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1 A. Ammann a / T. Kiss b / Ä. Klebba c / H. K. Matthies d The Next Generation of Patient Education: Multilingual Dental Explorer 3D Patienten aufklärung der nächsten Generation: Der multilinguale Dental Explorer 3D a Dipl.-Wirtsch.-Ing. (Kommunikationswissenschaft), Geschäftsführer Quintessenz Verlag, Berlin a Managing Director, Quintessence International Publishing Group, Berlin, Germany b MA (Linguistik), Senior Projektmanager, Training & Education, Institut Straumann, Basel b Senior Project Manager, Training & Education, Institut Straumann, Basel, Switzerland c MA (Kommunikationswissenschaft), Projektmanagerin, Quintessenz Verlag, Berlin c Project Manager, Quintessence International Publishing Group, Berlin, Germany d Prof. Dr. rer. nat. (Mathematik), Peter L. Reichertz Institut für Medizinische Informatik der Medizinischen Hochschule Hannover d Professor, Peter L. Reichertz Institute for Medical Informatics, Hannover Medical School, Hannover, Germany Zusammenfassung Der A 3 Imperativ (anything, anywhere, anytime) in unserer Informations- und Wissensgesellschaft prägt in besonderem Maße auch unser Gesundheitswesen im Bereich des informierten Patienten, da dieser sich zunehmend im Web informiert, um seinen nächsten Arztbesuch vorzubereiten. Die Problematik besteht oft in einem Halbwissen über sein vermutetes Krankheitsbild. Der Arzt ist dabei aufgefordert, das Patientengespräch zu versachlichen sowie die Diagnostik und die damit verbundenen Therapiekonzepte in dem jeweils spezifischen Fall individuell und kompetent zu besprechen. Die Zahnmedizin ist hier besonderes betroffen, da sie im Bereich der Versorgungen über ein sehr umfangreiches Therapiespektrum mit vielen alternativen Versorgungsarten verfügt, die sich sehr komplex darstellen. Vor diesem Hintergrund wurde ein spezielles 3-dimensionales Multimediaprogramm entwickelt, das alle relevanten Versorgungsarten individuell, auf den oralen Status des Patienten bezogen, im 3-D-Modus präsentiert und so das Patientengespräch aktiv unterstützt. So ist eine 2-D- und 3-D-Datenbank mit über Abstract The A 3 Imperative (Anything, Anywhere, Anytime) that has left its mark on our information and knowledge society also characterizes the healthcare sector: we see informed patients who always consult the Web prior to their visit to the physician or dentist. The problem is that the knowledge concerning their suspected disease is often superficial. It is the task of the treatment provider to make factual information available and to discuss diagnostic aspects and therapeutic concepts with the patient, competently and based on the merits of the individual case. Dentistry is particularly affected by the online information trend, because the available restorative options cover a broad therapeutic spectrum with many conceivable alternatives that present a highly complex picture. Against this background, a dedicated three-dimensional multimedia software program was developed that visualizes all relevant individual dental treatment options in 3D as appropriate to the patient s oral status, actively supporting chairside communication. A 2D and 3D database containing more than 20,000 image and video files was created that visualizes in several languages the International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

2 status of the individual patient and the planned restorative treatment. With this far-ranging concept, the process of patient-shared or participatory decision-making has been raised to new qualitative levels. Keywords: knowledge management (KM)/ knowledge transfer, public understanding of science (PUS), patient shared decision making (PSDM), chairside communication, patient education, 3D film library, 3D treatment database, Dental Explorer 3D Introduction The transfer of sci-tech knowledge to the public has particular sociopolitical significance. Not only does it include the requirement to inform a broad audience of the state of medical research in a comprehensible manner, but it also aims to promote a broad public discussion of this research and its results. In this context, the law on the German National Ethics Council passed in 2007 is highly illustrative: The German National Ethics Council shall pursue the questions of ethics, society, science, medicine, and law and the probable consequences for the individual and society that result in connection with research and development, in particular in the field of the life sciences and their application to humanity. Its duties shall include but not be limited to the following: Informing the public and encouraging discussion in society, engaging the various social groups [...]. 