数字化技术在口腔医学中的应用及向智能化未来的发展趋

数字化技术在口腔医学中的应用及向智能化未来的发展趋

宦姝雯

常州市口腔医院，江苏常州， 213003

摘要： 随着新世纪相互融合的数字化、信息化+互联网技术的发展，数字化技术已经越来越多的应用到口腔医学的各个方面。口腔医学数字化科研平台建设与人员的培训平台建设在数字化临床科研中起着最为重要的作用。应用广泛的口腔影像技术、口腔扫描技术、计算机辅助设计技术、数字化制造技术及基于网络一体化的云服务技术，结合采用优秀的医、技、工团队的合作方式，为口腔医学临床科研指明了发展方向。伴随着我国口腔医学从口腔3.0向口腔4.0时代迅速发展，口腔医学的发展趋势及发展水平必将实现数字化向智能化的巨大飞跃。

关键词：数字化；口腔医学；临床科研；智能化

中图分类号：R78 文献标识码：A

人类进入二十一世纪以来，相互融合渗透的数字化、信息化技术+互联网已经与人们的生活和工作密不可分，在改变着人们的思维、生活及工作方式的同时，为各行各业带来了巨大的变革，成为新世纪时代发展的显著标志。

数字化医学技术也正日新月异的改变着传统医学的诊疗模式，在口腔医学领域，一系列数字化口腔医学技术如X线影像技术、三维扫描技术、3D打印技术、计算机辅助设计和制作技术、数字化外科导航技术、网络远程会诊、网络继续教育等已经全面进入口腔医学的医、教、研、防各个领域，并进入口腔医学二级临床应用。数字化口腔医学已成为口腔医学的重要发展方向之一^[1]。

1. 口腔医学数字化科研平台建设与人员培训平台建设

口腔医学数字化平台主要是指以口腔综合治疗机为服务的终端，其它诊疗设备与之配合，通过数字化技术将各诊疗流程衔接起来的治疗程序。广义的口腔医学数字化平台还包涵网站建设推广与预约、管理软件、口腔综合治疗机、数字化影像、口内扫描仪、数字打印机、数控设计与加工系统等设备及内容。为了适应时代的发展与要求，建议综合性口腔医院建设好以下两个平台的建设。

1. 1. 口腔医院数字化技术科研培训管理平台

由于数字化技术对促进口腔临床诊疗和科研水平的的提高确定了重要的推进作用，根据国家自然科学基金、科技重大专项和重点研发计划的国家级科研项目的指南要求，北京大学口腔医院于2011年在国家发改委支持下建设了“口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室”2014年实验室建成并投入使用。

1. 1. 1. 数字化技术科研培训管理平台建设存在的主要问题

依据北京大学口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室建设与运行的技术经验，医务人员入室培训是数字化科研平台开展服务的首要环节，普遍存在培训的及时性与灵活性的问题，培训成本效率与个性化需求的矛盾，以及入室培训人员是否专责，对一系列高科技仪器设备学习使用过程的问题，这是一个培训管理方面的系统工程，各地方医院需要进行研究，寻找出合理的培训管理运行机制。

1.1.2 建立基于“标准化操作规程”理念的数字化技术科研实验室培训模式

口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室于2016年建立了一种基于“标准化操作规程”（Standrad Operation Procedure, SOP）理念的三阶段培训及考核模式。主要包括建立SOP网络培训视频资料库及网络考核试题库，建立以定制化为特色的实验室实操培训环节，以及建立在室科研人员的定期考核机制等主要环节内容。基于SOP理念的实验室培训模式经口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室多年的实施运行，取得了较好的科研服务效果，借助SOP培训模式的网络化信息化优势，各地方医院及科研实验室自身学科特点进行整合，更有助于医院及科研人员的技术水平发展和提高^[2]。

1. 2. 口腔医学数字化科研平台建设

为实现助力口腔医学临床及科研的目的，数字化科研平台建设是发展趋势，建议做好以下几方面的准备工作：

1. 1. 1. 三维扫描技术能力

丰富的三维扫描技术能力是数字化临床科研的基础条件，口腔医学数字化科研离不开各种三维数据获取的先进仪器设备，主要包括牙颌模型三维扫描仪，口内三维扫描仪，颜面三维扫描仪，三维下颌运动轨迹记录仪及影像学三维扫描设备等。

1. 1. 2. 数字化加工能力

综合性的数字化技术加工能力可以满足数字化临床科研的常规需求，口腔医学领域的数字化加工设备主要有数控切削设备和3D打印设备。口腔医学数字化科研平台建设需综合考虑引进具有较好综合加工能力并兼容国产口腔医用材料的数字化加工设备，加快实现数字化临床医学科研成果的实物化。

