Einfluss der digitalen Bildbearbeitung auf das Beurteilungsergebnis des International Caries Detection and Assessment System (ICDAS) in der studentischen Ausbildung

Einfluss der digitalen Bildbearbeitung auf das Beurteilungsergebnis des International Caries Detection and Assessment System (ICDAS) in der studentischen Ausbildung Problemstellung: Ein Hauptziel der zahnmedizinischen Ausbildung besteht in der Vermittlung profunder Fähigkeiten zur Kariesdetektion. Die visuelle Inspektion stellt nach wie vor das wichtigste Diagnoseinstrument in der täglichen Praxis dar. Das International Caries Detection and Assessment System (ICDAS) hat sich als valides und vielseitig nutzbares visuelles Diagnoseprotokoll erwiesen. Es ermöglicht eine Standardisierung des Diagnoseprozesses und ordnet den verschiedenen Erkrankungsstadien entsprechende Therapieempfehlungen zu. Für die didaktische Vermittlung der Methode erscheint die digital-visuelle Beurteilung fotografischer Zahnabbildungen als probates Mittel. Zielsetzung: Die vorliegende Studie zielte darauf ab, den Einsatz digital optimierter makrofotografischer Zahnabbildungen zur Heranführung Studierender an ICDAS zu evaluieren. Zwei verschiedene Techniken zur Erstellung aussagekräftiger Abbildungen wurden getestet. Zudem wurde untersucht, inwieweit die Oberflächenfeuchtigkeit der Zahnproben, Einfluss auf die spätere digital-visuelle Beurteilung hat. Die Untersuchungen erfolgten durch Studierende der Zahnheilkunde in unterschiedlichen Fachsemestern. Es wurde analysiert, ob der klinisch-diagnostische Erfahrungsstand der Probanden Auswirkungen auf Reproduzierbarkeit und diagnostische Güte hat. Material und Methode: Für die Studie standen insgesamt 60 Zähne zur Verfügung (5 Schneidezähne, 1 Eckzahn, 8 Prämolaren, 46 Molaren). Von den Patienten wurde eine schriftliche Einwilligung zur Verwendung der Zähne für Forschungszwecke eingeholt. Die Zähne wiesen alle Stadien der Zahnkaries (ICDAS Kariescode 0-6) auf. Nach einer gründlichen Reinigung wurden sie durch zwei approbierte Referenzuntersucher (A: langjährige Berufserfahrung; B: Ausbildungsassistent) begutachtet. Für jeden Zahn wurde ein ICDAS-Referenzwert definiert (Konsensdiagnose). Die Ablichtung der Zähne und Generierung der Bilddateien erfolgte nach einem standardisierten Schema, jeweils mit trockener und feuchter Zahnoberfläche: Foto konv (Einzelaufnahme, Fokussierung auf den Punkt MP, Blende f/22); Foto comp (digital zusammengefügte Aufnahme aus 10-15 Einzelbildern, Fokussierung auf mehrere Schärfe-Ebenen zwischen den Punkten HP und TP, Blende f/5,6). Die digitale Verknüpfung der Einzelbilder erfolgte mit der Bildbearbeitungssoftware Helicon Focus Version 5.3.3. Die Abbildungen wurden den Probanden aus Untersuchergruppe A (6. FS, keine klinische ICDAS-Erfahrung) und B (10. FS, bereits klinische ICDAS-Erfahrung erworben) digital zur Verfügung gestellt. Sie beurteilten die Aufnahmen zweimal im Abstand einer Woche. Beim zweiten Untersuchungsdurchgang kamen 2/3 der Abbildungen erneut zum Einsatz (randomisiert). Für die statistische Auswertung wurde das Programm MedCalc 12.4.0 verwendet. Zur Bestimmung der Untersucher-Reproduzierbarkeit wurden gewichtete Kappa-Koeffizienten berechnet. Sensitivität und Spezifität wurden auf D1- (Schmelz und Dentinkaries) und D3-Niveau (Dentinkaries) ermittelt. Die diagnostische Güte wurde durch Berechnung der Area under the (ROC-)curve (AUC) bestimmt. Als Referenzwert dienten die Konsensdiagnosen der Referenzuntersucher. Ergebnisse: Die Kappa-Werte für die Intra-Untersucher-Reproduzierbarkeit lagen für beide Gruppen im Bereich einer moderaten bis fast perfekten Übereinstimmung (κw=0,531-0,898). Bei der Inter-Untersucher-Reproduzierbarkeit wurden Werte von κw=0,432-0,730 dokumentiert (moderate bis substantielle Übereinstimmung). Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt werden (t-Test; p=0,231 bzw. p=0,969). Auf D1-Niveau lag die ermittelte Sensitivität bei 40-100%, die Spezifität bei 30-100%. Auf D3-Niveau wurde eine Sensitivität von 3-91% und Spezifität von 67100% dokumentiert. Die diagnostische Güte beider Gruppen war hoch (AUC Gruppe A: 0,809-0,933, Gruppe B: 0,801-0,961). Auf D1-Niveau erreichten Studierende mit klinischer ICDAS-Erfahrung (Gruppe B) bei der Bewertung von Abbildungen mit digital erweiterter Schärfentiefe (Foto comp), getrockneter Zahnoberfläche (Foto trocken), sowie der Parameterkombination (Foto comp/trocken) signifikant höhere AUC-Werte (nicht parametrischer Test; p=<0,001-0,004). Auf D3-Niveau unterschied sich die diagnostische Güte zwischen beiden Untersuchergruppen nicht signifikant. Diskussion und Schlussfolgerung: Fotografische Abbildungen sind prinzipiell gut zur Heranführung Studierender an die visuelle Kariesdiagnostik geeignet. Der ICDAS Kariescode konnte von allen Studierenden, unabhängig ihrer klinisch-diagnostischen Erfahrung, bei der digital-visuellen Bewertung von Zahnabbildungen eingesetzt werden. Erfahrenere Studierende profitierten insbesondere bei der Detektion von Schmelzkaries von Abbildungen mit digital erhöhter Schärfentiefe und getrockneter Zahnoberfläche. Hochqualitative Abbildungen sind daher zur ergänzenden Anwendung v.a. in höheren Semestern bzw. postgradualen Weiterbildungen durchaus empfehlenswert