Wat is de beste manier om een tand te trekken? Hoeveel kracht moet je uitoefenen, is het beter om eerst een draaiende beweging te maken? Ook al is deze handeling duizenden jaren oud, we weten het niet. Robottechnologie moet daar verandering in brengen.
(tekst: Irene van Elzakker Beeld: Marieke de Lorijn)
Al ver voor de jaartelling trokken onze voorouders tanden en kiezen. Soms als straf voor een misdrijf, vaak als voorkeursbehandeling voor allerlei ziektes. Van de middeleeuwen tot ver in de 17e eeuw waren het de smid of de barbier die een zere kies verwijderden – simpelweg omdat ze over een tang beschikten waarmee je dat kon doen.
Ook nadat de tandheelkunde zich begon te ontwikkelen, was het de normaalste zaak van de wereld om tanden te verwijderen. In sommige delen van Nederland was het tot ver in de jaren zestig gebruikelijk dat jonge stellen voor hun bruiloft het complete gebit lieten trekken. Als huwelijkscadeau kregen ze dan van hun ouders een kunstgebit. Ben je in één klap overal vanaf, was de redenering.
Tegenwoordig zijn tandartsen en kaakchirurgen een stuk behoudender met het verwijderen van tanden en kiezen. Alles is er op gericht om iemand zo lang mogelijk zijn eigen gebit te laten houden. “Er was een tijd dat een student tussen de vijftig en honderd tanden kon trekken tijdens zijn coschap. Nu zijn het er eerder tien of twintig. Dit aantal zal in de toekomst verder dalen”, vertelt MKA-chirurg Tom van Riet van de afdeling Mondziekten, Kaak- en Aangezichtschirurgie. Daarmee wordt het voor studenten tandheelkunde een stuk lastiger om voldoende ervaring op te doen zodat ze de ingreep soepel kunnen uitvoeren.
Van Riet: “We beschikken over 3D-simulatie-units om te leren boren, fantoomhoofden om een gebitsreiniging op te oefenen. Maar voor het trekken van tanden hebben we slechts enkele plastic modellen die niet representatief zijn. Er wordt in het onderwijs verrassend weinig aandacht besteed aan deze handeling.”
Robotarm
Om studenten te leren hoe ze een tand moeten trekken, moet je eerst exact weten wat er eigenlijk gebeurt tijdens zo’n behandeling. Enkele jaren geleden nam Van Riet contact op met robotspecialist Jens Kober van de TU Delft. Zijn vraag: hoe kunnen we het trekken van tanden beter leren begrijpen? Het tweetal bedacht een plan en kreeg een Open Mind-onderzoeksbeurs van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) om dit uit te zoeken.
Kober en de medische ingenieurs van de TU Delft bouwden een sensorplatform met kaakhouder voor gebitten van mensen die na overlijden hun lichaam ter beschikking hebben gesteld aan de wetenschap. Daarnaast ontwikkelden ze een meetopstelling met een robotarm die de meest subtiele bewegingen in 3D vastlegt, en schreven er speciale software voor. De robotarm heeft aan het uiteinde een extractietang die de behandelaar kan vasthouden zoals hij gewend is (zie www.amc.nl/robotarm).
Van Riet: “We hebben de meest ervaren MKA-chirurg van onze afdeling gevraagd om zo’n tachtig tanden en kiezen te verwijderen in deze opstelling.” De robotarm beweegt passief mee, en registreert tegelijkertijd nauwkeurig alle bewegingen. Ondertussen registreert het sensorplatform de krachten die de behandelaar erop uitoefent. De meetopstelling legt tot wel honderd keer per seconde gegevens vast.
“Onze expert is erg bedreven in het trekken van tanden en kiezen. Hij doet het snel en er breekt bijna nooit een tand af”, licht Van Riet toe. “Hoe doet hij dat? Wat is de magie hierachter? Dat geheim willen we achterhalen om het onderwijs te verbeteren.”
Patronen vinden
Na de expert was een student tandheelkunde aan de beurt. Je zag meteen verschil, weet Van Riet. “De ervaren tandentrekker maakt bijvoorbeeld een zuiver draaiende beweging tijdens het verwijderen van een voortand. Bij de student gingen de bewegingen en krachten alle kanten op.” Kober: “Zij deden er gemiddeld enkele minuten over, de expert enkele seconden.”
“Inmiddels hebben we data verzameld van 185 tandextracties”, vertelt Kober. “Dat is zonder de videobeelden al anderhalve gigabyte aan data. Die zijn we nu aan het analyseren, waarbij we rekening houden met factoren als leeftijd en geslacht van de patiënt, het soort tand, ging het trekken moeilijk of makkelijk. We proberen met behulp van moderne kunstmatige intelligentie patronen te vinden in de gegevens over beweging en kracht.” Van Riet vult aan: “Zo proberen we de procedure beter te begrijpen. En weten we straks wat er nodig is om die student sneller op het niveau van de expert te krijgen.”
Want dat is stap twee in het hele proces: het ontwikkelen van trainingen waarmee tandheelkundestudenten volop ervaring opdoen voordat ze ‘in het echt’ aan de slag gaan. “Dat zou in een virtuele omgeving kunnen, een simulator”, zegt Van Riet. “Of met behulp van animatiefilmpjes die precies laten zien wat ze moeten doen. We willen naar wetenschappelijk gefundeerd onderwijs.”
