und insbesondere auf ein auf dem Internet der Nano-Dental Dinge (IoNDT) basierendes System zur verantwortungsvollen Diagnose von Zahnerkrankungen.
- In einer Ausführungsform wird ein auf dem Internet of Nano-Dental Things (IoNDT) basierendes System als transformativer Sprung in der Zahndiagnostik bereitgestellt. Das System verfügt über einen innovativen Nano-Dental-Sensor und ist damit in der Lage, eine Vielzahl von Bildgebungsmodalitäten zu erzeugen, die von herkömmlichen intraoralen Röntgenaufnahmen bis hin zu fortschrittlichen optischen Bildern und Nahinfrarot-Fluoreszenzbildern (NIF) reichen. Durch die Nutzung dieser Modalitäten bietet unser Sensor einen umfassenden Überblick über die Mundgesundheit und ermöglicht es Zahnärzten, komplexe Details von Zähnen, Gewebe und sogar das Vorhandensein von Mikroben zu erkennen. Dieser Sensor schafft die Grundlage für eine genaue und frühe Diagnose und ebnet den Weg für personalisierte Behandlungsstrategien.
- In einer Ausführungsform geht unsere Erfindung über die Sensorfunktionen hinaus und revolutioniert die zahnmedizinische Datenanalyse. Durch die Zusammenstellung des ersten Nanodental- Bilddatensatzes stellen wir eine umfangreiche Ressource für maschinelle Lerntechniken bereit. Jedes Bild im Datensatz wird von Experten sorgfältig beschriftet, sodass maschinelle Lernmodelle eine Reihe von Zahnerkrankungen schnell und genau erkennen können. Durch die Nutzung dieser Technologie können Zahnärzte auf schnelle und präzise automatisierte Diagnosen zugreifen, was letztendlich Behandlungsentscheidungen beschleunigt und die Patientenversorgung verbessert.
- In einer Ausführungsform geht unsere Innovation über statische Bilder hinaus, indem sie ein immersives 3D-Oral-Vision-System integriert. Durch den Einsatz von Virtual- und Augmented-Reality-Technologien bietet dieses System Zahnärzten eine beispiellose Echtzeitansicht der Mundhöhle. Zahnärzte können komplizierte Details des Ober- und Unterkiefers untersuchen und so eine präzise Diagnose und Behandlungsplanung erleichtern. Indem es Ärzten ermöglicht, komplexe zahnärztliche Szenarien in drei Dimensionen zu visualisieren, ermöglicht unser 3D-Oral-Vision-System eine effektive Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen medizinischem Fachpersonal.
- In einer Ausführungsform greift unsere Erfindung in die Zukunft, indem sie ein digitales Zwillingsmodell einführt, das die orale Umgebung eines Patienten dynamisch darstellt. Dieses Modell vereint Echtzeitdaten des Nano-Dental-Sensors mit prädiktiven Analysen und erstellt so eine ganzheitliche und anpassbare Darstellung der Mundgesundheit des Patienten. Zahnärzte können Krankheitsverlauf und Behandlungsergebnisse simulieren und so personalisierte Behandlungsstrategien entwickeln. Diese Innovation definiert die Praxis der Zahnheilkunde neu und stellt sicher, dass die Reise jedes Patienten von evidenzbasierten Erkenntnissen und präzisen Eingriffen geleitet wird.
- In einer Ausführungsform kommt unser Engagement für Patientensicherheit und Hygiene durch ein bahnbrechendes, plasmabasiertes Selbstreinigungssystem zum Ausdruck. Diese geniale Ergänzung schützt die Integrität unseres Nano-Dental-Sensors, indem mikrobielle Verunreinigungen auf seiner Oberfläche beseitigt werden. Das System integriert nahtlos einen hochentwickelten Plasmagenerator, der sorgfältig für die kontrollierte Plasmaerzeugung entwickelt wurde. Dieser Generator arbeitet in einer modularen Architektur, die Gaseinlässe, Elektroden, Stromversorgung, Steuerschaltkreise und Abgasauslässe umfasst. Sicherheitsmechanismen und fortschrittliche Sensoren sorgen für eine optimale Plasmaerzeugung und sorgen so für Benutzersicherheit und Systemzuverlässigkeit. Das Ergebnis ist ein Sensor, der in makellosem Zustand bleibt und sowohl eine genaue Diagnose als auch die Patientensicherheit fördert.
- In einer Ausführungsform erkennen wir die überragende Bedeutung des Datenschutzes und der Privatsphäre der Patienten im digitalen Zeitalter an. Um diesem Problem zu begegnen, integriert unsere Erfindung ein intelligentes Blockchain-Netzwerk, das die sichere Kommunikation zwischen seinen innovativen Komponenten unterstützt. Dieses Blockchain-Netzwerk erstellt eine unveränderliche Aufzeichnung der Interaktionen und des Austauschs und gewährleistet so Transparenz, Rechenschaftspflicht und die Einhaltung von Datenschutzbestimmungen. Patientendaten werden verschlüsselt und in der Blockchain gespeichert und sind über Smart Contracts nur autorisierten Parteien zugänglich. Dieser pseudonyme Ansatz wahrt die Vertraulichkeit der Patienten und ermöglicht gleichzeitig eine gemeinsame Entscheidungsfindung zwischen Zahnärzten. Die Integration eines intelligenten Blockchain-Netzwerks bringt unsere Erfindung mit einem ethischen Umgang mit Daten in Einklang und setzt neue Maßstäbe für sichere und datenschutzbewusste zahnmedizinische Diagnostik und Behandlung.
- Die Ziele unserer Erfindung sind vielfältig und zukunftsorientiert und spiegeln unser Engagement wider, die Grenzen der zahnmedizinischen Diagnostik und Behandlung durch technologische Innovation zu erweitern. Diese Ziele laufen zusammen, um traditionelle Zahnarztpraxen in einen ganzheitlichen, datengesteuerten und patientenzentrierten Ansatz umzuwandeln und letztendlich die Patientenergebnisse und die Fähigkeiten des Arztes zu verbessern. Hier skizzieren wir die wichtigsten Ziele, die die Entwicklung unserer Erfindung vorantreiben:
- 1. Erweiterte diagnostische Präzision: Ein Kernziel unserer Erfindung ist die Verbesserung der Präzision und Genauigkeit der zahnmedizinischen Diagnostik. Durch die Einführung des Nano-Dental-Sensors, der verschiedene Bildgebungsmodalitäten erzeugen kann, möchten wir Zahnärzten einen umfassenden Überblick über die Mundgesundheit bieten. Diese Innovation versetzt Ärzte in die Lage, subtile Anomalien zu erkennen, die Gewebegesundheit zu beurteilen und sogar das Vorhandensein von Mikroben effektiver zu identifizieren, was eine frühzeitige Erkennung und Intervention ermöglicht.
- 2. Schnelle und fundierte Entscheidungsfindung: Durch die Integration maschineller Lerntechniken und die Erstellung des Nanodental- Bilddatensatzes zielt unsere Erfindung darauf ab, den Diagnoseprozess zu beschleunigen. Schnelle und genaue automatisierte Diagnosen, die aus dem Datensatz und maschinellen Lernmodellen abgeleitet werden, stellen sicher, dass Zahnärzte zeitnah fundierte Entscheidungen treffen können, was zu zeitnahen und effektiven Behandlungsstrategien führt.
- 3. Verbesserte Visualisierung und Kommunikation: Die Integration des 3D-Oral-Vision-Systems zielt darauf ab, die Art und Weise zu revolutionieren, wie Zahnärzte Mundgesundheitszustände visualisieren und kommunizieren. Durch die Bereitstellung einer immersiven, interaktiven Echtzeitansicht der Mundhöhle ermöglicht unsere Erfindung eine effektivere Kommunikation zwischen Ärzten und Patienten, was zu einem besseren Verständnis der Behandlung und einer besseren Patientenzufriedenheit führt.
- 4. Personalisierte Behandlungsansätze: Das Digital-Twin-Modell verkörpert unser Ziel, personalisierte Behandlungsansätze anzubieten. Durch die Zusammenführung von Echtzeitdaten des Nano-Dental-Sensors mit prädiktiven Analysen ermöglicht dieses Modell Zahnärzten die Simulation des Krankheitsverlaufs und der Behandlungsergebnisse. Diese Innovation erleichtert die Formulierung personalisierter Behandlungsstrategien, die auf das einzigartige Mundgesundheitsprofil jedes Patienten abgestimmt sind.
- 5. Verbesserung der Hygiene und Sicherheit: Das Selbstreinigungssystem unserer Erfindung dient als zentrales Ziel zur Gewährleistung von Hygiene und Patientensicherheit. Durch die Beseitigung mikrobieller Verunreinigungen auf der Sensoroberfläche möchten wir ein zuverlässiges und steriles Diagnosewerkzeug bereitstellen. Diese Innovation unterstreicht unser Engagement für die Aufrechterhaltung höchster Standards bei der Patientenversorgung und -sicherheit.
- 6. Datensicherheit und Patientenschutz: Die Integration eines intelligenten Blockchain-Netzwerks verkörpert unser Engagement für Datensicherheit und Patientenschutz. Ziel ist es, die Einhaltung datenschutzrechtlicher Vorschriften sicherzustellen und gleichzeitig eine transparente und sichere Kommunikation zwischen innovativen Komponenten zu ermöglichen. Dieses Blockchain-gesteuerte Kommunikationsparadigma priorisiert die Vertraulichkeit der Patienten und passt sich der sich entwickelnden Landschaft der Datenschutzbestimmungen an.
- 7. Stärkung von Zahnärzten: Das übergeordnete Ziel unserer Erfindung besteht darin, Zahnärzte mit modernster Technologie auszustatten. Durch die Zusammenführung dieser innovativen Komponenten möchten wir Ärzte mit Werkzeugen ausstatten, die ihre diagnostische Genauigkeit, Behandlungsplanung und allgemeine Patientenversorgung verbessern. Diese Stärkung stärkt nicht nur das Vertrauen des Arztes, sondern erhöht auch den Standard der zahnärztlichen Versorgung der Patienten.
- Um ein besseres Verständnis der Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, werden wir eine detailliertere Erläuterung der Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen anbieten, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es ist zu beachten, dass diese Zeichnungen nur Standardbeispiele der Erfindung darstellen und nicht als Einschränkung ihres Umfangs angesehen werden sollten. Die Erfindung wird mit erhöhter Präzision und Detailliertheit beschrieben, begleitet von den Zeichnungen, um weitere Klarheit über ihre Vorteile und Merkmale zu schaffen.
- KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
- Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die folgende ausführliche Beschreibung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Zeichnungen gleiche Teile darstellen, wobei:
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1 zeigt das Blockdiagramm für ein IoNDT- Gerät (Internet of Nano-Dental Things) zur verantwortungsvollen Diagnose von Zahnerkrankungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt das Blockdiagramm für ein auf dem Internet of Nano-Dental Things (IoNDT) basierendes System zur verantwortungsvollen Diagnose von Zahnerkrankungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Darüber hinaus werden erfahrene Handwerker erkennen, dass Elemente in den Zeichnungen der Einfachheit halber dargestellt sind und möglicherweise nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Darüber hinaus können im Hinblick auf die Konstruktion des Geräts eine oder mehrere Komponenten des Geräts in den Zeichnungen durch herkömmliche Symbole dargestellt worden sein, und die Zeichnungen zeigen möglicherweise nur die spezifischen Details, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung relevant sind um die Zeichnungen nicht durch Details zu verdecken, die für den Durchschnittsfachmann anhand der vorliegenden Beschreibung leicht ersichtlich sind.
- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG:
- Um das Verständnis der Prinzipien der Erfindung zu fördern, wird nun auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform Bezug genommen und für deren Beschreibung eine spezifische Sprache verwendet. Es versteht sich jedoch, dass dadurch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, da Änderungen und weitere Modifikationen des dargestellten Systems und weitere Anwendungen der darin dargestellten Prinzipien der Erfindung in Betracht gezogen werden, wie sie einem Fachmann normalerweise in den Sinn kommen würden in der Technik, auf die sich die Erfindung bezieht.
- Der Fachmann wird verstehen, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die Erfindung sind und diese nicht einschränken sollen.
- Verweise in dieser Spezifikation auf „einen Aspekt“, „einen anderen Aspekt“ oder eine ähnliche Sprache bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Merkmal, das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Daher beziehen sich die Formulierungen „in einer Ausführungsform“, „in einer anderen Ausführungsform“ und ähnliche Formulierungen in dieser Spezifikation möglicherweise, aber nicht unbedingt, auf dieselbe Ausführungsform.
- Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“ oder andere Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, sodass ein Prozess oder eine Methode, die eine Liste von Schritten umfasst, nicht nur diese Schritte umfasst, sondern möglicherweise andere Schritte nicht umfasst ausdrücklich aufgeführt oder diesem Prozess oder dieser Methode innewohnend sind. Ebenso schließen ein oder mehrere Geräte oder Subsysteme oder Elemente oder Strukturen oder Komponenten, denen „umfasst...a“ vorangestellt ist, nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Geräte oder anderer Subsysteme oder anderer Elemente oder anderer Strukturen aus andere Komponenten oder zusätzliche Geräte oder zusätzliche Subsysteme oder zusätzliche Elemente oder zusätzliche Strukturen oder zusätzliche Komponenten.
- Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, allgemein verstanden werden. Das hier bereitgestellte System, die Methoden und Beispiele dienen nur der Veranschaulichung und sollen nicht einschränkend sein.
- Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt das Blockdiagramm für ein auf dem Internet of Nano-Dental Things (IoNDT) basierendes System zur verantwortungsvollen Diagnose von Zahnerkrankungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Nano-Dental-Sensor (Einheit 1): Der Nano-Dental-Sensor, repräsentiert durch Einheit 1, ist der Grundstein unserer Erfindung. Dieser bahnbrechende Sensor erfasst eine Vielzahl von Bildgebungsmodalitäten und erzeugt intraorale Röntgenbilder, optische Bilder und Nahinfrarot-Fluoreszenzbilder (NIF). Einheit 1 ermöglicht Zahnärzten, umfassende Einblicke in die Mundgesundheit zu erhalten und so genaue und frühzeitige Diagnosen zu ermöglichen.
- • Intraorale Radiographie (Einheit 1.1): Einheit 1.1., eingebettet in den Nano-Dental-Sensor, ist für die Aufnahme hochauflösender intraoraler Röntgenaufnahmen konzipiert. Diese Untereinheit nutzt fortschrittliche Röntgentechnologie, um die Zahnstruktur, die Knochendichte und mögliche Anomalien wie Karies oder Brüche sichtbar zu machen. Durch präzise Belichtungseinstellungen wird die Strahlungsdosis minimiert und gleichzeitig eine optimale Bildqualität gewährleistet. Die Integration der Untereinheit ermöglicht es Zahnärzten, die Zahngesundheit und die darunter liegenden Knochenstrukturen genau zu beurteilen, was einen entscheidenden Bestandteil einer umfassenden Mundgesundheitsdiagnostik darstellt.
- • Optische Bildgebung (Einheit 1.2): Die optische Bildgebungs-Untereinheit stellt eine weitere Facette des Nano-Dental-Sensors dar und nutzt fortschrittliche Optik, um hochauflösende Bilder der Mundhöhle zu erfassen. Diese Untereinheit nutzt sichtbares Licht und bietet detaillierte Ansichten der Oberflächenzustände, wie z. B. die Qualität des Zahnschmelzes, die Gesundheit des Zahnfleisches und Oberflächenunregelmäßigkeiten. Zahnärzte profitieren von diesen Bildern, um Probleme zu erkennen, die durch Röntgenaufnahmen allein möglicherweise nicht erkennbar sind, und verbessern so ihre Fähigkeit, präzise Behandlungspläne zu formulieren.
- • Nahinfrarot-Fluoreszenzbildgebung (NIF) (Einheit 1.3): Die NIF-Bildgebungsuntereinheit ist ein integraler Bestandteil des Nano-Dental-Sensors und erfasst Bilder mit Nahinfrarotlicht. Die Fähigkeit dieser Untereinheit, spezifische molekulare Signaturen, einschließlich Bakterienpräsenz und Gewebegesundheitsindikatoren, zu visualisieren, verleiht der Mundgesundheitsdiagnostik eine unschätzbare Dimension. Durch die Beleuchtung von Bereichen potenzieller Infektionen oder Entzündungen erhalten Zahnärzte Einblicke in die frühen Stadien von Zahnproblemen und erleichtern so eine rechtzeitige Intervention und vorbeugende Maßnahmen.
- Nanodental- Bilddatensatz (Einheit 2): Einheit 2, der Nanodental- Bilddatensatz, dient als Schatzkammer zahnmedizinischer Diagnosedaten. Dieser von Zahnärzten fachmännisch gekennzeichnete Datensatz unterstützt Modelle des maschinellen Lernens zur schnellen und genauen Erkennung von Zahnproblemen. Die Schaffung von Einheit 2 treibt den Diagnoseprozess voran und ermöglicht schnelle und präzise automatisierte Diagnosen für fundiertere Behandlungsentscheidungen.
- • Datenkuration (Einheit 2.1) : Die Datenkuration ist eine grundlegende Untereinheit von Einheit 2 und umfasst die sorgfältige Auswahl und Organisation von Zahnbildern, um einen umfassenden Datensatz zu erstellen. Dieser Prozess umfasst die Sammlung verschiedener Bilder aus verschiedenen Quellen, um eine repräsentative Sammlung zu gewährleisten, die ein breites Spektrum an Zahnerkrankungen abdeckt. Ziel ist es, einen Datensatz zu erstellen, der die Vielfalt der Mundgesundheitsszenarien in der klinischen Praxis genau widerspiegelt.
- • Anmerkungen (Einheit 2.2): Anmerkungen sind ein entscheidender Aspekt der Datenkurierung in Einheit 2. Erfahrene Zahnärzte versehen jedes Bild sorgfältig mit Anmerkungen, die bestimmte Zahnmerkmale, Anomalien oder Zustände hervorheben. Bei diesem Prozess werden wichtige Strukturen wie Zähne, Zahnfleisch und Gewebe markiert und Anomalien wie Karies, Brüche und Plaquebildung identifiziert. Diese Anmerkungen dienen als Grundlage für das Training von Modellen für maschinelles Lernen, um Zahnprobleme genau zu identifizieren und zu diagnostizieren.
- • Klassifizierung der klinischen Relevanz (Einheit 2.3): Innerhalb des Datensatzes konzentriert sich eine Untereinheit auf die Klassifizierung von Bildern basierend auf ihrer klinischen Relevanz. Bilder werden in bestimmte Gruppen eingeteilt, z. B. Zahnanatomie, Zahnfleischgesundheit, orale Läsionen und mehr. Diese Klassifizierung hilft bei der Organisation des Datensatzes für gezielte Analyse- und Schulungszwecke und stellt sicher, dass maschinelle Lerntechniken relevante Daten für jedes Dentalszenario erhalten.
- • Qualitätskontrolle (Einheit 2.4): Die Qualitätskontrolle ist eine fortlaufende Untereinheit, die die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Datensatzes gewährleistet. Die Bilder werden gründlichen Prüfungen unterzogen, um die korrekte Beschriftung, Klarheit und Konsistenz zu überprüfen. Bilder, die nicht den Qualitätsstandards entsprechen, werden entweder ersetzt oder mit zusätzlichen Anmerkungen versehen, um etwaige Probleme zu beheben. Die Aufrechterhaltung der Datenqualität ist entscheidend für das Training zuverlässiger Modelle für maschinelles Lernen und die Gewährleistung genauer Diagnosen.
- 3D Oral Vision System (Einheit 3): Einheit 3, das 3D Oral Vision System, integriert nahtlos Virtual- und Augmented-Reality-Technologien. Dieses System ermöglicht Zahnärzten eine immersive Echtzeitvisualisierung der Mundhöhle in drei Dimensionen. Diese von Unit 3 vertretene Innovation fördert eine präzise Diagnose, verbessert die Behandlungsplanung und verbessert die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen medizinischen Fachkräften. Einheit 3 ist eine komplexe Komponente unserer Erfindung und umfasst möglicherweise mehrere Untereinheiten, die zu ihrer Funktionalität beitragen.
- • Echtzeit-Bildfusionsprozessor (Einheit 3.1): Einheit 3.1 ist für die Verarbeitung der Datenströme vom Kamera-Array in Echtzeit verantwortlich. Es kombiniert die von jeder Kamera aufgenommenen Einzelbilder zu einer zusammenhängenden visuellen 3D-Darstellung. Dieser Prozessor nutzt fortschrittliche Bildverarbeitungstechniken, um eine nahtlose Bildfusion zu gewährleisten, Artefakte zu minimieren und die Genauigkeit der endgültigen visuellen Ausgabe zu verbessern.