1. 1. 3. 软件设计及应用能力

软件设计能力是数字化临床科研地 核心与关键。在数字化临床科研中，新技术新方法的实现离不开各种数字化软件的技术的支持，目前国内可用于口腔临床科研的软件工具主要包括口腔医学专用软件和口腔医学通用设计软件两大类。口腔医学专用软件的功能以口腔假体及辅助治疗装置设计、手术及诊疗方案设计为主，此类软件应用普遍的典型软件有口腔修复设计软件（如3Shape Dental System、Exocad、Dental Wings等）、口腔正畸治疗方案设计软件（如3Shape OrthoAnalyzer等）、口腔颌面外科手术治疗方案设计软件（如Proplan CMF、百特康CCMFPlan 等）和口腔种植治疗方案设计软件（如3Shape Implant Studio 、SimPlant 、六维牙种植设计软件等），口腔医学专用软件主要以应用为主，一般情况下可以满足临床医学科研的技术要求。口腔医学通用设计软件是指比上述专用软件具有更强大的通用设计能力，典型软件包括逆向工程设计软件（如Geomagic、Imageware、Rapidform和3Matics等）及影像学数据分析软件（如Mimics、Amira等）。

数字化软件技术在数字化临床科研中发挥着极为重要的作用，各类软件的联合应用可以高效快速的将医学科研人员的思维和理念转变为数字化的三维模型进行表达，是数字化临床医学科研的重要支撑技术^[3]。

2. 我国口腔医学数字化技术应用与发展现状

现将目前国内常见的口腔医学数字化技术发展与应用情况简介如下:

（1）口腔影像（CBCT）技术

CBCT技术是目前国内应用较为成熟的一种无创性影像技术，CBCT技术通过三维空间的扫描，如牙齿、骨骼、肿瘤等各人体组织在读片时，临床医师可根据实际需要选取入任意范围断层影像。CBCT技术是口腔无创性影像方法，断层精度高。与传统螺旋CT扫描技术获得的平面图像相比，CBCT技术采用锥体束扫描，可获得立体多层次的立体图像，其扫描速度快，数据更准确，临床应用效果更好。

（2）口腔扫描技术

口腔扫描技术主要包涵模型扫描和口内扫描两种技术。模型扫描技术各方面要求相对较低，效果较好，临床应用广泛。口内扫描技术是在患者口腔内获得三维信息，其技术要求相对较高，随着该技术的不断更新与发展，目前在各单位也获得了很好的应用效果。

（3）计算机辅助设计技术

口腔数字化设计技术是将以往医生需要在灌注的模型或者术前X片上的设计与分析，转化成三维模型下数字化的量化设计技术。此技术可将传统所需材料制作修复体的模式转变为直接的电脑的光标移到在监视屏上绘制修复体图形，可直接在软件上修改完善诊疗方案，大大节省了时间，提高了效率并降低了修复失败的风险。

（4）数字化制造（CAM）技术

数字化制造技术自20世纪80年代第一台CEREC（Chairside Economic Reconstrction of Esthetic Ceramic ）产出到现在经历了40多年的发展，数字化制造是在获得良好数据的情况下，由CAD/CAM系统制造设备数控机床开始完成修复体，如通过3D技术打印设计修复体，或通过义齿机器人完成标准化义齿排牙及种植等项目。

（5）基于网络一体化的云服务技术

新世纪以来，信息化技术+互联网已经与人们的生活和工作密不可分，为各行各业带来了巨大的变革，网络将人们更加紧密的联系在一起。云服务技术可以在短时间内完成简单的高精度修复体，对复杂修复体也比传统方法大大的节省时间，精度更高，误差能降至70-100微米。

（6）其它常见的口腔诊疗数字化技术

数字化比色技术：利用数字化比色仪直接进行天然牙比色，可以为特殊牙提供良好的底色参照，能够提高比色结果的客观性和量化性，可重复性好，诊疗结果更好。

义齿排列机器人：集成口腔修复专家和技师丰富经验和技术制作而成的机器人能够高度自动化的完成全口义齿或局部义齿的排列。义齿排列机器人因其标准化、智能化、精细化等优点逐渐成为数字化口腔医学的发展方向之一^[5]。

综上所述，数字化临床科研的开展形式和科研内容非常丰富，各地方医院和口腔科研工作者根据自身和本单位的实际工作条件，开展不同种类和层面的科研工作，结合采用医生、技师和工程师团队合作研究的模式在科研中往往能够起到事半功倍的效果，优秀的医、技、工团队的合作必将更好的助力口腔医学临床科研。

3. 口腔医学数字化向智能化未来的发展

伴随着“互联网4.0时代”的到来，我国口腔医学正从口腔3。0向口腔4.0时代迅速发展，口腔医学的发展趋势及发展水平正在实现数字化向智能化的巨大飞跃。为实现口腔医学这一革命性和颠覆性发展不仅需要依赖互联网数字化技术为口腔医学临床科研提供各方面的技术保障，更需要科研人员进行全方位长期的口腔医学课题的科学研究。当前国内一系列数字化口腔医疗技术已经实现了革新，如锥形束CT技术、CAD/CAM修复技术以及3D打印技术在口腔医学领域获得了广泛的应用。为使口腔医学4.0时代尽快到来造福人类，需要广大科研人员在以下领域加大课题研究和完善相关技术。

