Brushalyze - Den Zahnputzvorgang von Grund auf verstehen: Neues Forschungsgerät zur multi-sensoriellen Erfassung und intelligenten Analyse des Zähnebürstens

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Renate Deinzer; Professor Dr. Bernhard Sick; Professor Dr. Keywan Sohrabi
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing ; Persönlichkeitspsychologie, Klinische und Medizinische Psychologie, Methoden
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448034414

Der Zahnputzvorgang ist bis heute weitgehend unverstanden, da Forschungsgeräte fehlen, mit Hilfe derer er im Detail beschrieben und analysiert werden kann. Dabei ist diese hochkomplexe und weitgehend automatisierte Tätigkeit von hoher gesundheitlicher Relevanz. Zudem sind weite Bevölkerungsteile sind nicht in der Lage, beim Zähneputzen Plaquefreiheit herzustellen und leiden unter plaqueassoziierten Erkrankungen; dies unabhängig davon, ob sie elektrisch oder manuell putzen. Unter anderem deswegen ist ein genaues Verständnis des Zahnputzvorgangs aus der Perspektive verschiedener Wissenschaften, allen voran der Zahnmedizin aber auch der Psychologie und den Bewegungswissenschaften, von besonderem Interesse. Dabei stoßen aktuell verfügbare Forschungsmethoden schnell an ihre Grenzen. Die genauste Analyse des Zahnputzvorgangs liefert bislang die Videoanalyse. Diese ist äußerst zeitaufwändig und zugleich wenig detailliert. Daher wird ein Forschungsgerät entwickelt, das eine detaillierte Analyse des Zahnputzvorgangs automatisiert vornimmt und so dessen genaueres Studium ermöglicht. Eine manuelle Zahnbürste wird mit entsprechender Sensorik ausgestattet, die die Abbildung physikalischer Größen, die den Zahnputzvorgang kennzeichnen, ermöglicht. Hierzu gehören u.a. Kraft, Trägheit und Beschleunigung, Bewegungsrichtung und –amplitude. Mithilfe externer Referenzsysteme wird außerdem eine exakte Positionsbestimmung ermöglicht. Mit Verfahren des maschinellen Lernens wird eine Algorithmik entwickelt und erforscht, die eine Abbildung der mit der Sensorik erfassten physikalischen Größen auf Verhaltensparameter und klinische Daten erlaubt. Hierfür werden Studien zur Erfassung von Beispieldaten durchgeführt. Im Hinblick auf die spätere Anwendung des Forschungsgeräts in der zahnmedizinischen und verhaltenswissenschaftlichen Grundlagenforschung erfolgt eine kontinuierliche Evaluation. Am Ende des Projektes steht ein durch entsprechende Studien validiertes Gerät zur differenzierten automatisierten Erfassung des Zahnputzvorgangs zur Verfügung. Dieses Gerät wird wichtige Impulse für die Grundlagenforschung in der Zahnmedizin aber auch in anderen Disziplinen, wie der Psychologie und den Bewegungswissenschaften liefern.

• DFG-Verfahren: Neue Geräte für die Forschung