- • Immersives Anzeigesystem (Einheit 3.2): Einheit 3.2 ist darauf ausgelegt, die visuelle 3D-Darstellung auf immersive Weise wiederzugeben. Es umfasst hochauflösende Bildschirme oder Head-Mounted-Displays, die Zahnärzten eine interaktive Echtzeitansicht der Mundhöhle bieten. Diese Untereinheit stellt sicher, dass Zahnärzte das 3D-Modell mit Tiefenwahrnehmung erkunden können, wodurch ihre Fähigkeit verbessert wird, Zahnerkrankungen genau zu visualisieren und zu diagnostizieren.
- • Haptischer Feedback-Mechanismus (Einheit 3.3): Einheit 3.3 fügt dem 3D Oral Vision System eine zusätzliche Ebene der Interaktivität hinzu. Dazu können haptische Geräte oder berührungsempfindliche Schnittstellen gehören, die es Praktikern ermöglichen, virtuell mit dem 3D-Modell zu interagieren. Diese Untereinheit bietet taktiles Feedback, das es dem Arzt ermöglicht, die Oberflächen und Konturen der Mundstrukturen zu ertasten und so sein Verständnis für den Zustand des Patienten weiter zu verbessern.
- • Gestenerkennungsmodul (Einheit 3.4): Einheit 3.4 nutzt fortschrittliche Computer-Vision-Technologie, um Handgesten und Bewegungen von Zahnärzten zu interpretieren. Mit diesen Gesten können verschiedene Aspekte der 3D-Visualisierung gesteuert werden, beispielsweise das Zoomen, Drehen oder das Auswählen bestimmter Interessenbereiche in der Mundhöhle. Diese Untereinheit verbessert das Benutzererlebnis und die Workflow-Effizienz.
- • Sprachsteuerungsintegration (Einheit 3.5): Unit 3.5 ermöglicht Zahnärzten die Interaktion mit dem 3D Oral Vision System über Sprachbefehle. Durch die Integration natürlicher Sprachverarbeitung und Spracherkennungstechnologie ermöglicht diese Untereinheit Ärzten, durch die 3D-Visualisierung zu navigieren, Einstellungen anzupassen und über Sprachansagen auf bestimmte Funktionen zuzugreifen, wodurch der Interaktionsprozess optimiert wird.
- • Kollaboratives Sharing-System (Einheit 3.6): Einheit 3.6 ermöglicht es Zahnärzten, die visuelle 3D-Darstellung für Beratungen oder gemeinsame Entscheidungsfindung mit Kollegen oder Spezialisten zu teilen. Es kann sichere Netzwerkprotokolle integrieren, die es entfernten Praktikern ermöglichen, das 3D-Modell in Echtzeit anzuzeigen und mit ihm zu interagieren, was eine effektive Kommunikation und multidisziplinäre Zusammenarbeit erleichtert.
- Digitales Zwillingsmodell (Einheit 4): Einheit 4, das Digital Twin Model, symbolisiert eine dynamische Darstellung der Mundumgebung eines Patienten. Durch die Kombination von Echtzeitdaten des Nano-Dental-Sensors mit prädiktiven Analysen passt sich dieses Modell an Veränderungen der Mundgesundheit an. Das von Einheit 4 repräsentierte Digital-Twin-Modell hebt Behandlungsstrategien auf eine personalisierte Ebene und unterstützt Ärzte mit evidenzbasierten Erkenntnissen für eine optimale Patientenversorgung.
- Plasmabasiertes Selbstreinigungssystem (Einheit 5): Einheit 5, das plasmabasierte Selbstreinigungssystem, stellt einen revolutionären Ansatz für Sensorhygiene und Sterilität vor. Dieses System ist in einen hochentwickelten Plasmagenerator (Einheit 5a) integriert und beseitigt mikrobielle Verunreinigungen auf der Oberfläche des Nano-Dental-Sensors. Durch die Nutzung der Plasmatechnologie stellt Unit 5 sicher, dass der Sensor ein zuverlässiges und sicheres Diagnosewerkzeug bleibt und sowohl die Genauigkeit als auch die Patientensicherheit erhöht. Einheit 5 besteht aus mehreren entscheidenden Untereinheiten, die gemeinsam zu ihrer Funktionalität und Wirksamkeit beitragen. Diese Untereinheiten arbeiten harmonisch zusammen, um eine effiziente Plasmaerzeugung, kontrollierte Abgabe und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
- • Plasmagenerator (Einheit 5.1): Der Plasmagenerator, dargestellt durch Einheit 5a, ist das Herzstück des plasmabasierten Selbstreinigungssystems. Diese Untereinheit initiiert und erhält die kontrollierte Plasmaumgebung, die für eine wirksame Sterilisation erforderlich ist. Es besteht aus mehreren Komponenten, die die Erzeugung von Plasma ermöglichen, wie z. B. Gaseinlässen, Elektroden, Stromversorgung, Steuerschaltungen und Abgasauslässen. Das komplexe Design des Plasmagenerators gewährleistet eine kontrollierte Plasmaentladung, wobei Sicherheitsmechanismen und fortschrittliche Sensoren verschiedene Parameter regulieren.
- • Gaseinlässe und Gasmischsystem (Einheit 5.2): Diese Untereinheit führt das plasmabildende Gas, häufig Argon oder Helium, in den Plasmagenerator ein. Die Gaseinlässe sind sorgfältig konstruiert, um einen gleichmäßigen und kontrollierten Gasdurchfluss zu gewährleisten. Ein Gasmischsystem könnte eingesetzt werden, um die Gaszusammensetzung präzise zu steuern und so die Effizienz der Plasmaerzeugung zu optimieren.
- • Elektroden und Entladungsmechanismus (Einheit 5.3): Die Elektroden sind ein wesentlicher Bestandteil des Plasmaerzeugungsprozesses. Sie ermöglichen die kontrollierte Ionisierung des eingeführten Gases und lösen eine elektrische Entladung niedriger Energie aus. Der Entladungsmechanismus sorgt dafür, dass das Gas in einen Plasmazustand übergeht, der Ionen, Elektronen und reaktive Spezies mit starken sterilisierenden Eigenschaften enthält.
- • Stromversorgungs- und Steuerschaltung (Einheit 5.4): Diese Untereinheit liefert die notwendige elektrische Energie zur Aufrechterhaltung des Plasmazustands. Die Stromversorgung und die Steuerschaltung sind darauf ausgelegt, die richtige Entladungsspannung und Stromstärke zu liefern und so eine stabile und kontrollierte Plasmaerzeugung zu gewährleisten. Diese Komponenten arbeiten mit fortschrittlichen Sensoren zusammen, um einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten.
- • Sicherheitsmechanismen und Sensoren (Einheit 5.5): Um die Sicherheit des Benutzers und die Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten, verfügt das plasmabasierte Selbstreinigungssystem über verschiedene Sicherheitsmechanismen und Sensoren. Temperatursensoren verhindern eine Überhitzung, Gasflusssensoren sorgen für eine gleichmäßige Zufuhr des plasmabildenden Gases und Entladungsintensitätssensoren überwachen den Plasmazustand. Diese Sensoren arbeiten in Echtzeit, um sicherzustellen, dass alle Parameter im optimalen Bereich bleiben und potenzielle Gefahren vermieden werden.
- • Abgasanlage (Einheit 5.6): Die Abgasanlage gewährleistet die sichere Ableitung eventueller Restgase nach dem Selbstreinigungsprozess. Es verhindert die Ansammlung möglicherweise gesundheitsschädlicher Gase und leitet diese vom Gerät weg. Eine ordnungsgemäße Absaugung trägt auch zur Gesamtsicherheit des Systems bei.
- • Benutzeroberfläche und Bedienelemente (Einheit 5.7): Über die Benutzeroberfläche können Zahnärzte den Selbstreinigungszyklus problemlos starten. Zu den Steuerelementen können Einstellungen für Reinigungsdauer und - intensität gehören, die dem Arzt Flexibilität bieten und gleichzeitig ein benutzerfreundliches Erlebnis bieten. Eine benutzerfreundliche Oberfläche erhöht die Praktikabilität des Systems und seine Integration in die Zahnarztpraxis.
- UV-C-basiertes Selbstreinigungssystem (Einheit 6): Hierbei handelt es sich um eine innovative Ergänzung, die Hygiene und Sterilität verstärkt. Mithilfe der Ultraviolett-C-Lichttechnologie (UV-C) gewährleistet dieses System die Beseitigung mikrobieller Verunreinigungen auf der Sensoroberfläche. Das Design von Einheit 6 gewährleistet eine sichere und effektive UV-C-Bestrahlung und stellt ein zuverlässiges und steriles Diagnosewerkzeug dar. Einheit 6 besteht aus mehreren wesentlichen Untereinheiten, die synergetisch arbeiten, um eine gründliche und effektive Reinigung des Nano-Dental Sensors zu gewährleisten. Diese Untereinheiten tragen gemeinsam zur Abgabe von ultraviolettem C-Licht (UV-C) bei, das ein starkes Desinfektionsmittel ist und einen sicheren und kontrollierten Betrieb gewährleistet.
- • UV-C-Lichtquelle (Einheit 6.1): Die UV-C-Lichtquelle ist eine Kernkomponente des Systems und strahlt kurzwelliges ultraviolettes Licht, bekannt als UV-C, aus. UV-C-Licht besitzt keimtötende Eigenschaften, die Mikroorganismen und Krankheitserreger wirksam deaktivieren, indem sie ihre DNA oder RNA zerstören. Die UV-C-Lichtquelle strahlt die zur Desinfektion erforderliche Intensität an UV-C-Licht ab.
- • Reflektierende Kammer (Einheit 6.2): Die reflektierende Kammer ist darauf ausgelegt, die UV-C-Lichtexposition auf der Oberfläche des Nano-Dentalsensors zu maximieren. Es verfügt über reflektierende Oberflächen, die das UV-C-Licht auf den Sensor umlenken und konzentrieren und so eine gründliche und gleichmäßige Desinfektion gewährleisten. Die reflektierende Kammer erhöht die Effektivität des Reinigungsprozesses.
- • UV-C-Dosierungssteuerung (Einheit 6.3): Diese Untereinheit stellt sicher, dass der Sensor eine angemessene Dosierung von UV-C-Licht erhält, um eine wirksame Desinfektion zu ermöglichen, ohne Schäden zu verursachen. Kontrollmechanismen für die UV-C-Dosis überwachen die Intensität und Dauer der UV-C-Exposition, verhindern so eine Überbelichtung und stellen die Integrität des Sensors sicher.
- • Sicherheitssensoren und Verriegelungen (Einheit 6.4): Um die Sicherheit der Benutzer zu gewährleisten, verfügt das UV-C-basierte Selbstreinigungssystem über Sicherheitssensoren und Verriegelungen. Diese Sensoren erkennen die Anwesenheit von Personal oder Störungen während des Reinigungsprozesses und stoppen automatisch die UV-C-Emission, um eine versehentliche Exposition gegenüber UV-C-Licht zu verhindern.