1 An essential prerequisite for communication between the sciences and society is that scientific associations, professional political bodies, scientific and technical publishers and the industry must be aware of their responsibility and make appropriate contributions. The transfer of knowledge is all too often entangled in problems when it comes to communicating across the boundaries of individual disciplines. The situation is further aggravated by the tremendous expansion of factual knowledge in all scientific fields in terms of volume and intensity as well as the dynamics of the communication process itself. Against this background, two developments on an international level are worth noting: Dateien entstanden, die multilingual den individuellen Patientenstatus und die Patientenversorgung visualisiert. Das Patient Shared Decision Making (PSDM) bzw. die partizipative Entscheidungsfindung des Patienten erhält damit einen neuen Qualitätsstandard. Schlüsselwörter: Wissensmanagement/-transfer; Public Understanding of Science (PUS); Patient Shared Decision Making (PSDM); Chairside Communication; Patientenaufklärung, 3-D-Filmbibliothek, 3-D-Behandlungsdatenbank, Dental Explorer 3D Einleitung Der Bereich Wissenstransfer Öffentlichkeit hat eine besondere gesellschaftspolitische Bedeutung, besteht hier doch die Forderung, den medizinisch-wissenschaftlichen Fortschritt nicht nur in verständlicher Weise der Allgemeinheit zugänglich zu machen, sondern diesen auch einer breiten öffentlichen Diskussion zu unterziehen. In diesem Zusammenhang sei als Beispiel das Gesetz zur Einrichtung des Deutschen Ethikrats vom 16. Juli 2007 (BGBI. I.S. 1385) erwähnt 1. Dort heißt es unter anderem im 2 Der Deutsche Ethikrat verfolgt die ethischen, gesellschaftlichen, naturwissenschaftlichen, medizinischen und rechtlichen Fragen sowie die voraussichtlichen Folgen für Individuum und Gesellschaft, die sich im Zusammenhang mit der Forschung und den Entwicklungen insbesondere auf dem Gebiet der Lebenswissenschaften und ihrer Anwendung auf den Menschen ergeben. Zu seinen Aufgaben gehören insbesondere: Die Information der Öffentlichkeit und Förderung der Diskussion in der Gesellschaft unter Einbeziehung der verschiedenen gesellschaftlichen Gruppen.... Unabdingbare Voraussetzung für diesen Kommunikationsprozess zwischen Wissenschaft und Gesellschaft ist, dass sich die wissenschaftlichen Fachgesellschaften, die berufspolitischen Organe, die Fachverlage sowie die Industrie ihrer Verantwortung bewusst sind und ihren Beitrag dazu leisten. Die deutliche Zunahme und Intensität des Faktenwissens in allen Wissenschaftsbereichen sowie die Dynamik dieses Prozesses erschweren den Wissenstransfer, der oft genug schon im Dialog zwischen den einzelnen Fachbereichen zu Problemen führt. Vor diesem Hintergrund sind zwei internationale Entwicklungen hervorzuheben, die nachfolgend kurz erläutert werden sollen. 2 International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

3 Public Understanding of Science (PUS) Zentrales Thema dieser interdisziplinären Initiative, die auf das im Jahr 1985 gegründete Committee on the Public Understanding of Science (COPUS) in England zurückzuführen ist, ist eine Verbesserung des Verhältnisses von Wissenschaft und Öffentlichkeit. Die Fragestellungen beschäftigen sich mit den notwendigen Voraussetzungen und Kommunikationsinstrumenten, mit denen ein komplexes wissenschaftliches Thema einem nicht fachkundigen Publikum näher gebracht werden kann. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat mit dem erstmals im Jahr 2000 verliehenen Communicator-Preis Wissenschaftspreis des Stifterverbandes eine entscheidende Weiche zur Förderung des Dialoges zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit im deutschen Sprachraum gestellt 2. Durch diese Förderung anerkannt werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aller Fachrichtungen, die erfolgreich komplexe wissenschaftliche Themen und die damit einhergehenden gesellschaftlichen und ethischen Fragen einer breiteren Öffentlichkeit vermitteln. Patient-Shared Decision-Making (PSDM) Der Beteiligung von Patienten an medizinischen Entscheidungen kommt eine besondere Bedeutung zu. Die Grundlagen einer partizipativen Entscheidungsfindung bei der Therapiewahl wurden mit der Arbeit von Michael Balint The Doctor, his Patient and the Illness aus dem Jahr 1964 gelegt 3. Heute nimmt PSDM mit den Gesundheitsreformen, die auf eine Stärkung der Eigenverantwortlichkeit des Menschen, die Förderung präventiver Maßnahmen und eine höhere Selbstbeteiligung bei außervertraglichen Leistungen zielen, an Relevanz deutlich zu. Die Möglichkeit, Eigenverantwortung zu übernehmen, setzt jedoch Informationen voraus und die Fähigkeit, sie zu verstehen und zu verarbeiten. Um dem Anspruch der zunehmenden Bürgerbeteiligung im Gesundheitswesen gerecht zu werden, wurde im Jahr 2001 vom Bundesministerium für Gesundheit ein Förderschwerpunkt gegründet. Ziel ist es, anwendungsorientierte Forschungsprojekte zu unterstützen, die sich in unterschiedlichen Krankheitsbereichen auf die verstärkte Einbeziehung von Patienten in den medizinischen Entscheidungsprozess konzentrieren. Die Beteiligung von Public Understanding of Science (PUS) The focal concern of this interdisciplinary initiative, which is based on the Committee on the Public Understanding of Science (COPUS) founded in England in 1985, is to improve the relationship between science and technology and the general public. Specific issues addressed include communication instruments and other prerequisites needed to familiarize a non-expert public with complex scientific or research topics. The German Research Foundation (DFG), with its Communicator Award, first awarded in 2000, has taken an important step toward promoting the dialogue between scientists and the public in the German-speaking area. 2 The prize can be awarded to scientists and researchers of all fields who have shown exceptional dedication in communicating their research findings, along with the associated social and ethical questions, to a broader public. Patient-Shared Decision-Making (PSDM) Including patients in medical decisions is particularly important. The foundations of patient participation in selecting appropriate therapies were laid by Michael Balint in his 1964 publication entitled The