近日，北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院劉曉強(qiáng)主任醫(yī)師團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)通報(bào)》發(fā)表了人工智能輔助口腔種植修復(fù)技術(shù)的革新與臨床應(yīng)用的進(jìn)展文章。文章首先詳細(xì)介紹了深度學(xué)習(xí)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等不同的AI技術(shù)在口腔種植修復(fù)的影像感知、智能規(guī)劃、手術(shù)執(zhí)行、預(yù)后預(yù)測(cè)等階段的應(yīng)用（圖1），將以AI為基礎(chǔ)的新技術(shù)與傳統(tǒng)種植修復(fù)技術(shù)做了對(duì)比，得出了AI在種植修復(fù)的全流程均具備其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的結(jié)論。隨后對(duì)于 AI 在口腔種植修復(fù)中的局限性，創(chuàng)新性地提出了“智能口腔種植診療”概念框架，以提供AI在口腔種植修復(fù)中的理論依據(jù)和技術(shù)路徑。

圖1. 人工智能輔助口腔種植修復(fù)的現(xiàn)狀

在全球人口老齡化與生活質(zhì)量需求提升的背景下，口腔種植修復(fù)已成為缺牙治療的首選方案。傳統(tǒng)種植修復(fù)依賴醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)，存在手術(shù)精度有限、修復(fù)效果預(yù)測(cè)性不足以及并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)較高等挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、可預(yù)測(cè)的種植修復(fù)，是口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨的重要課題。人工智能（artificial intelligence，AI）技術(shù)憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、模式識(shí)別與決策優(yōu)化能力，正逐步融入口腔種植的各個(gè)環(huán)節(jié)，成為推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。

面對(duì)術(shù)前規(guī)劃依賴經(jīng)驗(yàn)、術(shù)中定位偏差及術(shù)后并發(fā)癥預(yù)警滯后等挑戰(zhàn)，AI技術(shù)通過深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺與機(jī)器人技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)了從診斷到執(zhí)行的全流程優(yōu)化。在術(shù)前階段，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描（cone beam computed tomography，CBCT）影像分析系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別缺牙區(qū)、量化骨密度并精準(zhǔn)分割下頜管及上頜竇等關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行骨密度分級(jí)。在手術(shù)執(zhí)行過程中，機(jī)器人輔助種植系統(tǒng)在精度上顯著優(yōu)于傳統(tǒng)自由手操作，并縮短了手術(shù)時(shí)間，減輕了患者的術(shù)后不適；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了虛擬規(guī)劃與真實(shí)術(shù)野的融合，提升了復(fù)雜術(shù)式的可視性與安全性。術(shù)后管理方面，多模態(tài)深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠整合臨床參數(shù)、影像特征及生物標(biāo)志物，對(duì)種植體5年存留率的預(yù)測(cè)達(dá)到較高正確度。

當(dāng)前AI在口腔種植中的應(yīng)用仍面臨數(shù)據(jù)異構(gòu)、算法泛化性不足和術(shù)中容錯(cuò)機(jī)制有限等挑戰(zhàn)，文章創(chuàng)新性地提出“智能口腔種植生態(tài)診療系統(tǒng)”（圖2），該生態(tài)系統(tǒng)將從多模態(tài)數(shù)據(jù)融合、智能設(shè)計(jì)與可視化、術(shù)中實(shí)時(shí)導(dǎo)航、術(shù)后隨訪監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療革新等方面構(gòu)建。

圖2. 智能口腔種植診療概念框架

目前AI技術(shù)在種植修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用分散于各個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)，而在該系統(tǒng)中，AI將實(shí)現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合：將影像學(xué)、臨床記錄、生物標(biāo)志物、基因組學(xué)以及患者的生活方式等數(shù)據(jù)整合起來，突破當(dāng)前依賴CBCT影像與臨床檢查的局限，構(gòu)建全景式預(yù)測(cè)模型，在提升術(shù)前規(guī)劃與預(yù)后評(píng)估精度的同時(shí)，為個(gè)性化治療提供循證依據(jù)。具體到口腔種植修復(fù)的每個(gè)環(huán)節(jié)中，AI仍有很大的提升空間。目前AI主要作為被動(dòng)分析工具，未來AI將成為主動(dòng)設(shè)計(jì)的參與者。通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，患者也可以沉浸式體驗(yàn)不同種植方案對(duì)美學(xué)與功能的影響，推動(dòng)治療決策從醫(yī)生主導(dǎo)向醫(yī)患共同決策轉(zhuǎn)型。在種植后的維護(hù)過程中，AI將整合多模態(tài)數(shù)據(jù)分析識(shí)別種植體周炎癥、牙槽骨吸收等早期病變；在日常生活中，依托輕量化設(shè)備實(shí)施采集數(shù)據(jù)，快速分析口腔健康狀態(tài)，提出護(hù)理指導(dǎo)和復(fù)診建議，推動(dòng)隨訪從被動(dòng)復(fù)查向主動(dòng)健康管理轉(zhuǎn)型，保障種植修復(fù)長(zhǎng)期穩(wěn)定。AI技術(shù)還可推動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療革新：患者上傳口腔影像與臨床數(shù)據(jù)后，AI系統(tǒng)自動(dòng)生成分級(jí)診斷建議，輔助醫(yī)生動(dòng)態(tài)調(diào)整方案，智能問答系統(tǒng)同步提供個(gè)性化健康指導(dǎo)，提高患者的自我管理能力。最終實(shí)現(xiàn)口腔種植修復(fù)向精準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化方向的全面轉(zhuǎn)型。

北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院劉曉強(qiáng)主任醫(yī)師為該論文通訊作者，北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院本科生、四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院碩士生王怡萱為第一作者。論文得到海南省衛(wèi)生健康科技創(chuàng)新聯(lián)合項(xiàng)目(WSJK2025MS154)和北京市自然科學(xué)基金-海淀原始創(chuàng)新聯(lián)合基金(L222023)資助。

文章信息

王怡萱，劉曉強(qiáng)。人工智能輔助口腔種植修復(fù)的技術(shù)革新與臨床應(yīng)用. 科學(xué)通報(bào), 2025.

https://www.sciengine.com/doi/10.1360/CSB-2025-5072.

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