- • Timer- und Steuerschnittstelle (Einheit 6.5): Die Timer- und Steuerschnittstelle ermöglicht es Zahnärzten, den Reinigungsprozess präzise zu steuern. Praktiker können die Dauer der UV-C-Belastung entsprechend den Reinigungsanforderungen festlegen. Die Schnittstelle sorgt für Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität bei der Einbindung des Reinigungszyklus in den Arbeitsablauf.
- • Absaugsystem (Einheit 6.6): Ähnlich wie das plasmabasierte System verfügt das UV-C-basierte Selbstreinigungssystem über einen Absaugmechanismus, um die sichere Freisetzung von Restozon oder Gasen zu gewährleisten, die während des UV-C-Reinigungsprozesses entstehen. Das Abgassystem trägt zu allgemeinen Sicherheits- und Umweltaspekten bei.
- • UV-C-Abschirmung und Einhausung (Einheit 6.7): Um das Austreten von UV-C-Licht zu verhindern und die Sicherheit des Bedieners zu gewährleisten, ist das System mit einer UV-C-Abschirmung und einer geschlossenen Kammer ausgestattet. Die Abschirmung verhindert, dass UV-C-Licht aus der Kammer austritt, während das Gehäuse dafür sorgt, dass der Prozess eingedämmt und kontrolliert wird.
- • Überwachung und Feedback (Einheit 6.8): Fortschrittliche Überwachungssysteme liefern Echtzeit-Feedback zum Reinigungsprozess, zur UV-C-Dosierung und zu möglichen Problemen. Diese Rückkopplungsschleife gewährleistet eine gleichmäßige und wirksame Desinfektion der Sensoroberfläche.
- Smart Blockchain Network (Einheit 7): Einheit 7, das Smart Blockchain Network, dient als Rückgrat der sicheren Kommunikation zwischen den Komponenten der Erfindung. Dieses innovative Netzwerk gewährleistet die Einhaltung datenschutzrechtlicher Vorschriften und ermöglicht gleichzeitig einen transparenten und vertraulichen Datenaustausch. Die intelligente Blockchain-Technologie von Unit 7 garantiert Verantwortlichkeit und Rückverfolgbarkeit und wahrt gleichzeitig die Vertraulichkeit der Patienten.
- Drahtloses Oralsensornetzwerk (Einheit 8): Es stellt ein hochentwickeltes Netzwerk von Sensoren dar, die in die Mundumgebung eingebettet sind. Dieses Netzwerk nutzt modernste Terahertz-Kommunikationstechnologie, um einen nahtlosen Datenaustausch zwischen Sensoren und externen Komponenten zu ermöglichen. Einheit 8 ermöglicht die Echtzeitübertragung der vom Nano-Dental-Sensor und anderen Komponenten erfassten Daten an das 3D-Oral-Vision-System, das digitale Zwillingsmodell und darüber hinaus. Die Nutzung der Terahertz-Kommunikation sorgt für hohe Datenraten, geringe Latenz und minimale Interferenzen und erhöht so die Genauigkeit und Effizienz des Diagnoseprozesses. Dieses durch Einheit 8 vertretene Netzwerk zeigt unser Engagement für die Nutzung fortschrittlicher Kommunikationstechnologien, um die Art und Weise, wie Zahnärzte auf Patientendaten zugreifen und diese nutzen, zu revolutionieren, was zu einer verbesserten Diagnostik und einer patientenzentrierten Pflege führt.
- Die Entwicklung des erfundenen IoNDT- Systems durchläuft Phasen, die Zahnärzten eine Reihe von Funktionalitäten und Merkmalen zur Verbesserung und Beschleunigung der Diagnose- und Behandlungsverfahren bieten. Die Einzelheiten jeder Phase werden wie folgt beschrieben:
- Phase 1: Nano-Dentalsensor
- Genauso wie „zwei Köpfe besser sind als einer“ könnte der Einsatz zusätzlicher Augen mithilfe von Computer Vision die Fähigkeit eines Zahnarztes verbessern, Probleme zu diagnostizieren und zu behandeln. Unsere bahnbrechende Innovation in dieser Phase liegt in der Entwicklung eines Nano-Dental-Sensors, der in der Lage ist, hochauflösende intraorale Zahnröntgenaufnahmen für Patienten zu erstellen. Intraorale Röntgenaufnahmen sind die häufigste Art von Zahnröntgen und sind für die Diagnose von Zahnerkrankungen wie Karies, Parodontalerkrankungen und retinierten Zähnen unerlässlich. Diese Röntgenaufnahmen liefern detaillierte Bilder der Zähne, ihrer Wurzeln und der umgebenden Knochenstruktur und ermöglichen es Zahnärzten, Mundgesundheitsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Indem Sie sich auf die Entwicklung einer intraoralen Röntgenaufnahme mit Ihrem Nano-Dental-Sensor konzentrieren, können Sie Zahnärzten eine kompakte, effiziente und strahlungsarme Lösung zur Gewinnung wichtiger diagnostischer Informationen bieten. Diese Technologie hat das Potenzial, die Patientenversorgung zu verbessern, die Behandlungsplanung zu verbessern und die Abhängigkeit von herkömmlichen Röntgengeräten zu verringern, die größere Geräte und eine höhere Strahlenbelastung erfordern. Da intraorale Röntgenaufnahmen ein wesentlicher Bestandteil routinemäßiger zahnärztlicher Untersuchungen sind, kann der vorgesehene Nano-Dental-Sensor erhebliche Auswirkungen auf die Zahnheilkunde haben, indem er eine zugänglichere und sicherere Alternative zur Erstellung dieser wichtigen Zahnbilder darstellt. Durch den Einsatz modernster Nanotechnologie arbeitet der Sensor mit einem Bruchteil der Strahlenbelastung herkömmlicher Röntgensysteme und gewährleistet so die Patientensicherheit, ohne die diagnostische Genauigkeit zu beeinträchtigen. Die Miniaturgröße und die drahtlose Konnektivität unseres Sensors ermöglichen eine nahtlose Platzierung in der Mundhöhle und ermöglichen eine Datenerfassung in Echtzeit und eine sofortige Röntgenbildgebung. Diese transformative Technologie versetzt Zahnärzte in die Lage, umfassende Untersuchungen effizient durchzuführen, hilft bei der Früherkennung von Zahnproblemen und erhöht die Behandlungspräzision für optimale Patientenergebnisse.
- Der vorgesehene Nano-Dental-Sensor ist so konfiguriert, dass er über seine kompakte Form und geringe Strahlungswerte hinausgeht, indem er erklärbare Deep-Learning-Techniken und Edge-Computing-Funktionen integriert, um eine aufschlussreiche Verarbeitung der erfassten Daten zu ermöglichen, um umgehend präzise Zahnröntgenaufnahmen zu erstellen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer zeitaufwändigen Filmentwicklung und verbessert den gesamten diagnostischen Arbeitsablauf für Zahnärzte. Darüber hinaus erleichtert die Integration des Sensors in IoT-Systeme die sichere Datenspeicherung und den Echtzeitzugriff auf Patientenakten und fördert so eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen Zahnärzten und Spezialisten. Als kostengünstige und patientenfreundliche Lösung hat diese Innovation das Potenzial, die Zahnheilkunde zu revolutionieren, indem sie die Früherkennung, personalisierte Behandlungsplanung und verbesserte Mundpflegeergebnisse für Einzelpersonen auf der ganzen Welt fördert.
- Intraorale Röntgenaufnahmen sind die häufigste Art von Zahnröntgen und sind für die Diagnose von Zahnerkrankungen wie Karies, Parodontalerkrankungen und retinierten Zähnen unerlässlich. Diese Röntgenaufnahmen liefern detaillierte Bilder der Zähne, ihrer Wurzeln und der umgebenden Knochenstruktur und ermöglichen es Zahnärzten, Mundgesundheitsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Dadurch können wir uns auf die Entwicklung einer intraoralen Röntgenaufnahme mit Ihrem Nano-Dental-Sensor konzentrieren. Sie können Zahnärzten eine kompakte, effiziente und strahlungsarme Lösung zur Gewinnung wichtiger diagnostischer Informationen bieten. Diese Technologie hat das Potenzial, die Patientenversorgung zu verbessern, die Behandlungsplanung zu verbessern und die Abhängigkeit von herkömmlichen Röntgengeräten zu verringern, die größere Geräte und eine höhere Strahlenbelastung erfordern. Da intraorale Röntgenaufnahmen ein wesentlicher Bestandteil routinemäßiger zahnärztlicher Untersuchungen sind, kann unsere Innovation die Zahnmedizin erheblich beeinflussen, indem sie eine zugänglichere und sicherere Alternative zur Erstellung dieser wichtigen Zahnbilder bietet.
- Zusätzlich zu seiner bahnbrechenden Fähigkeit, intraorale Röntgenbilder zu erstellen, ist unser erfundener Nano-Dental-Sensor mit beispielloser Vielseitigkeit konfiguriert, indem er in der Lage ist, optische Bilder und Nahinfrarot-Fluoreszenzbilder (NIF) anderer Bildgebungsmodalitäten zu erzeugen. Diese bemerkenswerte Funktion gibt Zahnärzten ein multifunktionales Diagnosetool an die Hand, das über die herkömmliche Radiographie hinausgeht und neue Möglichkeiten in der zahnmedizinischen Bildgebung eröffnet. Die optische Bildgebungsfunktion des Nano-Dental Sensors ermöglicht die Aufnahme hochauflösender Bilder der Oberfläche, der Zähne und des Weichgewebes der Mundhöhle. Durch die Nutzung fortschrittlicher Optik und Miniaturkameras, die in das Design des Sensors integriert sind, können Zahnärzte Oberflächenuntersuchungen durchführen, frühe Anzeichen von Karies erkennen, die Zahnfleischgesundheit beurteilen und orale Läsionen mit außergewöhnlicher Präzision überwachen. Diese nicht-invasive optische Bildgebungsfunktion verleiht routinemäßigen zahnärztlichen Untersuchungen eine wertvolle Dimension und ermöglicht es Zahnärzten, umfassende visuelle Informationen für eine gründlichere Beurteilung der Mundgesundheit eines Patienten zu sammeln.
