一種逐次多級專家系統輔助的可摘局部義齒支架修復技術

陳昕 毛渤淳 解晨陽 張倩倩 孫紀奎 岳莉 于海洋

口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫學研究中心四川大學華西口腔醫學院口腔修復工藝教研室，成都 610041

可摘局部義齒是牙列缺損的常規修復方法，人類口腔缺牙形式的排列組合方式可有65 536種，再加上臨床患者口腔內存在的牙齒的形態、部位的差異，使可摘局部義齒的設計方案更加復雜[1]。此外，還要考慮到患者的美觀、生理及個性化需求，可摘局部義齒的設計與制作歷來被認為是口腔醫學中最基礎也是較為綜合復雜的修復方式[2]。當支架設計完成后，臨床上還需對有關基牙進行相應的牙體預備。但是，目前大多的計算機輔助設計（com puter aided design，CAD）活動義齒系統忽略了牙體預備方案的制定，降低了臨床工作的效率。而且目前的可摘局部義齒設計方案大多依賴于手繪紙質設計單。由于醫師繪畫水平、風格及習慣不一，醫生給技師制作義齒的工作授權書上，支架繪制圖標不統一、不規范。一個義齒加工廠可能需要辨認幾百上千種不同“風格”的設計單，這樣的醫技信息傳遞往往存在誤判且耗費不少工作時間。

基于上述問題，本研究嘗試應用新型的可摘局部義齒專家系統RD-Designer輔助活動義齒支架設計。本文將通過1例臨床案例詳述此專家系統的臨床應用方法。

1 操作方法介紹

患者男性，47歲，自述多顆牙缺失10余年。病史采集顯示，患者10余年前牙齒陸續脫落，未行診治，現來四川大學華西口腔醫院修復Ⅱ科修復缺牙。口內檢查見：上頜牙缺失，下頜34—37牙、31—43牙、46牙、47牙缺失，口內余留牙32牙、33牙、44牙、45牙叩診、探診及松動度檢查均未見明顯異常（圖1）。結合臨床及影像學檢查制定治療方案：上頜種植覆蓋義齒、下頜可摘義齒修復。本文為介紹RD-designer系統的使用，僅敘述下頜的修復過程。

圖1 案例患者口內情況Fig 1 Case of tooth loss

1）建立病例：在界面左側選擇“下頜牙列”，在主界面根據患者缺牙情況完成缺牙位的選擇，其中灰色為缺失牙（圖2）。

圖2 軟件選擇缺失牙位界面Fig 2 Software interface of selecting missing teeth

2）一級方案設計：根據缺牙位在數據庫中匹配備選方案，在界面左側顯示縮略圖。縮略圖為根據經典教材在數據庫中預設的修復方案[3-5]。此案例中選擇方案4：因患者缺牙較多且為游離缺失，故45牙設計回力卡，44牙設計RPL組卡，有一定的應力中斷作用，減少咀嚼過程對基牙產生的側向力；33牙放置RPT組卡，相較于尖牙卡美觀性提高，相較于RPI組卡固位力提高。點選此方案后其顯示在主界面，點擊下一步（圖3）。

3）二級方案設計：點擊一級方案下放置卡環的基牙，依次輸入松動和傾斜情況，默認狀態為無傾斜、無松動。

圖3 軟件一級方案實現界面Fig 3 Software interface of design stage one

對于松動情況。如果基牙Ⅰ度松動，且存在相鄰天然牙，則可以選擇使用牙周夾板類卡環，如連續卡環等。如果基牙Ⅱ度松動及以上，不適合作為基牙放置卡環，則需要進行卡環“跳轉”，即將卡環跳轉調整至遠離缺失牙的一側。由于不同卡環所對應的牙位略有區別，若新基牙與跳轉前基牙的同名卡環存在，則顯示為同名卡環。若同名卡環不存在，則顯示為三臂卡環。

對于傾斜情況。根據基牙的近遠中及唇舌方向劃分9個傾斜狀態。由于軟件默認支托位置位于近中，故當基牙向近中方向傾斜時，彈出窗口提示“是否更換卡環支托位置”。當基牙有頰舌側方向傾斜時，若卡環為桿型卡環，則彈出窗口提示“是否確定選擇桿型卡環”。

此案例中各基牙均無松動、傾斜，各基牙選擇松動度為“0°”，傾斜方向為“正”，輸入完成后點擊下一步（圖4）。

圖4 軟件二級方案實現界面Fig 4 Software interface of design stage two

4）三級方案設計：對二級方案中部分卡環不滿意的設計，可點選該卡環，左側界面出現系統預設的可平行替換的卡環，根據美學等個性化考量點選其中一個卡環，即可以完成局部個性化調整。此方案中考慮到患者45牙的牙體表面存在一條唇面延伸至遠中面的隱裂，不適宜放置支托，故將45牙上的回力卡環更換為圈型卡環，將支托從遠中移至近中。完成后的三級支架設計方案，即最終方案（圖5）。

圖5 軟件三級方案實現界面Fig 5 Software interface of design stage three

5）備牙指導：軟件根據支架支托和鄰面板的位置，分別生成基牙支托凹和導平面的預備方案（圖6），醫生在椅旁可據此方案進行牙體預備（圖7）。

圖6 軟件提供備牙指導方案界面Fig 6 Software interface of guideline of tooth preparation

圖7 44牙遠中支托牙體預備Fig 7 Tooth preparation of mandibular fi rst premolar

6）支架制作及試戴：根據RD-designer中生成的三級方案對支架進行CAD/計算機輔助制作（computer aided manufacturing，CAM）（圖8、9）。

圖8 CADFig 8 CAD

圖9 CAMFig 9 CAM

運用exo-CAD軟件按照最終方案設計支架，通過選擇性激光熔覆技術制作鈷鉻鉬合金支架。經過支架試戴，最終將可摘局部義齒戴入患者口內（圖10）。

圖10 戴入患者口內的可摘局部義齒Fig 10 Removable partial denture try in

2 討論

醫生給患者診斷的過程，本質上是基于患者的醫學檢查信息與臨床醫生的醫學知識基礎和診療經驗間相互作用并綜合分析處理的過程[6]。專家系統是應用人工智能技術和計算機技術，調用內部知識庫，模仿臨床工作人員根據患者的情況進行推理和判斷，為醫生臨床決策提供參考的程序系統[7]。本系統通過3個步驟逐次生成修復方案，多級決策仍可由醫生把控，且方案靈活度大。案例數據庫與推理模型相互獨立，便于數據庫的更新及規則的修正。專家系統通過提供準確而高效的決策支持提高醫生的工作效率[8]。還能通過所呈現的修復前數字化設計效果加強醫患溝通，使患者充分參與修復過程[9-10]，輔助醫生制定個性化的治療方案。生成牙體預備方案以指導臨床備牙，防止醫生在繁忙的椅旁工作中產生牙體預備失誤，減少由此帶來的義齒返工率。本系統從研發到臨床應用2年內已累計374例臨床病例，臨床可接受率達到97.86%，返工率為0。通過對300份可摘局部義齒設計單進行調研，其中完全無設計的達到23%，僅有固位體圖樣的為58%，完整簡圖的比例為17%，完整簡圖+明確文字標注的設計單比例僅為2%。不完整的圖紙會對醫技雙方帶來一定的溝通障礙。本系統可生成規范的支架設計電子圖紙，減少手工圖紙帶來的不便利性和誤解率，優化可摘局部義齒修復臨床路徑。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。