Doctor, his Patient, and the Illness. Today, patient-shared decision-making is becoming increasingly relevant in the light of healthcare reforms aiming at patient responsibility, the promotion of preventive measures, and higher deductibles for services not covered by public health care. 3 However, for patients to take responsibility for their own health requires both the availability of information and the ability to understand and process it. To accommodate the challenges of increasing patient participation in the healthcare system, the German Federal Ministry of Health created a new funding priority in 2001 with the objective of supporting practically oriented research projects aimed at increasing patient participation in medical decisions. Including patients in the decision-making processes according to the plan of action for participatory decision-making results in better compliance, more favorable treatment outcomes, and higher satisfaction on the part of both patients and treatment providers. Dentistry is one of the fields most strongly affected by participatory decision-making, because the decision in favor of a specific course of therapy especially when it comes to different types of restorations, ranging from simple International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

4 solutions offered under the statutory health insurance plan to sophisticated esthetic reconstructions involves a number of alternatives that can be so complex that they are difficult to grasp for patients. The widespread availability of information, especially online information, entails a risk of patients losing sight of whether a specific therapy is scientifically proven or whether it is one of those treatments of the day whose clinical relevance is yet untested. To safeguard the sustainability and efficiency of the trans fer of knowledge to a broader public, industry research laboratories and university science centers are equally charged with promoting the internal and external exchange of knowledge and to join forces in communicating the results in a way that is comprehensible to patients, making sure that the proven results of scientific and clinical research culminate in true patient participation. Methodology Hardly any medical field can rival dentistry when it comes to the sheer number and complexity of treatment alternatives. 4 This is the result of the multiplicity of possible restorative, prosthetic, and implantological treatment concepts and the wealth of different materials available. This was the original challenge facing us when we set out to develop Dental Explorer under the professional direction of Wolfgang Kohlbach, Master Dental Technician. 5 The first version appeared already in All restorative options can be presented in three different views (frontal, lateral, and occlusal) and are available both in 2D and (in the new version) in 3D mode, offering an almost unlimited number of combinations: 45 restorative options for 12 anterior teeth (maxilla/ mandible), 76 restorative options for 8 premolars (maxilla/ mandible), 57 restorative options for 12 molars (maxilla/ mandible). However, the above formula is simply a mathematical model of the possible combinations of restorative options, without any plausibility checks. Dental Explorer 3D offers a whole range of restorative options, but the final therapeutic decision is made by the dentist together with his or Patientinnen und Patienten nach dem Handlungsmodell der Partizipativen Entscheidungsfindung (PEF) trägt zu höherer Therapietreue, verbesserten Behandlungseffekten sowie höherer Zufriedenheit von Patientinnen und Patienten und Ärztinnen und Ärzten bei. Um die Nachhaltigkeit und die Effizienz des Wissenstransfers Öffentlichkeit sicherzustellen, sind die Forschungslabore der Industrie und die Wissenschaftszentren der Universitäten gleichermaßen gefordert, den internen und externen Wissensaustausch zu fördern und gemeinsam die daraus resultierenden Erkenntnisse verständlich und patientengerecht zu kommunizieren. Und zwar in der Form, dass der gesicherte wissenschaftliche und klinische Fortschritt zu einer echten Partizipation des Patienten führt. Methodik Es gibt kaum einen Bereich in der Medizin, der in seiner Komplexität der alternativen Versorgungsarten so umfangreich ist wie die Zahnmedizin 4. Dies resultiert schon allein aus der Vielfalt möglicher Behandlungskonzepte für restaurative, prothetische und implantologische Versorgungen und der Verwendung unterschiedlichster Materialien hierfür. Dies war die eigentliche Herausforderung für die gemeinsame Entwicklung eines Dental Explorer unter der zahntechnischen Leitung des Autors Wolfgang Kohlbach 5. Die erste Version ist bereits im Jahr 1999 erschienen. Die Versorgungsarten können dabei in drei verschiedenen Ansichten (frontal, lateral und okklusal) dargestellt werden, sowohl im 2-D- als auch in der neuen Version im 3-D-Modus, und bieten scheinbar endlose Kombinationsmöglichkeiten: 45 Versorgungsarten für je 12 Frontzähne OK/UK; 76 Versorgungsarten für je 8 Prämolaren OK/UK; 57 Versorgungsarten für je 12 Molaren OK/UK. Die Kombinatorik der Versorgungsarten unterliegt dabei keiner Plausibilitätsprüfung. Der Dental Explorer 3D bietet das Spektrum der Versorgungsarten, aber die letztendliche Entscheidung zur Therapiewahl trifft der Zahnarzt mit seinem Patienten. Um dieses Ziel der 2-D- und 3-D-Visualisierung zu ermöglichen, hatte der ZTM Wolfgang Kohlbach mit seinem Team alle Versorgungsarten inklusive der einzelnen Arbeitsschritte in seinem Labor angefertigt, um diese umfangreichen 4 International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