- Darüber hinaus erhöht die Integration der NIF-Bildgebung in den erfundenen Nano-Dental-Sensor sein diagnostisches Potenzial noch weiter. Die NIF-Bildgebung ist eine hochmoderne Technik, die Nahinfrarotlicht zur Erkennung spezifischer molekularer Marker nutzt und so Einblicke in biochemische und physiologische Prozesse liefert. Mit der NIF-Bildgebung können Zahnärzte kariöse Läsionen im Frühstadium erkennen, die Wirksamkeit zahnärztlicher Behandlungen beurteilen und Veränderungen im Mundgewebestoffwechsel auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Diese nichtionisierende, sichere Bildgebungsmodalität bietet eine minimalinvasive Alternative zu herkömmlichen Methoden und gewährt Zahnärzten einen beispiellosen Zugang zu tieferen biologischen Informationen, was präzisere und personalisiertere Behandlungsstrategien ermöglicht. Durch die Kombination optischer Bildgebung und NIF-Funktionen in einem einzigen kompakten Gerät revolutioniert unser Nano-Dental-Sensor nicht nur den Bereich der zahnmedizinischen Radiographie, sondern erweitert auch die Grenzen der zahnmedizinischen Diagnostik. Mit seiner Fähigkeit, ein umfassendes Spektrum an Bildgebungsmodalitäten zu generieren, setzt der Sensor einen neuen Standard für die moderne Zahnmedizin, indem er die Früherkennung von Mundgesundheitsproblemen fördert, die Vorsorge fördert und Zahnärzte in die Lage versetzt, überlegene, patientenorientierte Behandlungen durchzuführen. Diese bahnbrechende Innovation führt die Zahnärzteschaft in eine Ära fortschrittlicher Bildgebungstechnologien und personalisierter Mundgesundheit, von der letztendlich Patienten auf der ganzen Welt profitieren.
- Technisch gesehen verfügt unser Nano-Dental Sensor über die modernsten Eigenschaften, die ihn zu einem Vorreiter auf dem Gebiet der Zahndiagnostik machen. Das Herzstück des Sensors ist ein hochmodernes, auf Nanotechnologie basierendes Bildgebungssystem, das hochauflösende Nanosensoren mit außergewöhnlicher Empfindlichkeit für die Aufnahme detaillierter intraoraler Röntgenaufnahmen enthält. Der Sensor arbeitet mit einer reduzierten Strahlungsdosis und gewährleistet die Sicherheit des Patienten, ohne die Diagnosequalität zu beeinträchtigen. Der kompakte Formfaktor und das ergonomische Design des Sensors erleichtern die einfache Integration in standardmäßige zahnärztliche Untersuchungsinstrumente, ermöglichen eine nahtlose intraorale Platzierung und sorgen für Patientenkomfort bei bildgebenden Verfahren.
- Der Nano-Dental Sensor verfügt über drahtlose Konnektivitätsfunktionen, die eine sofortige Datenübertragung an externe Geräte wie Computer, Tablets oder Smartphones ermöglichen. Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit von Edge-Computing und Techniken der künstlichen Intelligenz verarbeitet der Sensor die gesammelten Daten in Echtzeit und erstellt sofort intraorale Röntgenbilder, optische Bilder und NIF-Bilder zur schnellen Analyse durch Zahnärzte. Darüber hinaus erleichtert die Cloud-Integration des Sensors die sichere Speicherung und den einfachen Zugriff auf Patientenakten, sodass Zahnärzte umfassende Zahngeschichten führen und nahtlos mit Spezialisten zusammenarbeiten können. Die Kombination aus fortschrittlicher Nanotechnologie, drahtloser Konnektivität und KIgesteuerter Verarbeitung erhöht die diagnostische Effizienz des Sensors und ermöglicht es Zahnärzten, zeitnah fundierte Entscheidungen zu treffen und personalisierte Behandlungspläne zu entwerfen, die auf die individuellen Mundgesundheitsbedürfnisse jedes Patienten zugeschnitten sind.
- Die optische Bildgebungsfunktion des erfundenen Sensors setzt neue Maßstäbe für die intraorale Untersuchung, indem er fortschrittliche Optik integriert. Der Sensor erfasst hochauflösende optische Bilder der Oberfläche der Mundhöhle, der Zähne und des Weichgewebes. Mit dem Design können Zahnärzte detaillierte visuelle Beurteilungen durchführen, Zahnschmelzdefekte erkennen, Plaquebildung überwachen und die Gesundheit des Zahnfleischgewebes mit außergewöhnlicher Klarheit beobachten. Der nicht-invasive Charakter der optischen Bildgebung verringert die Beschwerden des Patienten und verbessert die Compliance bei Routineuntersuchungen, was sie zu einem unverzichtbaren Instrument in der präventiven Zahnheilkunde macht. Darüber hinaus stellt die Integration der NIF-Bildgebung in den Nano-Dental-Sensor einen Fortschritt in den Diagnosemöglichkeiten dar. Durch die Nutzung von Nahinfrarotlicht kann der Sensor spezifische molekulare Marker erkennen, die mit kariösen Läsionen im Frühstadium, bakteriellen Infektionen und Gewebeanomalien verbunden sind. Diese nichtionisierende Bildgebungsmodalität bietet eine sichere und minimalinvasive Methode zur Untersuchung von Veränderungen auf zellulärer Ebene im Mundgewebe und liefert unschätzbare Erkenntnisse für die Früherkennung und Behandlungsplanung. Zahnmediziner werden in der Lage sein, Interventionen auf der Grundlage umfassender biologischer Informationen anzupassen und so die Präzision und Wirksamkeit therapeutischer Strategien zu verbessern.
- Phase 2: Datenkuratierung
- In dieser Phase unserer bahnbrechenden Erfindung wollen wir mit der Erstellung des weltweit ersten umfassenden Nanodental- Bilddatensatzes einen bahnbrechenden Meilenstein auf dem Gebiet der Zahnheilkunde setzen. Dieser Datensatz wird aus einer vielfältigen und umfangreichen Sammlung hochauflösender intraoraler Röntgenbilder, optischer Bilder und NIF-Bilder bestehen, die von unserem innovativen Nano-Dental-Sensor erzeugt werden.
- Durch sorgfältige Datenerfassung erfassen wir ein breites Spektrum an Zahnerkrankungen, darunter kariöse Läsionen, Parodontalerkrankungen, retinierte Zähne und verschiedene Weichteilanomalien, und decken so das gesamte Spektrum der Mundgesundheitsszenarien ab. Die Entwicklung dieses Nanodental- Bilddatensatzes wird ein vielschichtiges Unterfangen sein. Die einzigartigen Fähigkeiten unseres Nano-Dental-Sensors zur Generierung mehrerer Bildgebungsmodalitäten ermöglichen eine beispiellose Informationstiefe. Da jedes Bild im Datensatz von einem Team erfahrener Zahnärzte fachmännisch beschriftet wird, stellen wir genaue und umfassende Anmerkungen zu verschiedenen Zahnpathologien und anatomischen Strukturen sicher. Der gekennzeichnete Datensatz wird als wertvolle Ressource für das Training robuster Modelle für maschinelles Lernen dienen und dabei modernste Techniken der künstlichen Intelligenz nutzen.
- Durch den Einsatz modernster Techniken des maschinellen Lernens werden wir den Modellen beibringen, normale Zahnstrukturen und eine Vielzahl von Zahnanomalien zu erkennen und zwischen ihnen zu unterscheiden. Die trainierten Modelle ermöglichen eine automatisierte und präzise Diagnose von Zahnerkrankungen und bieten Zahnärzten eine unschätzbare Unterstützung bei ihrer Entscheidungsfindung. Diese erweiterte Diagnosefunktion wird die Behandlungsplanung erheblich verbessern, die Früherkennung von Mundgesundheitsproblemen fördern und letztendlich die Patientenergebnisse verbessern. Darüber hinaus wird der Einsatz von maschinellem Lernen auf unserem Nanodental-Bilddatensatz die Entwicklung personalisierter Behandlungsstrategien erleichtern. Die Modelle werden in der Lage sein, die einzigartigen Mundgesundheitsmerkmale, die Krankengeschichte und die genetischen Faktoren eines Patienten zu analysieren, um Behandlungspläne zu erstellen, die speziell auf seine Bedürfnisse zugeschnitten sind. Dieser patientenzentrierte Ansatz wird Zahnärzten die Möglichkeit geben, effektivere und gezieltere Eingriffe durchzuführen und so den Pflegestandard und die Patientenzufriedenheit zu erhöhen. Während wir uns auf diese bahnbrechende Reise begeben, um den ersten Nanodental- Bilddatensatz zu erstellen und robuste Modelle für maschinelles Lernen zu trainieren, stellen wir uns einen Paradigmenwechsel in der Zahnmedizin vor. Unsere Innovation wird Zahnärzten modernste Technologie und datengesteuerte Erkenntnisse zur Verfügung stellen und so die zahnärztliche Diagnostik und Behandlung revolutionieren. Durch die Bereitstellung einer wesentlichen Ressource für zahnmedizinische Forschung, Ausbildung und klinische Praxis möchten wir die Zukunft der Zahnmedizin gestalten und zur Weiterentwicklung der Mundgesundheit weltweit beitragen.
- Phase 3: Immersives 3D-Oralsehen
- In der nächsten Phase unserer Pionierarbeit sind wir bereit, die Landschaft der zahnmedizinischen Diagnostik und Behandlung durch die Integration eines innovativen Virtual-/Augmented-Reality-Systems neu zu definieren, das ein beispielloses 3D-Oralsehen ermöglicht. Diese transformative Funktion erweitert die Fähigkeiten unseres Nano-Dental-Sensors und bietet Zahnärzten eine immersive und umfassende Sicht auf die Mundhöhle, einschließlich Ober- und Unterkiefer, in drei Dimensionen. Durch die Integration fortschrittlicher Virtual-/Augmented-Reality-Technologie überschreitet unsere Erfindung die Grenzen der traditionellen 2D-Bildgebung und bietet ein dynamisches Visualisierungserlebnis. Zahnärzte verfügen über die außergewöhnliche Fähigkeit, virtuell in die Mundhöhle des Patienten einzudringen und so ein tiefgreifendes Verständnis der räumlichen Beziehungen zwischen Zähnen, Knochenstrukturen und Weichgewebe zu erlangen. Diese immersive Visualisierung ermöglicht es Zahnärzten, genauere und fundiertere Diagnosen zu stellen, einen tieferen Einblick in komplexe Zahnerkrankungen zu gewinnen und eine präzise Behandlungsplanung zu erleichtern.
