人工智能设计的单颗牙齿假牙
2025年9月29日 更新者:Prof. Walter Y.H. Lam、The University of Hong Kong
口腔修复中的人工智能——上颌单牙修复体的设计
牙齿脱落很常见,因此会影响患者的健康和生活质量。
假牙旨在通过更换缺失的牙齿来恢复患者的外观和功能。
假牙(仿生)应采用健康天然牙齿的咬合形态和 3D 位置。
尽管计算机辅助设计 (CAD) 软件可用于设计假牙,但仍需要大量的临床时间来将假牙安装到患者的咬合(牙齿与牙齿的关系)中。
个体受试者的牙齿受基因控制并暴露于几乎相同的口腔环境,因此牙齿的咬合形态和 3D 位置是相互关联的。
据推测,人工智能 (AI) 可以根据剩余牙列的特征自动设计单牙假牙。
研究概览
详细说明
目标:
- 比较四种深度学习方法/算法在解释和学习 3D 模型特征方面的作用;
- 将人工智能系统与上颌牙齿模型单独与上颌和下颌(拮抗)模型进行比较;
- 比较由训练有素的 AI 和牙科技师设计的单牙假牙的咬合形态和 3D 位置。
方法:
首先,研究人员将收集 200 个上颌齿状牙齿模型作为训练模型。 AI 将通过以下深度学习方法/算法,使用 3D 生成对抗网络 (GAN) 学习单个牙齿与其余牙列之间的关系:
第 1 组)基于体素;第 2 组)基于视图;第 3 组)基于积分;和第 4 组)融合方法。 研究人员将收集另外 100 个上颌骨模型作为验证模型。 研究人员将在每个模型中拔掉一颗牙齿(作为对照)。 然后研究人员将评估这些深度学习算法,以预测单颗缺失牙齿的咬合形态和 3D 位置。
其次,研究人员将在 100 个验证模型中评估拮抗剂模型在预测单颗缺失牙的咬合形态和 3D 位置方面的必要性:
i) 组仅上颌模型和 ii) 组使用目标 (1) 中经过测试的深度学习算法的拮抗剂模型。
第三,研究人员将分析由以下人员设计的假牙的几何形态和 3D 位置:
a) 训练有素的人工智能系统; b) 物理模型上的牙科技师; c) 组使用 CAD 软件的牙科技师。 研究人员将在 100 个验证模型中将这些牙齿与相应的天然牙齿(对照)进行比较。
此外,研究人员将分析这些组中牙齿设计所需的时间作为次要结果。
研究类型
观察性的
注册 (实际的)
250
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。
学习地点
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Sai Ying Pun、香港
- Prince Philip Dental Hospital
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参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
18年 及以上 (成人、年长者)
接受健康志愿者
是的
取样方法
非概率样本
研究人群
- 患者就诊/就诊于菲利普亲王牙科医院
- 香港大学牙医学院牙科本科生
描述
纳入标准:
- 具有足够牙列的受试者用于确定上咬合平面
- 具有超过 12 个咬合对和稳定牙尖间位置的受试者
- 牙齿修复没有明显改变其形态的受试者
- 未接受正畸治疗和/或牙齿旋转不超过 45 度和/或移位不超过 1.5 毫米的受试者
- 具有广东血统的受试者。
排除标准:
- 患有牙周病的受试者,其中存在病理性牙齿移动和咬合面改变。
- 未满 18 岁且无法表示同意的受试者。
- 具有影响形态的广泛牙齿修复的受试者。
学习计划
本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的?