5 Fig 1 Restorative treatment. Abb. 1 Beispiel einer Restauration. Fig 2 Zoom view. Abb. 2 Zoom-Funktion. Arbeiten entsprechend für die 2-D-Aufnahmen und das 3-D-Scanning vorzubereiten. Für den implantologischen Teil hatte die Straumann AG nicht nur die erforderlichen 3-D-Daten zur Verfügung gestellt, sondern im Bereich der Implantataufbauten mit ihrem Entwicklungsteam die laufende Qualitätsprüfung für den konstruktiven Teil der Versorgungen durchgeführt. Funktionalität Innovation Behandlungsplanung in neuer Dimension Die Bibliothek des Dental Explorer 3D enthält über Bilddokumente aller relevanten restaurativen, prothetischen und implantologischen Versorgungen sowie die entsprechenden labortechnischen Arbeiten. Mit nur einem Mausklick ist es möglich, zwischen den realen 2-D-Fotografien und den frei dreh- und skalierbaren 3-D-Echtzeitmodellen zu wechseln (Abb. 1 bis 6). Integriert sind des Weiteren 26 hochwertige 3-D-animierte Videoclips zum Schwerpunktthema Implantologie, die eindrucksvoll die verschiedenen Stadien und alternativen implantologischen Versorgungen zeigen. Das neu entwickelte innovative Multimediaprogramm bietet sowohl dem Zahnarzt als auch dem Zahntechniker die Möglichkeit der Planung und Visualisierung in einmaliger Qualität und Quantität. her patient. To realize the goal of 2D and 3D visualization, Wolfgang Kohlbach and his team produced all restorative options and documented all working steps in his laboratory a monumental preparatory task for 2D photography and 3D scanning. When it comes to the implantological aspects, the development team of Straumann not only made the requisite 3D data available but also performed ongoing quality control for implant superstructures and their designs. Functionality Innovation A New Dimension of Treatment Planning The Dental Explorer 3D library contains more than 20,000 visual documents for all relevant restorative, prosthetic, and implantological options, complete with their associated laboratory steps. At a click of the mouse, users can alternate between real-world 2D photographic images and the freely rotatable and scalable real-time 3D models (Figs 1 to 6). The system further integrates 26 high-quality animated 3D video clips on oral implantology that impressively demonstrate the various treatment steps and alternative implantological options. This newly developed and innovative multimedia software offers dentists and dental technicians a planning and International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

6 Fig 3 Implantological treatment planning at the gingiva or bone level. Abb. 3 Implantologische Planung auf Gingiva- oder Knochenniveau. Fig 4 Animated view of the restorative components. Abb. 4 Animation der Versorgungskomponenten. Fig 5 Synchronization in 2D mode. Abb. 5 Synchronisation im 2-D-Modus. Fig 6 Synchronization in 3D mode. Abb. 6 Synchronisation im 3-D-Modus. visualization tool whose quality and scope are unsurpassed. Dental Explorer 3D is ready for a globalized world, offering all content in six navigation and presentation languages that can be set individually, namely English, French, German, Italian, Portuguese, and Spanish (Fig 7). Die angesichts der Globalisierung der Märkte entstandene Sprachproblematik ist im Dental Explorer 3D dahingehend gelöst, dass sowohl die Navigations- als auch die Präsentationssprache in sechs Varianten zur Verfügung stehen und individuell einstellbar sind: Englisch, Deutsch, Französisch, Italienisch, Spanisch und Portugiesisch (Abb. 7). 6 International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

7 Fig 7 Multilingual video library. Abb. 7 Multilinguale Filmbibliothek. Fig 8 Data interface with the accounting software. Abb. 8 Integrierte Schnittstelle zur Praxisverwaltungssoftware. Kompetenz, Vertrauen und Kommunikation Die Basis jeder Arzt-Patienten-Beziehung Der Dental Explorer 3D wird als professionelles Kommunikationstool den hohen Ansprüchen der Patienten an Information, Ästhetik und Individualität gerecht. Durch die Darstellung der kompletten Versorgungspalette sind Vergleiche visualisierbar, Empfehlungen möglich und werden Wünsche geweckt. Die Entscheidungsfindung im Hinblick auf eine optimale Lösung wird so für den Patienten erheblich erleichtert und die Wertigkeit eines positiven Zahnbewusstseins in Form von ästhetisch schönen und gesunden Zähnen gefördert. Fest integriert im täglichen Praxis- und Behandlungsablauf können so die Kommunikation effektiv gestaltet, die Patienten motiviert und das Vertrauen gefördert werden (Abb. 8). Kompetenz Höchste Qualität in Betreuung und Versorgung Der Dental Explorer 3D bietet eine befund- und indikationsorientierte Wissenspräsentation und Behandlungsplanung direkt am Behandlungsplatz. Die individuellen Bedürfnisse des einzelnen Patienten können so in den Mittelpunkt gestellt und Vor- und Nachteile entsprechender Versorgungen ganz gezielt aufgezeigt werden. Eine Competence, Trust, Communication the Essence of Any Doctor-Patient Relationship Dental Explorer 3D is a professional communication tool that meets high patient expectations in terms of information, esthetics, and customization. As it can represent the complete range of restorative options, comparisons can be illustrated, recommendations visualized, and curiosity aroused, making it much easier for patients to opt for the best possible solution and to appreciate the social and psychological importance of esthetic and healthy teeth. Integrated into everyday procedures in the dental office, this can ensure more effective communication, motivate patients and instill confidence (Fig 8). Competence Top Quality in Patient Education and Treatment Dental Explorer 3D visualizes dental knowledge and treatment planning directly at chairside, based on clinical findings and available indications, and allows dentists to focus on individual patient needs and point out the benefits and shortcomings of the available restorative options. Intelligent and professional consultations save time, help coordinate the treatment process, and will frequently motivate the patient to choose a more sophisticated restoration. In International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