- Die Virtual/Augmented-Reality-Schnittstelle interagiert nahtlos mit der Nanodental-Bilddatenbank und den in früheren Phasen entwickelten Modellen für maschinelles Lernen. Diese Integration ermöglicht Echtzeit-Überlagerungen diagnostischer Informationen mit der oralen 3D-Visualisierung und verbessert so das Situationsbewusstsein des Zahnarztes während der Eingriffe. Das System kann beispielsweise Problembereiche hervorheben, prädiktive Erkenntnisse liefern und sogar Behandlungsergebnisse simulieren, sodass Zahnärzte verschiedene Szenarien untersuchen können, bevor sie sich für die optimale Interventionsstrategie entscheiden. Darüber hinaus wird die Patienteneinbindung durch die Integration dieser immersiven Technologie auf ein neues Niveau gehoben. Zahnärzte können die 3D-Mundsicht mit Patienten teilen und ihnen so ein klareres Verständnis ihres Mundgesundheitszustands und ihrer Behandlungsmöglichkeiten vermitteln. Diese visuelle Kommunikation verbessert die Patientenaufklärung und fördert einen kollaborativen Ansatz, der es Einzelpersonen ermöglicht, fundierte Entscheidungen über ihre Zahnpflege zu treffen.
- In einer bahnbrechenden Weiterentwicklung ist unsere Erfindung mit einem neuartigen digitalen Zwillingsmodell konfiguriert, um die Fähigkeiten unseres immersiven 3D-Oral-Vision-Systems zu erweitern. Die Integration dieses Modells geht über die bloße Visualisierung hinaus und schafft eine ganzheitliche und Echtzeitdarstellung der Mundhöhle des Patienten. Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit von Datenfusion, Simulation und prädiktiver Analyse bietet dieses Modell Zahnärzten einen umfassenden Satz oraler Attribute und diagnostischer Erkenntnisse, die den Weg für beispiellose Fortschritte in der zahnärztlichen Diagnostik und Patientenversorgung ebnen.
- Das digitale Zwillingsmodell ist so konfiguriert, dass es die orale Anatomie des Patienten genau nachbildet und den Ober- und Unterkiefer, die Zähne, das Zahnfleisch, die Knochenstrukturen und die Weichteile umfasst. Diese umfassende Darstellung wird durch die Zusammenführung von Daten des Nano-Dental-Sensors, maschinellen Lerntechniken und patientenspezifischen Informationen erstellt. Das Modell entwickelt sich in Echtzeit weiter und erfasst dynamische Veränderungen wie Zahnbewegungen, Gewebereaktionen und Behandlungsergebnisse, wodurch ein lebendiges und anpassungsfähiges digitales Gegenstück zur Mundumgebung des Patienten entsteht. Innerhalb dieses integrierten Rahmens beherbergt das Digital Twin Model ein umfangreiches Spektrum an oralen Attributen und diagnostischen Informationen. Beispiele hierfür sind die räumliche Positionierung von Zähnen in Echtzeit, ihre Okklusionsdynamik, parodontale Gesundheitsindikatoren und sogar prädiktive Analysen potenzieller Zahnprobleme auf der Grundlage historischer Daten. Darüber hinaus kann das Modell den Verlauf von Erkrankungen im Laufe der Zeit simulieren, sodass Zahnärzte die Auswirkungen verschiedener Behandlungen auf die Mundgesundheitsentwicklung des Patienten visualisieren können.
- Die Auswirkungen dieser Innovation sind tiefgreifend und vielfältig. Erstens steht Zahnärzten ein umfassendes Diagnosetool zur Verfügung, das über herkömmliche Ansätze hinausgeht. Durch die Kombination von Echtzeit-3D-Visualisierung mit prädiktiven Erkenntnissen können Zahnärzte fundierte Entscheidungen treffen, personalisierte Behandlungspläne erstellen und potenzielle Komplikationen mindern. Zweitens wird die Patienteneinbindung durch interaktive Konsultationen revolutioniert, bei denen Zahnärzte mithilfe des Digital Twin Model Diagnosen, Behandlungsoptionen und erwartete Ergebnisse visuell erklären können. Dieser Ansatz fördert eine transparente und kooperative Beziehung zwischen Patient und Zahnarzt und stärkt das Verständnis und das Vertrauen des Patienten. Darüber hinaus dient das Digital-Twin-Modell als wertvolle Bildungsressource für Zahnmediziner und Studenten. Seine dynamische Natur ermöglicht die Simulation verschiedener zahnmedizinischer Szenarien und ermöglicht so die Verbesserung von Fertigkeiten und die Durchführung von Verfahrensproben. Darüber hinaus erweitert das Potenzial für Anwendungen in der Telezahnmedizin die Vorteile unserer Erfindung auf Fernkonsultationen, sodass Experten bei komplexen Fällen virtuell zusammenarbeiten können.
- Phase 4: Orale Sensornetzwerke
- In einem visionären Schritt in die Zukunft der Kommunikation bereitet unsere Erfindung eine geniale Konfiguration vor, indem sie innovative orale Sensornetzwerke integriert, die die Leistungsfähigkeit der Terahertz-Kommunikation nutzen. Mit der Weiterentwicklung der Technologie, die sich dem Horizont der 6G-Kommunikation nähert, passt sich unser Ansatz nicht nur diesem Trend an, sondern führt auch Innovationen ein, die den Grundstein für eine nahtlose Integration unseres 3D-Oral-Vision-Systems in den digitalen Bereich legen.
- Im Mittelpunkt dieser Innovation steht die Nutzung der Terahertz-Kommunikation, einer hochmodernen drahtlosen Technologie, die im Submillimeter- Wellenlängenspektrum arbeitet. Diese Wahl soll der steigenden Nachfrage nach höheren Datenraten, extrem geringer Latenz und verbesserter Konnektivität gerecht werden - Eckpfeilern der 6G-Revolution. Durch die Nutzung von Terahertz-Frequenzen erschließen wir einen Bereich von Möglichkeiten, der über die Fähigkeiten herkömmlicher Kommunikationssysteme hinausgeht und eine blitzschnelle Datenübertragung und eine beispiellose Netzwerkzuverlässigkeit ermöglicht.
- Unsere Erfindung stellt einen bahnbrechenden Fortschritt im Bereich der Zahnmedizin durch die Schaffung innovativer oraler Sensornetzwerke dar, die man sich als einen speziellen Zweig drahtloser Körpersensornetzwerke (WBSNs) mit einem klaren Fokus auf die Mundumgebung vorstellen kann. Diese Netzwerke revolutionieren die zahnärztliche Diagnostik und Behandlung, indem sie fortschrittliche Technologie nahtlos in die Mundhöhle integrieren und eine Datenerfassung, -analyse und -kommunikation in Echtzeit ermöglichen. Die technischen Spezifikationen unserer oralen Sensornetzwerke definieren ein neues Paradigma der patientenzentrierten Versorgung, indem sie zahnmedizinisches Fachwissen mit modernster Technologie verbinden. Das Herzstück dieser Netzwerke ist eine Konstellation miniaturisierter Sensoren, die strategisch in der Mundhöhle positioniert sind, um komplexe Daten zu erfassen. Diese mit höchster Biokompatibilität entwickelten Sensoren können orale Merkmale wie Temperatur, pH-Wert, Bakterienpräsenz und Gewebereaktionen genau erfassen. Das Design gewährleistet Patientenkomfort und minimale Störungen bei täglichen Aktivitäten und ebnet den Weg für eine kontinuierliche, unauffällige Überwachung. Diese Sensoren sind drahtlos miteinander verbunden und bilden ein dynamisches und selbstorganisierendes Netzwerk, das nahtlos mit externen Geräten kommuniziert.
- Unsere oralen Sensornetzwerke nutzen innovative Kommunikationsprotokolle, die für Übertragungen über kurze Entfernungen und geringe Leistung innerhalb der oralen Umgebung optimiert sind. Dies erleichtert das Echtzeit-Datenstreaming an unser 3D Oral Vision-System und externe Netzwerke und ermöglicht so schnelle Aktualisierungen und umfassende Diagnosen. Darüber hinaus nutzen die Netzwerke die jüngsten Fortschritte in der Terahertz-Kommunikation und führen Hochgeschwindigkeitsverbindungen mit extrem geringer Latenz ein, die dem 6G-Kommunikationszeitalter entsprechen. Die Terahertz-Kommunikation sorgt für minimale Interferenzen und hohe Zuverlässigkeit, was für die Echtzeitübertragung von 3D-Modellen und diagnostischen Erkenntnissen unerlässlich ist. Um das Potenzial dieses Netzwerks zu maximieren, werden mehrere Innovationsaspekte sorgfältig geprüft, darunter die Entwicklung effizienter Modulationsschemata, Fehlerkorrekturtechniken und Signalverarbeitungstechniken, die auf die Terahertz-Kommunikation zugeschnitten sind. Darüber hinaus müssen die einzigartigen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Terahertz-Ausbreitung, einschließlich atmosphärischer Absorption und Signaldämpfung, durch innovative adaptive Strahlformungs- und Signalrouting-Strategien angegangen werden. Die Zusammenarbeit mit Experten für Terahertz-Technologie und Kommunikationsstandards ist von entscheidender Bedeutung, um die nahtlose Koexistenz unserer Erfindung im sich schnell entwickelnden 6G-Ökosystem sicherzustellen.
- Die Konvergenz unserer innovativen oralen Sensornetzwerke mit der 6G-Kommunikation hat transformative Auswirkungen auf das 3D-Oral-Vision-System. Die Integration der Terahertz-Kommunikation verbessert die Echtzeitfähigkeiten unserer oralen 3D-Visualisierung und ermöglicht die sofortige Übertragung komplexer 3D-Modelle und diagnostischer Erkenntnisse an externe Geräte. Zahnärzte können aus der Ferne mit Spezialisten zusammenarbeiten, Patientenfälle für Konsultationen teilen und bei Bedarf auf das Digital Twin Model zugreifen - und das alles mit beispielloser Geschwindigkeit und Präzision. Darüber hinaus öffnet die nahtlose Terahertz-Kommunikation die Tür zu Augmented-Reality-Overlays während zahnärztlicher Eingriffe, bei denen Echtzeitführung und prädiktive Analysen nahtlos in das Sichtfeld des Arztes integriert werden können, was die Präzision und Effizienz der Behandlung steigert.
