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人工知能設計の単歯義歯

2025年9月29日 更新者:Prof. Walter Y.H. Lam、The University of Hong Kong

補綴における人工知能 - 上顎単歯義歯の設計

歯の喪失は一般的であり、その結果、患者の健康と生活の質が低下します。 歯科補綴物は、失った歯を補い、患者の外観と機能を回復させることを目的としています。 健康な天然歯の咬合形態と 3D 位置は、義歯によって採用されるべきです (バイオミメティック)。 歯科補綴物を設計するためのコンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアが利用可能であるにもかかわらず、歯科補綴物を患者の咬合 (歯と歯の関係) に合わせるには、依然としてかなりの臨床時間が必要です。 個々の被験者の歯は遺伝的に制御されており、ほとんど同じ口腔環境にさらされているため、歯の咬合形態と 3D 位置は相互に関連しています。 人工知能 (AI) は、残りの歯列の特徴から単歯義歯の設計を自動化できるという仮説が立てられています。

調査の概要

詳細な説明

目的:

  1. 3D モデルの特徴の解釈と学習における 4 つの深層学習方法/アルゴリズムを比較する。
  2. AI システムと上顎歯モデルのみを上顎および下顎 (アンタゴニスト) モデルと比較する。
  3. 訓練を受けた AI と歯科技工士によって設計された単歯義歯の咬合形態と 3D 位置を比較します。

方法:

まず、研究者はトレーニング モデルとして 200 個の上顎歯状歯モデルを収集します。 AI は、深層学習の方法/アルゴリズムに従って、3D Generative Adversarial Network (GAN) を使用して、個々の歯と残りの歯列との関係を学習します。

グループ 1) ボクセルベース。グループ 2) ビューベース。グループ 3) ポイントベース。グループ 4) 融合法。 研究者は、検証モデルとして機能する別の上顎モデルを 100 個収集します。 治験責任医師は、各モデルの歯を取り除きます (コントロールとして機能します)。 その後、研究者はこれらの深層学習アルゴリズムを評価して、1 本の欠損歯の咬合形態と 3D 位置を予測します。

第二に、研究者は、100 の検証モデルで単一欠損歯の咬合形態と 3D 位置を予測する際の拮抗モデルの必要性を評価します。

グループ i) 上顎モデルのみ、グループ ii) 目的 (1) でテスト済みの深層学習アルゴリズムを使用した拮抗モデル。

第三に、研究者は、以下によって設計された義歯の幾何学的形態計測および 3D 位置を分析します。

グループ a) 訓練された AI システム。グループ b) 物理モデルの歯科技工士。グループ c) CAD ソフトウェアを使用する歯科技工士。 研究者は、これらの歯を 100 個の検証モデルで対応する天然の歯 (対照) と比較します。

さらに、研究者は、これらのグループの歯のデザインに必要な時間を二次的結果として分析します。

研究の種類

観察的

入学 (実際)

250

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究場所

      • Sai Ying Pun、香港
        • Prince Philip Dental Hospital

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

18年歳以上 (大人、高齢者)

健康ボランティアの受け入れ

はい

サンプリング方法

非確率サンプル

調査対象母集団

  • プリンスフィリップデンタルホスピタルに通院・通院している患者様
  • 香港大学歯学部の歯学部生

説明

包含基準:

  • -上部咬合面の決定に十分な歯列が存在する被験者
  • -12を超える咬合対と安定した咬頭位置を持つ被験者
  • 歯の修復物が形態を大きく変えていない被験者
  • 矯正治療を受けていない、および/または歯が45度以上回転していない、および/または1.5mm以上変位していない被験者
  • 広東系の被験者。

除外基準:

  • 病的な歯の移動と咬合面の変化がある歯周病の被験者。
  • 18歳未満で同意が得られない方。
  • 形態に影響を与える大規模な歯の修復がある被験者。

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか?