8 1 Main menu Hauptmenü 4 Main window Hauptansichtsfenster 2 3 Functions (2D/3D, patient data, document templates, video, examples, drawings, etc.) Funktionen (2-D/3-D, Patientendaten, Dokumentvorlagen, Videos, Beispiele, Zeichnen, etc.) Controls (anatomic view, viewing angles, animations, transparency, zoom, etc.) Bedienelemente (anatomische Ansicht, Ansichtswinkel, Animation, Transparenz, Zoom, etc.) Picture flow presentation Picture-Flow-Präsentation Treatment menu and patient status Versorgungsmenü mit Patientenstatus Preview window Vorschaufenster Fig 9 The Dental Explorer 3D interface Abb. 9 Benutzeroberfläche und Funktionen des Dental Explorer 3D. 8 International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

9 Fig 10 Individual consultation. Abb. 10 Beratungssituation. intelligente und professionelle Beratung spart Zeit, führt zu einer koordinierten Planung des Behandlungsablaufes und in vielen Fällen zur Wahl einer höherwertigen prothetischen Versorgung. Neben der Patientenaufklärung dient der Dental Explorer 3D aber auch zur Stärkung der Beratungs- und Fachkompetenz des zahnärztlichen Teams und trägt somit zur Steigerung von Dienstleistungsqualität und Wirtschaftlichkeit bei (Abb. 9). Chairside Communication Eine professionelle und fachkundige Patientenberatung mit Hilfe einer integrierten hochinteraktiven Software an der Behandlungseinheit, die sogenannte Chairside Communication, gewinnt für Zahnärzte im Sinne einer effizienten Patientenbetreuung immer mehr an Bedeutung (Abb. 10). Nicht nur aufgrund der Vielfalt an Informationsquellen, wie etwa dem Internet und der daraus resultierenden autonomen Beschaffung von Gesundheits- und Krankheitsinformationen durch den Patienten, sondern auch angesichts der enormen Komplexität gesundheitsrelevanter Entscheidungen steigt der Bedarf an tiefergehender Aufklärung und individueller Beratung. Die Patienteninformation direkt am Behandlungsplatz profitiert dabei deutlich vom Einsatz neuer, multimedialer Medien, die unterschiedliche kommunikative Kanäle nutzen, daher besser wahrgenommen werden und nachhaltiger wirken können. Standen dem Zahnarzt bis vor einiger Zeit vor allem Printmedien und audiovisuelle Medien wie etwa Videofilme zur Verfügung, um Informationen an addition to patient education, Dental Explorer 3D extends the consultation competence and professional expertise of the dental team, helping improve service quality and profitability (Fig 9). Chairside Communication Professional and knowledgeable patient consultations supported by integrated, highly interactive software forming an integral part of the dental unit chairside communication for short are increasingly important for dentists wanting to give their patients effective professional advice (Fig 10). Given the number of available information sources not least online and the concomitant trend for patients to autonomously look for health-related information on the Internet, and given the enormous complexity of health-related decisions, there is an increasing need for more in-depth information and individual consultations. Chairside communication benefits from the availability of novel multimedia solutions utilizing different communication channels, which leads to better comprehension and more long-lasting knowledge retention. Until recently, dentists had to rely mainly on print and audiovisual media such as video clips when communicating information to their patients. Powerful computer hardware and software tools have come to facilitate solutions in tune with advanced multimedia concepts, as exemplified by gaming software with its emphasis on interaction. The same interactivity can be successfully harnessed by the dentist to support the consultation effort, vividly visualizing the International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

10 treatment plan complete with any alternative restorative concepts in keeping with the patient s individual needs. Direct access to all relevant information regarding patient status, treatment plan visualization, and background information on complex therapeutic concepts present particular challenges when it comes to developing multimedia software aimed at optimizing the way we manage and transfer our knowledge. For example, research and development in the fields of dental information management and information systems are becoming increasingly important. However, we must never forget to ask which uses of modern technology are necessary and appropriate to improve quality in the dental office. 