- Phase 5: Selbstreinigungsmechanismus
- Unsere erfundenen Sensoren sind mit einem automatischen Selbstreinigungssystem ausgestattet, das sorgfältig entwickelt wurde, um einwandfreie Hygienestandards einzuhalten und die Ansammlung von Bakterien zu verhindern. Diese innovative Ergänzung schützt die Integrität unserer Sensoren und stellt sicher, dass sie ein zuverlässiges und steriles Werkzeug im Arsenal des Zahnarztes bleiben. Durch die Nutzung modernster Technologien und wissenschaftlicher Prinzipien setzen wir einen neuen Standard für Patientensicherheit und Sensorlebensdauer. Das Herzstück dieser Innovationsphase ist ein automatisierter Selbstreinigungsmechanismus, der sich nahtlos in unsere Nano-Dentalsensoren integriert. Wir sind uns bewusst, dass die Mundhöhle eine dynamische Umgebung voller Mikroorganismen ist und dass die Aufrechterhaltung der Sensorhygiene von entscheidender Bedeutung ist, um Kreuzkontaminationen zu verhindern und eine genaue Diagnose sicherzustellen. Unser Selbstreinigungssystem arbeitet mit chirurgischer Präzision und beseitigt wirksam potenzielle Biofilme und mikrobielle Verunreinigungen, die sich auf der Sensoroberfläche ansammeln könnten.
- Ein bemerkenswerter Ansatz zur Implementierung dieses Selbstreinigungssystems besteht darin, die Kraft des ultravioletten C-Lichts (UV-C) zu nutzen. UV-C-Licht ist für seine starke desinfizierende Wirkung bekannt und kann die DNA und RNA von Mikroorganismen schädigen und sie inaktiv machen. Durch die strategische Integration von UV-C-Strahlern in den Rahmen des Sensors stellen wir sicher, dass nach jeder Nutzungssitzung ein schneller und gründlicher Selbstreinigungszyklus eingeleitet wird. Das UV-C-Licht, das mit einer bestimmten Wellenlänge und Intensität emittiert wird, vernichtet Bakterien, Viren und Pilze, indem es ihr genetisches Material zerstört. Dieser automatisierte Prozess macht manuelle Reinigungsprotokolle überflüssig, minimiert das Risiko menschlicher Fehler und stellt sicher, dass jeder Sensorvorgang strengen Hygienestandards unterliegt.
- Darüber hinaus kann diese Selbstreinigungsfähigkeit durch den Einbau fortschrittlicher Nanomaterialien mit photokatalytischen Eigenschaften gesteigert werden. Diese durch UV-C-Licht sensibilisierten Nanomaterialien lösen die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies aus, die den Desinfektionsprozess verstärken. Wir stellen uns vor, dass diese Nanomaterialien in die Oberfläche des Sensors integriert werden und einen proaktiven Schutzschild gegen mikrobielle Verunreinigungen bilden. Wenn wir in die Zukunft blicken, ist unsere Erfindung mit plasmabasierten Selbstreinigungssystemen ausgestattet. Plasma, reich an reaktiven Spezies, hat sich als wirksames Sterilisationsinstrument herausgestellt.
- Unsere visionäre Erfindung ist mit einem ausgeklügelten plasmabasierten Selbstreinigungssystem ausgestattet, das neue Maßstäbe bei der Gewährleistung höchster Hygiene und Sterilität unserer Nano-Dentalsensoren setzt. Diese bahnbrechende Funktion erhöht nicht nur die Präzision und Sicherheit unserer Technologie, sondern unterstreicht auch unser Engagement für bahnbrechende Fortschritte, die den höchsten Standards der zahnmedizinischen Diagnostik und Patientenversorgung entsprechen. Das plasmabasierte Selbstreinigungssystem nutzt die Leistungsfähigkeit fortschrittlicher Plasmatechnologie, um die Sensoroberfläche sorgfältig zu reinigen, potenzielle Verunreinigungen zu beseitigen und eine makellose Umgebung bei jeder Verwendung aufrechtzuerhalten. Das Herzstück dieser Innovation ist ein aufwendig gestalteter Plasmagenerator, der sorgfältig gefertigt wurde, um sich nahtlos in die Architektur des Sensors zu integrieren. Dieser Generator fungiert als Herzstück des Selbstreinigungssystems und initiiert und erhält eine kontrollierte Plasmaumgebung. Das Design ist optimiert, um einen sicheren Betrieb, eine effiziente Plasmaerzeugung und minimale Auswirkungen auf die Sensorkomponenten zu gewährleisten. Der Plasmagenerator ist kompakt und leicht, was seine unauffällige Präsenz innerhalb der Sensorstruktur garantiert und gleichzeitig seine Wirksamkeit maximiert.
- Der Plasmagenerator arbeitet nach einem zweistufigen Prozess. Zunächst wird im Generator eine elektrische Entladung geringer Energie eingeleitet. Diese Entladung ionisiert das Gas im Generator und überführt es in einen Plasmazustand. Das Plasma, bestehend aus Ionen, Elektronen und reaktiven Spezies, wird dann auf die Sensoroberfläche abgegeben. Diese reaktiven Spezies verfügen über starke sterilisierende Eigenschaften und zersetzen Bakterienzellen, Viren und andere Verunreinigungen auf der Sensoroberfläche effektiv.
- Das Design des Plasmagenerators umfasst eine modulare und kompakte Architektur, die strategisch so gestaltet ist, dass sie sich nahtlos in das komplexe Design des Nano-Dentalsensors einfügt. Der Generator besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um eine kontrollierte Plasmaumgebung zu schaffen. Zu diesen Komponenten gehören ein Gaseinlass, Elektroden, eine Stromversorgung, Steuerschaltkreise und ein Abgasauslass. Der Gaseinlass führt das plasmabildende Gas ein, während die Elektroden die kontrollierte Ionisierung des Gases ermöglichen, um die Plasmaentladung einzuleiten. Die Stromversorgung liefert die notwendige elektrische Energie, um den Plasmazustand aufrechtzuerhalten, und die Steuerschaltung stellt sicher, dass alle Parameter, einschließlich Gasdurchflussrate, Entladungsspannung und Dauer, im optimalen Bereich bleiben. Der Plasmagenerator arbeitet in einem zweistufigen Prozess. Über den Gaseinlass wird zunächst ein geeignetes Gasgemisch, häufig Argon oder Helium, eingeleitet. Die Steuerschaltung initiiert eine elektrische Entladung niedriger Energie zwischen den Elektroden, wodurch das Gas ionisiert und in einen Plasmazustand übergeht. Dieses Plasma, bestehend aus Ionen, Elektronen und reaktiven Spezies, wird dann auf die Oberfläche des Sensors gerichtet und desinfiziert ihn effektiv, indem es mikrobielle Verunreinigungen zersetzt.
- Einer der wichtigsten Designüberlegungen ist Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit. Um dies zu erreichen, ist der Plasmagenerator mit verschiedenen Sensoren und Sicherheitsmechanismen ausgestattet. Gasflusssensoren sorgen für eine gleichmäßige Zufuhr des plasmabildenden Gases, während Temperatursensoren eine Überhitzung verhindern. Die Steuerschaltung nutzt Techniken zur Modulation der Entladungsintensität und sorgt so für einen sicheren und effizienten Plasmazustand. Darüber hinaus sorgen Absauganlagen für die sichere Ableitung etwaiger Restgase nach der Selbstreinigung. Die Benutzeroberfläche des Plasmagenerators ist intuitiv und zugänglich gestaltet. Zahnärzte können den Selbstreinigungszyklus einfach über ein benutzerfreundliches Bedienfeld einleiten und die Reinigungsdauer und -intensität an die spezifischen Bedürfnisse anpassen. Diese nahtlose Technologieintegration ermöglicht es Zahnärzten, die Vorteile der plasmabasierten Selbstreinigung mühelos zu nutzen.
- Phase 6: Datensicherheit und Datenschutz
- Mit unserer visionären Erfindung haben wir nicht nur technologische Innovationen für eine verbesserte Zahndiagnostik genutzt, sondern auch den kritischen Aspekten des Datenschutzes und der Privatsphäre des Patienten Priorität eingeräumt. Um dies zu erreichen, haben wir ein ausgeklügeltes intelligentes Blockchain-System integriert, das die strikte Einhaltung der Datenschutzbestimmungen gewährleistet und gleichzeitig eine nahtlose Kommunikation zwischen den innovativen Komponenten unserer Erfindung ermöglicht. Diese Integration ist ein Beweis für unser Engagement, modernste Technologie mit ethischen Überlegungen zu verbinden, um eine umfassende und sichere Lösung für Zahnärzte und Patienten gleichermaßen bereitzustellen.
- Das intelligente Blockchain-System fungiert als sicheres und dezentrales Hauptbuch, das jede Interaktion innerhalb des Ökosystems unserer Erfindung aufzeichnet und überprüft. Dazu gehört die Kommunikation zwischen den Nano-Dentalsensoren, dem 3D-Oral-Vision-System, dem digitalen Zwillingsmodell und allen externen Geräten, die am Diagnose- und Behandlungsprozess beteiligt sind. Durch den Einsatz von Blockchain erstellen wir eine unveränderliche Aufzeichnung des Datenaustauschs, der diagnostischen Erkenntnisse und der Behandlungsentscheidungen und verbessern so die Transparenz, Verantwortlichkeit und Rückverfolgbarkeit während der gesamten Mundgesundheitsreise des Patienten. Einer der Hauptvorteile der intelligenten Blockchain-Integration ist ihre Fähigkeit, die Einhaltung von Datenschutzbestimmungen wie der Allgemeinen Datenschutzverordnung (DSGVO) oder dem Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) sicherzustellen. Die von den Sensoren erfassten und zwischen den Komponenten geteilten Patientendaten werden verschlüsselt und sicher und manipulationssicher in der Blockchain gespeichert. Der Zugriff auf Patienteninformationen wird durch intelligente Verträge geregelt, die strenge Berechtigungskontrollen auf der Grundlage vordefinierter Regeln durchsetzen. Dadurch wird sichergestellt, dass nur autorisierte Parteien, wie der behandelnde Zahnarzt und relevante Spezialisten, auf die Diagnosedaten des Patienten zugreifen und dazu beitragen können.
- Darüber hinaus verbessert die Blockchain-gesteuerte Kommunikation die Privatsphäre der Patienten. Durch die Verwendung pseudonymer Identifikatoren anstelle tatsächlicher personenbezogener Daten wird die Vertraulichkeit der Patienten gewahrt und gleichzeitig eine effektive Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen medizinischen Fachkräften ermöglicht. Die Daten jedes Patienten bleiben mit seiner eindeutigen Kennung verknüpft, was eine umfassende Behandlungshistorie ermöglicht, ohne dass sensible persönliche Informationen preisgegeben werden. Die innovativen Komponenten unserer Erfindung, darunter die Nano-Dentalsensoren, das 3D-Oral-Vision-System und das Digital Twin Model, kommunizieren sicher über das Blockchain-Netzwerk. Der Datenaustausch wird durch Konsensmechanismen überprüft, um die Richtigkeit und Integrität der ausgetauschten Informationen sicherzustellen. Alle Aktualisierungen oder Änderungen der Diagnosedaten des Patienten werden auf überprüfbare und transparente Weise aufgezeichnet und tragen so zu einer ganzheitlichen Patientenakte bei, die sowohl aktuellen als auch zukünftigen Behandlungsentscheidungen zugute kommt.