デザインの詳細

  • 観測モデル:ケースコントロール
  • 時間の展望:断面図

コホートと介入

グループ/コホート
介入・治療
コントロール
包含/除外基準を満たす被験者からのオリジナルの 3D 上顎歯モデル
テスト

包含/除外基準を満たす被験者からの 3D 上顎歯モデル。

右の第一大臼歯 (FDI 番号 16) はコンピューターで削除され、人工知能 (AI) システムによって設計されます。

AIシステムはによって訓練されます

  1. グループなどのさまざまなアルゴリズム 1) ボクセルベース。グループ 2) ビューベース。グループ 3) ポイントベース。およびグループ 4) 融合法
  2. グループ i) 上顎モデルのみ、およびグループ ii) 拮抗モデルを使用
上顎右第一大臼歯はコンピュータで削除され、人工知能システムによって設計されます

この研究は何を測定していますか?

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
歯の3D位置
時間枠:トレーニング モデルの 25% が AI によって研究された場合、最大 6 か月間、結果が測定されます
コンピューターが自動的に決定した歯の中心
トレーニング モデルの 25% が AI によって研究された場合、最大 6 か月間、結果が測定されます
歯の3D位置
時間枠:トレーニング モデルの 50% が AI によって研究された場合、最大 12 か月間の成果が測定されます。
コンピューターが自動的に決定した歯の中心
トレーニング モデルの 50% が AI によって研究された場合、最大 12 か月間の成果が測定されます。
歯の3D位置
時間枠:トレーニング モデルの 75% が AI によって研究された場合、最大 18 か月間、結果が測定されます
コンピューターが自動的に決定した歯の中心
トレーニング モデルの 75% が AI によって研究された場合、最大 18 か月間、結果が測定されます
歯の3D位置
時間枠:AI が全モデルの 100% をトレーニングしたトレーニング全体の後に、最大 24 か月までの結果が測定されます。
コンピューターが自動的に決定した歯の中心
AI が全モデルの 100% をトレーニングしたトレーニング全体の後に、最大 24 か月までの結果が測定されます。
歯の咬合形態
時間枠:トレーニング モデルの 25% が AI によって研究された場合、最大 6 か月間、結果が測定されます
咬合面の咬頭(最高点)と窩(最低点)
トレーニング モデルの 25% が AI によって研究された場合、最大 6 か月間、結果が測定されます
歯の咬合形態
時間枠:トレーニング モデルの 50% が AI によって研究された場合、最大 12 か月間の成果が測定されます。
咬合面の咬頭(最高点)と窩(最低点)
トレーニング モデルの 50% が AI によって研究された場合、最大 12 か月間の成果が測定されます。
歯の咬合形態
時間枠:トレーニング モデルの 75% が AI によって研究された場合、最大 18 か月間、結果が測定されます
咬合面の咬頭(最高点)と窩(最低点)
トレーニング モデルの 75% が AI によって研究された場合、最大 18 か月間、結果が測定されます
歯の咬合形態
時間枠:結果は、AI がすべてのモデルの 100% をトレーニングしたトレーニング全体の後に、最大 24 か月間測定されます。
咬合面の咬頭(最高点)と窩(最低点)
結果は、AI がすべてのモデルの 100% をトレーニングしたトレーニング全体の後に、最大 24 か月間測定されます。
実験室の設計と義歯補綴物の臨床提供に費やされた時間
時間枠:結果は、AI がすべてのモデルの 100% をトレーニングしたトレーニング全体の後に、最大 24 か月間測定されます。
A) 設計および b) 義歯の提供に費やされた時間 (分単位)
結果は、AI がすべてのモデルの 100% をトレーニングしたトレーニング全体の後に、最大 24 か月間測定されます。

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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捜査官

  • 主任研究者:Walter Lam, BDS, MDS、The University of Hong Kong

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2021年9月1日

一次修了 (実際)

2024年9月1日

研究の完了 (実際)

2025年5月30日

試験登録日

最初に提出

2021年9月9日

QC基準を満たした最初の提出物

2021年9月22日

最初の投稿 (実際)

2021年9月27日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (推定)

2025年10月3日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2025年9月29日

最終確認日

2025年9月1日

詳しくは

本研究に関する用語

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

いいえ

IPD プランの説明

IPD 共有プランはまだありません

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

米国で製造され、米国から輸出された製品。

いいえ

この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。

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