设计细节
- 观测模型:病例对照
- 时间观点:横截面
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
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控制
来自满足纳入/排除标准的受试者的原始 3D 上颌牙齿模型
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测试
来自满足纳入/排除标准的受试者的 3D 上颌牙齿模型。 右第一磨牙(FDI编号16)将在电脑中被移除,然后由人工智能(AI)系统设计 人工智能系统将由
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右上第一磨牙将在电脑中拔除,由人工智能系统设计
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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牙齿的 3D 位置
大体时间:当 AI 研究了 25% 的训练模型时,将衡量结果,最多 6 个月
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电脑自动确定一颗牙的中心
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当 AI 研究了 25% 的训练模型时,将衡量结果,最多 6 个月
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牙齿的 3D 位置
大体时间:当 AI 研究了 50% 的训练模型时,将衡量结果,最多 12 个月
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电脑自动确定一颗牙的中心
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当 AI 研究了 50% 的训练模型时,将衡量结果,最多 12 个月
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牙齿的 3D 位置
大体时间:当 AI 研究了 75% 的训练模型时,将衡量结果,最多 18 个月
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电脑自动确定一颗牙的中心
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当 AI 研究了 75% 的训练模型时,将衡量结果,最多 18 个月
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牙齿的 3D 位置
大体时间:结果将在整个培训后进行衡量,其中 AI 接受了所有模型 100% 的培训,最多 24 个月
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电脑自动确定一颗牙的中心
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结果将在整个培训后进行衡量,其中 AI 接受了所有模型 100% 的培训,最多 24 个月
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牙齿咬合形态
大体时间:当 AI 研究了 25% 的训练模型时,将衡量结果,最多 6 个月
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咬合面的牙尖(最高点)和窝(最低点)
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当 AI 研究了 25% 的训练模型时,将衡量结果,最多 6 个月
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牙齿咬合形态
大体时间:当 AI 研究了 50% 的训练模型时,将衡量结果,最多 12 个月
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咬合面的牙尖(最高点)和窝(最低点)
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当 AI 研究了 50% 的训练模型时,将衡量结果,最多 12 个月
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牙齿咬合形态
大体时间:当 AI 研究了 75% 的训练模型时,将衡量结果,最多 18 个月
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咬合面的牙尖(最高点)和窝(最低点)
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当 AI 研究了 75% 的训练模型时,将衡量结果,最多 18 个月
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牙齿咬合形态
大体时间:结果将在整个培训后进行衡量,其中 AI 接受了所有模型 100% 的培训,长达 24 个月
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咬合面的牙尖(最高点)和窝(最低点)
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结果将在整个培训后进行衡量,其中 AI 接受了所有模型 100% 的培训,长达 24 个月
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花在实验室设计和临床交付义齿修复体上的时间
大体时间:结果将在整个培训后进行衡量,其中 AI 接受了所有模型 100% 的培训,长达 24 个月
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花在 a) 设计和 b) 牙科修复体交付上的时间(以分钟为单位)
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结果将在整个培训后进行衡量,其中 AI 接受了所有模型 100% 的培训,长达 24 个月
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
调查人员
- 首席研究员:Walter Lam, BDS, MDS、The University of Hong Kong
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
- Chow TW, Clark RK, Cooke MS. The orientation of the occlusal plane in Cantonese patients. J Dent. 1986 Dec;14(6):262-5. doi: 10.1016/0300-5712(86)90034-5. No abstract available.
- Chow TW, Clark RK, Cooke MS. Errors in mounting maxillary casts using face-bow records as a result of an anatomical variation. J Dent. 1985 Dec;13(4):277-82. doi: 10.1016/0300-5712(85)90021-1. No abstract available.
- Lam WY, Hsung RT, Choi WW, Luk HW, Pow EH. A 2-part facebow for CAD-CAM dentistry. J Prosthet Dent. 2016 Dec;116(6):843-847. doi: 10.1016/j.prosdent.2016.05.013. Epub 2016 Jul 28.
- Lam WYH, Hsung RTC, Choi WWS, Luk HWK, Cheng LYY, Pow EHN. A clinical technique for virtual articulator mounting with natural head position by using calibrated stereophotogrammetry. J Prosthet Dent. 2018 Jun;119(6):902-908. doi: 10.1016/j.prosdent.2017.07.026. Epub 2017 Sep 29.
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2021年9月1日
初级完成 (实际的)
2024年9月1日
研究完成 (实际的)
2025年5月30日
研究注册日期
首次提交
2021年9月9日
首先提交符合 QC 标准的
2021年9月22日
首次发布 (实际的)
2021年9月27日
研究记录更新
最后更新发布 (估计的)
2025年10月3日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2025年9月29日
最后验证
2025年9月1日
更多信息
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