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2 zeigt das Blockdiagramm für ein auf dem Internet of Nano-Dental Things (IoNDT) basierendes System zur verantwortungsvollen Diagnose von Zahnerkrankungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst einen Nano-Dentalsensor zur Aufnahme intraoraler Röntgenbilder über eine intraorale Radiographieeinheit unter Verwendung fortschrittlicher Röntgentechnologie, optischer Bilder einer Mundhöhle über eine optische Bildgebungseinheit mit sichtbarem Licht und Nahinfrarot-Fluoreszenzbilder (NIF) über eine NIF-Bildgebungseinheit mit Nahinfrarotlicht. - In einer Ausführungsform umfasst eine Nano-Dentalbilddatenbank eine Datenkurationsuntereinheit für die Auswahl und Organisation von Dentalbildern.
- In einer Ausführungsform wird eine Anmerkungsuntereinheit zum Hervorheben spezifischer Zahnmerkmale in jedem Bild verwendet.
- In einer Ausführungsform wird eine Untereinheit zur Klassifizierung klinischer Relevanz zum Kategorisieren von Bildern basierend auf ihrer klinischen Bedeutung verwendet.
- In einer Ausführungsform umfasst ein 3D-Oral-Vision-System einen Echtzeit-Bildfusionsprozessor zum Kombinieren einzelner Bilder zu einer zusammenhängenden visuellen 3D-Darstellung.
- In einer Ausführungsform wird ein immersives Anzeigesystem zum Rendern der visuellen 3D-Darstellung verwendet.
- In einer Ausführungsform wird ein Gestenerkennungsmodul zur Interpretation von Handgesten und -bewegungen verwendet.
- In einer Ausführungsform wird eine Sprachsteuerungs-Integrationsuntereinheit für die Interaktion mithilfe von Sprachbefehlen verwendet.
- In einer Ausführungsform umfasst ein plasmabasiertes Selbstreinigungssystem einen Plasmagenerator zum Initiieren einer Plasmaumgebung.
- In einer Ausführungsform wird ein Gaseinlass- und Gasmischsystem zum Einführen und Steuern eines plasmabildenden Gases verwendet.
- In einer Ausführungsform umfasst ein UV-C-basiertes Selbstreinigungssystem eine UV-C-Lichtquelle, die keimtötendes UV-C-Licht aussendet.
- In einer Ausführungsform wird eine reflektierende Kammer verwendet, um die UV-C-Lichtexposition zu optimieren.
- In einer Ausführungsform wird eine Untereinheit zur Steuerung der UV-C-Dosis für eine angemessene UV-C-Bestrahlung verwendet.
- In einer Ausführungsform wird ein intelligentes Blockchain-Netzwerk für sichere Datenkommunikation und Transparenz verwendet.
- In einer Ausführungsform ein drahtloses Mundsensornetzwerk, das Terahertz-Kommunikationstechnologie für einen nahtlosen Datenaustausch nutzt, wobei das Mundsensornetzwerk für den Betrieb in einer 6G-Kommunikationsumgebung ausgelegt ist.
- In einer anderen Ausführungsform erzeugt der Nano-Dentalsensor optische Bilder und Nahinfrarot-Fluoreszenzbilder (NIF) der Mundhöhle.
- In einer anderen Ausführungsform umfasst das plasmabasierte Selbstreinigungssystem außerdem eine oder mehrere Elektroden und einen Entladungsmechanismus zur Ionisierung und Plasmaerzeugung sowie ein Abgassystem zur Restgasfreisetzung.
- In einer anderen Ausführungsform umfasst das UV-C-basierte Selbstreinigungssystem außerdem mehrere Sicherheitssensoren und Verriegelungen zum Schutz des Benutzers sowie einen Timer und eine Steuerschnittstelle zum Einstellen der UV-C-Expositionsdauer.
- In einer anderen Ausführungsform ist das plasmabasierte Selbstreinigungssystem in die Nano-Dentalsensoren integriert und umfasst einen kompakten Plasmagenerator, der kontrolliertes Plasma aussendet, das mikrobielle Verunreinigungen auf der Sensoroberfläche beseitigt und so eine gleichbleibende Hygiene und Sterilität gewährleistet.
- Die Zeichnungen und die vorstehende Beschreibung geben Beispiele für Ausführungsformen. Fachleute werden erkennen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente einer Ausführungsform können zu einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden.
- Beispielsweise können die Reihenfolgen der hier beschriebenen Prozesse geändert werden und sind nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Darüber hinaus müssen die Aktionen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge implementiert werden; Es müssen auch nicht unbedingt alle Handlungen ausgeführt werden. Auch solche Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, können parallel zu den anderen Handlungen durchgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen wird durch diese spezifischen Beispiele keineswegs eingeschränkt. Zahlreiche Variationen, ob explizit in der Spezifikation angegeben oder nicht, wie z. B. Unterschiede in Struktur, Abmessung und Materialverwendung, sind möglich. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so breit wie durch die folgenden Ansprüche angegeben.
- Vorteile, andere Vorzüge und Problemlösungen wurden oben im Hinblick auf spezifische Ausführungsformen beschrieben. Die Vorteile, Vorzüge, Problemlösungen und alle Komponenten, die dazu führen können, dass ein Nutzen, ein Vorteil oder eine Lösung eintritt oder ausgeprägter wird, dürfen jedoch nicht als kritische, erforderliche oder wesentliche Funktion oder Komponente von ausgelegt werden einzelne oder alle Ansprüche.
- REFERENZEN
-
- 1
- Einheit
- 1.1
- Einheit
- 1.2
- Einheit
- 1.3
- Einheit
- 2
- Einheit
- 2.1
- Einheit
- 2.2
- Einheit
- 2.3
- Einheit
- 2.4
- Einheit
- 100
- Kommentierte zahnmedizinische Daten
- 3
- Einheit
- 3.1
- Einheit
- 3.2
- Einheit
- 3.3
- Einheit
- 3.4
- Einheit
- 3.5
- Einheit
- 3.6
- Einheit
- 5
- Einheit
- 5.1
- Einheit
- 5.2
- Einheit
- 5.3
- Einheit
- 5.4
- Einheit
- 5.5
- Einheit
- 5.6
- Einheit
- 5.7
- Einheit
- 6
- Einheit
- 6.1
- Einheit
- 6.2
- Einheit
- 6.3
- Einheit
- 6.4
- Einheit
- 6.5
- Einheit
- 6.6
- Einheit
- 6.7
- Einheit
- 6.8
- Einheit
- 7
- Einheit
- 8
- Einheit
- 1
- Netzwerk der Einheiten
- 4
- Einheit
- 200
- Terahertz-Kommunikation Netzwerke
Claims (5)
- Ein Internet of Nano -Dental Things (IoNDT)-System und umfasst: ein Nano-Dentalsensor zur Aufnahme intraoraler Röntgenaufnahmen durch eine intraorale Radiographieeinheit unter Verwendung fortschrittlicher Röntgentechnologie, optischer Bilder einer Mundhöhle über eine optische Bildgebungseinheit mit sichtbarem Licht und Nahinfrarot-Fluoreszenzbilder (NIF) über eine NIF-Bildgebungseinheit Verwendung von Nahinfrarotlicht; eine Nano-Dental-Bilddatenbank, bestehend aus einer Datenkurations- Untereinheit zur Auswahl und Organisation von Zahnbildern und einer Anmerkungs-Untereinheit zum Hervorheben spezifischer Zahnmerkmale in jedem Bild; ein 3D-Oral-Vision-System, das einen Echtzeit-Bildfusionsprozessor zum Kombinieren einzelner Bilder zu einer zusammenhängenden visuellen 3D-Darstellung, ein Gestenerkennungsmodul zur Interpretation von Handgesten und - bewegungen und eine Untereinheit zur Sprachsteuerungsintegration für die Interaktion mithilfe von Sprachbefehlen umfasst; ein plasmabasiertes Selbstreinigungssystem umfasst einen Plasmagenerator zum Initiieren einer Plasmaumgebung und ein Gaseinlass- und Gasmischsystem zum Einführen und Steuern eines plasmabildenden Gases; ein UV-C-basiertes Selbstreinigungssystem besteht aus einer UV-C-Lichtquelle, die keimtötendes UV-C-Licht aussendet, und einer reflektierenden Kammer zur Optimierung der UV-C-Lichtexposition; und ein drahtloses Mundsensornetzwerk, das Terahertz-Kommunikationstechnologie für einen nahtlosen Datenaustausch nutzt, wobei das Mundsensornetzwerk für den Betrieb in einer 6G-Kommunikationsumgebung ausgelegt ist.
- System nach
Anspruch 1 , wobei der Nano-Dentalsensor optische Bilder und Nahinfrarot-Fluoreszenzbilder (NIF) der Mundhöhle erzeugt. - System nach
Anspruch 1 , wobei das plasmabasierte Selbstreinigungssystem außerdem eine oder mehrere Elektroden und einen Entladungsmechanismus zur Ionisierung und Plasmaerzeugung sowie ein Abgassystem zur Restgasfreisetzung umfasst. - System nach
Anspruch 1 , wobei das UV-C-basierte Selbstreinigungssystem außerdem mehrere Sicherheitssensoren und Verriegelungen zum Schutz des Benutzers sowie einen Timer und eine Steuerschnittstelle zum Einstellen der UV-C-Expositionsdauer umfasst. - System nach
Anspruch 1 , wobei das plasmabasierte Selbstreinigungssystem in die Nano-Dentalsensoren integriert ist und einen kompakten Plasmagenerator umfasst, der kontrolliertes Plasma aussendet, das mikrobielle Verunreinigungen auf der Sensoroberfläche beseitigt und so eine gleichbleibende Hygiene und Sterilität gewährleistet.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE202023105748.9U DE202023105748U1 (de) | 2023-10-04 | 2023-10-04 | Ein System des Internets von Nano-Dentalen Dingen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE202023105748U1 true DE202023105748U1 (de) | 2023-10-30 |
Family
ID=88790455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE202023105748.9U Active DE202023105748U1 (de) | 2023-10-04 | 2023-10-04 | Ein System des Internets von Nano-Dentalen Dingen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE202023105748U1 (de) |
-
2023
- 2023-10-04 DE DE202023105748.9U patent/DE202023105748U1/de active Active
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