6 To achieve substantial gains in terms of effectiveness and efficiency, long-term studies addressing the practicality of new technologies based on physiological and cognitive/ergonomic aspects are essential. Medical and dental information science makes important contributions toward optimizing knowledge-based decision-making and therapy support. The Peter L. Reichertz Institute for Medical Informatics of the Technical University of Braunschweig and Hannover Medical School is very active in the field of designing, evaluating and validating a human-computer interface to facilitate and improve integration into the clinical workflow. 7,8 Within the framework of two EU research projects, the Quintessence International Publishing Group has also cooperated with eight European universities to study the ergonomics, parametrization, and process control aspects of chairside communication, the results of which have influenced the development of Dental Explorer 3D. 9 Dental Explorer 3D is the ideal tool for chairside communication because its direct integration into the clinical workflow facilitates the visualization of all restorative options based on a library of more than 20,000 visual documents directly at chairside. Visualizing the entire range of available restorative options helps organize and greatly streamline consultations. Transparency in communication, decision-making, and dental treatment are important aspects of patient acceptance of and confidence in the dentist s competence and performance. Taking patient wishes, expectations, and preferences into account within a participatory process (patient-shared decision-making) is an essential component of chairside communication. Comprehensive patient information and participation positively influence compliance and, consequently, treatment outcomes and treatment success. seine Patienten weiterzugeben, so bietet heute eine leistungsfähige Hard- und Software mit ihren multimedialen Möglichkeiten entsprechende Lösungskonzepte, so wie diese schon in vielfältiger Form in der Spiele-Software durch ihre ausgeprägte Art der Interaktivität zum Einsatz kommen. Mit dieser Interaktivität, die auf die individuellen Bedürfnisse des Patienten angepasst ist, wird der Zahnarzt aktiv in seinem Beratungsgespräch unterstützt und kann gezielt den Therapieplan mit alternativen Versorgungsarten präsentieren. Im Sinne eines optimalen Wissensmanagements und -transfers stellt der direkte Zugriff auf sämtliche relevante Informationen im Bereich der Statuserhebung, der Visualisierung und den damit verbundenen Hintergrundinformationen zu den komplexen Therapiekonzepten eine besondere Herausforderung an die multimediale Umsetzung dar. So nehmen die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zum Informationsmanagement und den Informationssystemen in der Zahnmedizin immer mehr an Bedeutung zu, jedoch verbunden mit der Fragestellung, welche Möglichkeiten des Einsatzes moderner Informationstechnologien zur Qualitätsoptimierung in der zahnärztlichen Praxis überhaupt notwendig und sinnvoll sind 6. Essenziell sind langfristige Studien über die Praktikabilität neuer Technologien im klinischen Alltag nach physiologisch- und kognitiv-ergonomischen Gesichtspunkten zur Erreichung einer hohen Effektivitäts- und Effizienzsteigerung. Die medizinische und dentale Informatik leisten hier einen wichtigen Beitrag zur Optimierung einer wissensbasierten Entscheidungs- und Therapieunterstützung. Das Peter L. Reichertz Institut für Medizinische Informatik der Technischen Universität Braunschweig und der Medizinischen Hochschule Hannover ist gerade im Bereich der Gestaltung, Evaluierung und Validierung eines Computer Human Interface besonders aktiv, um so den Integrationsprozess in den Clinical Workflow bestmöglich zu gestalten 7,8. Im Rahmen von zwei EU-Forschungsprojekten hat die Quintessence International Publishing Group (QIPG) in Kooperation mit acht europäischen Universitäten ebenfalls Studien über Ergonomie, Parameter- und Prozesssteuerung zur Chairside Communication durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Forschungsprojekte sind mit in die Entwicklung des Dental Explorer 3D eingeflossen 9. Der Dental Explorer 3D stellt für die Chairside Communication das ideale Kommunikationstool dar, da er 10 International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

11 durch die direkte Integration in den Clinical Workflow das Aufrufen aller Versorgungsarten aus der Bibliothek (über Bilddokumente) direkt am Behandlungsplatz ermöglicht. Durch die Visualisierung der gesamten Versorgungspalette lässt sich das Beratungsgespräch deutlich zielgerichteter gestalten, denn Transparenz in Beratung, Entscheidungsfindung und zahnärztlicher Behandlung sind wesentliche Voraussetzungen für die Akzeptanz und das Vertrauen des Patienten in die Kompetenz und Leistungen des Zahnarztes. Die Berücksichtigung seiner Wünsche, Erwartungen und Präferenzen im Sinne eines partizipativen Entscheidungsprozesses (Patient Shared Decision Making) ist dabei wesentlicher Bestandteil der Chairside Communication. Umfassende Information und Beteiligung des Patienten beeinflussen die Compliance des Patienten positiv und wirken sich damit entscheidend auf Behandlungserfolg und Therapieeffekte aus. Ausblick Wissensmanagement bedeutet effektive Nutzung von Information und Technologie. Die Zukunft der Zahnmedizin wird neben den Forschungsarbeiten und den Entwicklungen im Bereich der Biowissenschaften auch durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) bestimmt 10. Inwieweit die Zahnmedizin an der allgemeinen Entwicklung in Richtung einer Wissens- und Informationsgesellschaft partizipieren kann, hängt von der