1. 1. 尽快完成从口腔医学3.0时代向口腔医学4.0时代的过渡

信息技术是当前世界各国的主要发展方向，5G技术的出现和发展，为新时代互联网发展、信息技术创新以及数字化技术提供了巨大的发展空间。物联网技术是5G时代主要的发展方向，不同机器之间的智能化工作方式可以让人类从复杂的体力劳动中很大程度上解脱出来，并且能够部分的代替人类，更好的完成各领域的技术工作。我国正处于“互联网3.0时代”向“互联网4.0时代”的过渡期，口腔医学作为互联网背景下的技术创新的重要代表，近年来在诊疗技术、诊疗手段、诊疗效果以及医疗服务效果等方面获得了巨大的提升，更好的保护了人们的口腔健康状况。

口腔医学4.0时代的医学诊疗方式需要依赖医生与智能化设备的高效协同工作，设备数据管理人员需高效的将大量的重要数据信息进行分析整理，以方便医生制定出科学合理的诊疗方案。口腔医学4.0时代的发展还离不开教师在专业知识方面的教学与培训等工作，口腔医学方向的学生及从业人员需将口腔医学智能化技术应用作为重点学习内容，在学习系统口腔医学理论知识的基础上，熟悉掌握大量的数字化技术设备与平台软件，着重培养在医学实践中分析问题和解决问题的能力。

1. 2. 口腔医学智能化未来重要技术与平台

      1. 牙科手术机器人是口腔医学的重要辅助

在传统临床牙科手术诊疗过程中，医生大多利用双手完成口腔手术，随着智能化相关技术走入口腔医学，牙科手术机器人成为口腔医学临床诊疗的重要代表。牙科手术机器人可以大大降低人类在手术过程因失误而造成的手术风险，几乎不受时间空间限制可远程完成手术，医生和别人可远隔千里进行沟通交流，可根据实际情况高效完成手术。牙科机器人未来发展可植入更加敏锐的视觉和触觉系统，将大量案例大数据信息作为临床医生参考，让医生的口腔临床诊疗更加安全和高效。牙科机器人也会逐步实现医生和病人在意识上的沟通交流，根据意识脑海中的指令执行相应操作，使口腔医学临床诊疗更加高效精确。

1. 1. 2. 手术导航与物联网全方位医疗体系平台的建立

手术导航是医学领域进行定位和修复的重要医疗手段，根据手术导航在其它医学领域的成功应用作为借鉴，将手术导航技术应用于口腔医学诊疗过程，可以让医生的临床诊疗更加精确，不仅可以大大降低临床手术风险，还可保证手术的治疗效果。物联网是人工智能时代发展的主要对象，将不同的机器与设备连接在一起，可以使相关设备工作更加高效。口腔医学诊疗过程离不开大量的影像学数据，提供物联网技术将影像学所展示的大量数据信息进行整合，借助各医学软件技术实现相关数据的分析及综合，医生可为病人提供更加科学合理的治疗方案和治疗手段。利用物联网技术及全方位医疗平台，医生可以更好的发挥先进医疗设备的技术优势和医学软件的信息优势，可以更加精确和高效的完成临床手术任务。在物联网技术及全方位医学平台的高效带领下，医生可以从全方位完成对病人的诊疗工作，使得口腔医学向智能化发展更加完善和成熟^[6]。

4.结语

近年来数字化技术在口腔医学各学科得到了广泛应用，使口腔医学的诊疗与沟通更加高效，随着智能化时代的到来，口腔医学技术也会随着科技的进步而快速发展，口腔医学智能化发展趋势主要体现在虚拟仿真、机器视觉以及意识控制等多个方面，口腔医学会为人类带来更加精确性、高效性以及实用性的口腔医疗诊疗服务，发展成为互联网4.0时代技术变革的“受益者”和“开拓者”。

参考文献

[1]王兴.迎接数字化口腔医学时代的到来［J］.中华口腔医学杂志，2016，51(4)：193

[2]赵一姣，张馨月，陈虎，等. 口腔医学数字化科研型实验室培训模式的改革与探讨 [J]. 中华医学科研管理杂志，2018，31(5)：395-399.

[3]赵一姣，王勇.数字化技术助力口腔医学临床科研 [J]. 中国实用口腔科杂志，2020，13(8)：467-471.

[4]宁佳.数字化技术在口腔修复中的应用 [J]. 临床诊疗进展，2015，29（3）：91-93.

[5]马严俊.口腔数字化诊疗的实践与价值初探 [J]. 卫生职业教育，2017，35(18)：154-155.

[6]王祖顺.从数字化走向智能化未来的口腔医学［J］.学科探索，2019，29（10）：53-54.

作者简介：宦姝雯，女，1997年12月18日，汉，江苏金坛，大专，护师，研究方向：护理