Integrationsgeschwindigkeit der IKT in den Clinical Workflow ab, die den Zahnarzt am Behandlungsplatz in der gewohnten Arbeitsumgebung physiologisch- und kognitiv-ergonomisch richtig unterstützen (Chairside-Support) 11,12. Neue Technologien, wie die Erstellung von 3-D-Zahnmodellen für die computergestützte Fertigung von Zahnersatz (CAD/CAM), deren Geschichte in die 70er Jahre zurückreicht, finden in der Realität eine breite Anwendung. Duret, Rekow, Mörmann, Brandestini und Lutz sind hier als Wegbereiter zu nennen 13. Die bisherige Erzeugung eines 3-D-Modells durch die Abformung und die weitere Digitalisierung durch ein extraorales System wird durch moderne intraorale Scanverfahren abgelöst, die die Zahnoberfläche direkt im Mund des Patienten erfassen. Schon Anfang der 90er Jahre wurde mit dem Dental Scan für das intraorale Full Mouth Scanning Outlook Knowledge management means efficient utilization of available information and technologies. In addition to research results and developments in life sciences, the future of dentistry will also hinge on how effectively we employ information and communication technology. 10 Whether and to which extent dentistry can participate in the general trend toward a society based on knowledge and information will depend on how quickly this technology will be integrated into the clinical workflow, giving dentists chairside support in their usual environment and in a manner that is appropriate from a physiological and cognitive/ergonomic point of view. 11,12 Innovative technologies such as the creation of virtual 3D casts for CAD/CAM restorations are now being fairly widely used in clinical practice, although their history goes back as far as the 1970s, with Duret, Rekow, Mörmann, Brandestini, and Lutz being important trailblazers. 13 3D virtual casts have until now been created by scanning traditional casts using an extraoral system, but this procedure is now gradually being replaced by state-of-the-art intraoral scanning methods, acquiring surface data directly in the patient s mouth. The first patent applications for intraoral full-mouth scanning were submitted as early the 1990s ( Dental Scan ). 14 Today we can initiate the production of the restoration immediately after intraoral scanning, which not only improves treatment quality but also reduces the time and effort required. Innovations in the field of optical sensors permitting the three-dimensional acquisition of objects will soon allow us to visualize the entire range of restorative, prosthetic, and implantological options not only on diagnostic casts as previously, but also, thanks to intraoral 3D scanning, through 1:1 visualization of the patient status, including all anatomical hard-tissue and soft-tissue structures, and insert the three-dimensional images of the planned restorations directly into the patient s 3D image. Dental Explorer 3D and its comprehensive library of dental restorations have laid the foundations for future developments that will allow virtual patients to be visualized based on hard-tissue and soft-tissue data obtained by full-mouth scanning. In addition to representing restorative, prosthetic, and implantological hard-tissue options, it is also important to simulate the potential progress of a disease. The planned module of Dental Explorer 3D for Periodontology will be able to represent the status of the patient at the soft-tissue International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

12 level, allowing treatment providers to predict the status of the disease two, three, or five years from the examination date. The special quality of this module will be its prognostic power, as it will be linked to evidence-based literature to allow well-funded prognoses for the progression of a disease, taking individual risk factors into due account. Convergence concepts will allow the fusion of previously separate development lines with a wealth of individual components to yield a comprehensive knowledge management system. Always up to date and subject to stringent quality assurance, they will represent the dynamic knowledge space that is dentistry, to promote training and education, but also diagnostics, therapy, and patient education. IJCD References 1 GNEC (2007).http://www.ethikrat.org/de_der/ethikratgesetz.php (10-Nov-2009). 2 DFG (2009). preise/communicator_preis.html (10-Nov-2009). 3 Balint M. The Doctor, his Patient and the Illness. London: Pitman Medical Publishing, Ammann A, Matthies HK. (2008). K-Space DentMed/Visual Library: Generating and presenting dynamic knowledge space for dental research, education, clinical and laboratory practice. Proceedings of World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications Chesapeake:VA:AACE, 2008: Kohlbach W. Eine Innovation in der Patientenberatung Der Dental Explorer 3D. Quintessenz Zahntech 2009;6: von Jan U, Ammann A, Matthies HK. Generating and presenting dynamic knowledge in medicine and dentistry. In: Bonk CJ, Lee MM, Reynolds T (eds). Proceedings of the E-Learn 2008, World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare & Higher Education. Chesapeake:VA:AACE, 2008: Krueckeberg J, Meyer G, Matthies HK. Evaluation of web based course units in medical education. Proceedings of the HCI International. Mahwah, London: LEA Publishers (CD-ROM), Schatz S. Improving performance support systems through information retrieval evaluation. J of Interactive Learning Res 2006;17: Ammann A, Matthies HK. (2007). Knowledge management and clinical workflow. In: Montgomerie C, Seale J (eds). Proceedings of World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications. Chesapeake:VA:AACE, 2007: das erste Patent angemeldet 14. So ist es heute möglich, mit der Herstellung der prothetischen Versorgung direkt im Anschluss an die intraorale Vermessung zu beginnen, was bei erhöhter Qualität zu einer gleichzeitigen Verringerung des zeitlichen und finanziellen Aufwandes führt. Durch die Innovationen im Bereich der Optosensorik dem räumlichen Erfassen von Objekten mittels 3-D-Sensoren wird es in Zukunft möglich sein, die Vielzahl aller restaurativen, prothetischen und implantologischen Versorgungsarten nicht nur am Modell darzustellen, sondern durch das intraorale 3-D-Scanning-Verfahren den Patientenstatus im realen Verhältnis inklusive aller anatomischen Hart- und Weichgewebestrukturen abzubilden und die geplanten dreidimensionalen Versorgungen anschließend direkt in das 3-D-Bild des Patienten zu überführen. Der Dental Explorer 3D bildet mit seiner umfangreichen Versorgungsbibliothek hier bereits die Grundlage für diese Weiterentwicklung, mit der dann durch das Full Mouth Scanning -Verfahren ein Virtueller Patient durch die Verwendung der 3-D-Hart- und Weichgewebedaten rekonstruiert werden kann. Neben der Darstellung restaurativer, prothetischer und implantologischer Versorgungsarten im Hartgewebebereich ist es ebenfalls wichtig, den Krankheitsverlauf prognostisch zu simulieren. Das zukünftige Parodontologie- Modul des Dental Explorer 3D wird den Patientenstatus auch im Bereich des Weichgewebes darstellen können und ermöglicht es damit dem Behandler, Aussagen zum möglichen Verlauf einer Krankheit in beispielsweise zwei, drei oder fünf Jahren treffen zu können. Die besondere Qualität dieses Moduls wird in seiner prognostischen Aussagekraft liegen, da durch seine zusätzliche Verlinkung mit der EBM-Literatur fundierte Aussagen zur Wahrscheinlichkeit eines Krankheitsverlaufes unter Berücksichtigung der Risikofaktoren getroffen werden können. Es werden diejenigen Konvergenzkonzepte sein, die die bisher voneinander getrennten Entwicklungsarbeiten mit einer Vielzahl an Einzelkomponenten zu einem umfassenden Wissensmanagementsystem verschmelzen und damit den dynamischen Wissensraum in der Zahnmedizin für die unterschiedlichen Einsatzgebiete in der Aus-, Fort- und Weiterbildung aber auch in der Diagnostik, Therapie und Patientenaufklärung qualitätsgesichert und stets aktuell abbilden. IJCD 12 International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

13 10 Ammann A, Kiss T, Hirsch M, Matthies H. Where, What, Why: Mr Q on the Web. Int J of Comput Dent 2008;11: Koch S, Risch T, Schneider W, Wagner IV. An Objectrelational model for structured representation of medical knowledge. Int J of Comput Dent 2006;9: Marx C, Gwinner W, Krueckeberg J, von Jan U, Engelke B, Matthies HK. Mobile learning applications for education in medicine and dentistry. Advanced Technology for Learning 2007;4: Mörmann W. State of the Art of CAD/CAM Restorations, 20 Years of CEREC. Berlin: Quintessenz Verlag, Europäisches Patentamt Nr B1, United States Patent No. 5,440,393, Japan Patent No , Deutsches Patentamt Nr (Marke DentalScan). Address/Adresse: Alexander Ammann, Dipl.-Wirtsch.-Ing. (Kommunikationswissenschaft), Geschäftsführer Quintessenz Verlag, Komturstraße 18, Berlin, Germany Tel.: +49 (30) , Alexander Ammann 1968 Lehre zum Reproduktionsfotografen 1975 Studium der Ingenieur- und Wirtschafts wissenschaften an der Hochschule der Medien (HdM) Stuttgart 1977 Postgraduale Weiterbildung im Fach Kommunikations wissenschaften 1978 Dozent für Medientheorie und Medientechnik an der PH Schwäbisch Gmünd 1979 Produktionsleiter TC Studios für Multivision und Film seit 1980 im Quintessenz Verlag als Geschäftsführer der Deutsche TV, Leiter Neue Medien und Verlagsleiter seit 2004 Geschäftsführer Quintessenz Verlag Als Assistant Partner beteiligt an den EU-Programmen ORATEL und ORQUEST sowie Lead Partner für Deutschland im Rahmen des GHAP (Global Health Care Applications Projects, Global Health Care in the Information Age - Coordinator Subproject 10) der G8-Staaten. Ehrenmitglied der DGP (Deutsche Gesellschaft für Parodontologie); Ehrenmedaille der DGZMK (Deutsche Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde) Preisträger bei nationalen und internationalen Film- und Multimediawettbewerben Referent bei zahlreichen nationalen und internationalen Seminaren und Kongressen Alexander Ammann 1968 Vocational training as repro photographer 1975 Study of engineering and economics 1977 Postgraduate training in communication sciences 1978 Lecturer in media theory and media technology, Pedagogical College, Schwäbisch Gmünd, Germany 1979 Production director, TC Studios for Multivision and Film 1980 Quintessence Publishing, as managing director Deutsche TV, director of New Media, director of publishing 2004 Quintessence Publishing Group, CEO Assistant Partner of EU programs ORATEl and ORQUEST Lead Partner for Germany within GHAP (Global Health Care Applications Projects, Global Health Care in the Information Age Coordinator Subproject 10), a project of G8 countries Honorary member of DGP (German Society of Periodontology); Medal of honor of the DGZMK (German Sociey of Dental Medicine) Prizewinner of national and international Film and Multimedia awards Speaker at numerous national and international seminars and congresses. International Journal of Computerized Dentistry 2010; 13:

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