综述:基于人工智能与基于人类的设计在牙齿和种植体支持的固定牙科修复体方面的设计质量与时间效率:一项系统评价

《Journal of Dentistry》:Design quality and time efficiency of AI-based versus human-based design for tooth- and implant-supported fixed dental restorations: A systematic review

【字体: 时间:2026年03月23日 来源:Journal of Dentistry 5.5

编辑推荐:

  AI辅助的固定修复体设计与人类设计在形态和咬合关系上相当,但需经验者优化。AI显著提升设计效率,但嵌体和三单位修复体临床接受度较低。

  
Nareudee Limpuangthip|Nan Hsu Myat Mon Hlaing|Sang J. Lee|Jae-Hyun Lee
泰国曼谷朱拉隆功大学牙科学院修复学系

摘要

目的

本系统评价的目的是评估完全自动化的人工智能(AI)系统生成的固定牙科修复体的设计质量和时间效率,并将其与人工设计的修复体进行比较。

数据来源

检索了PubMed/MEDLINE、Scopus、Embase和Cochrane Library数据库,时间截至2025年12月,未设置语言限制,并对相关研究的参考文献进行了手动检索。

研究选择

符合条件的研究评估了用于设计牙科修复体的完全自动化AI软件,包括在自然牙齿或牙科种植体上的单单位或多单位固定牙科修复体,以人工设计作为对照。评估指标包括修复体的临床质量,如形态、咬合关系、边缘间隙、完成线、内部适配性和时间效率。共有15项研究符合纳入标准。使用非随机研究的方法学指数(MINORS)工具对纳入研究中的偏倚风险进行了评估。

结论

AI设计的前牙和后牙单单位冠修复体总体上与人工设计相当;然而,由于AI设计能力的限制,建议经验丰富的操作者对近中接触点、咬合关系、切缘引导和美学特征进行进一步优化。嵌体和三单位修复体的临床接受度低于人工设计,而在有限的证据支持下,单单位种植体支持的后牙冠修复体的结果与人工设计相当。AI设计在设计阶段始终提高了时间效率。

临床意义

现有证据表明,AI辅助的修复体设计可以简化设计流程并提高设计阶段的时间效率,特别是对新手操作者有益。然而,仍需要经验丰富的牙科技师进行微调,以达到最佳的临床可接受形态和功能效果。

引言

牙科修复体的数字化工作流程包括数据采集、计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)过程。在传统的CAD软件中,设计过程通常涉及手动确定完成线、选择基于库的解剖牙齿模型或镜像对侧牙齿以建立初始形态,然后手动定制最终修复体轮廓,以匹配现有的上下颌关系并实现美学和谐[[1], [2], [3]]。而种植体支持的修复体设计则涉及在CAD库中匹配种植体扫描数据、选择基台、生成修复体,并进行后续手动定制[4,5]。尽管使用CAD软件设计的牙科技师能够获得临床可接受的结果,但手动CAD过程耗时较长,需要操作者具备经验,并且存在操作者之间的差异[3,[6], [7], [8]]。
人工智能(AI)被定义为计算机科学的一个领域,它使机器能够复制人类的智能过程[9],并在牙科的临床、研究和教育领域得到了迅速发展[[10], [11], [12]]。特别是,AI技术最近已将修复体设计推向了无需人工干预的完全自动化工作流程[13]。在获取目标牙齿的扫描数据、相邻牙齿的形态和咬合关系后,完全自动化的AI系统可以自动检测完成线并直接进入CAD流程完成修复体设计[14]。这些系统通常采用深度学习架构和算法来分析复杂的牙齿形态和相邻及对立的咬合特征,以生成缺失结构的表面[15,16]。完全自动化的AI集成有可能简化传统的CAD工作流程并提高数字化修复体的制作时间效率[3,17]。
完全自动化的AI驱动CAD系统在牙科修复体设计中的临床应用正在增加,现在涵盖了牙齿支持的修复体(如嵌体[3,18]和前牙及后牙的单单位全覆盖冠[1,2,[6], [7], [8],12,15,[18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]]、单单位种植体支持的修复体[4]以及多单位牙齿支持的修复体[17]。先前的文献综述描述了AI系统的修复体设计方法及其底层算法[25],主要关注可行性以及与传统CAD工作流程相比的单冠设计的生成[[26], [27], [28]]。尽管完全自动化的AI生成的CAD设计很常见,但仍然需要将其与经验丰富的牙科专业人士的设计进行比较,以确保其准确性、安全性和临床可接受性[29]。然而,关于AI设计是否能够在不同类型的修复体中始终匹配或替代人工设计,以及哪些临床场景或过程最适合AI应用,目前证据仍然有限。
因此,本系统评价旨在全面评估完全自动化AI设计的固定牙科修复体的设计质量(包括形态特征和咬合关系)和时间效率,并将其与人工设计的修复体进行比较。原假设是AI设计的修复体与人工设计的修复体没有差异。

部分摘录

材料与方法

本系统评价遵循了系统评价和荟萃分析的优先报告条目(PRISMA)指南[30],并已在国际系统评价前瞻性注册库(PROSPERO)中注册(CRD420251182258)。

结果

研究选择的过程图如图1所示。经过全文审查后,有16项研究被排除,排除原因详细列在补充表A.3中。最终有15项研究被纳入最终评价。

讨论

研究结果表明,AI设计的修复体在形态、咬合关系、边缘间隙、完成线精度和内部适配性方面与人工设计的修复体相当。然而,为了达到最佳的形态和临床可接受度,仍需要经验丰富的牙科技师进行微调,微调的程度因修复体类型和自动化AI系统的不同而有所差异。因此,原假设被否定。

结论

根据本系统评价的结果,AI设计的前牙和后牙单单位全覆盖冠修复体总体上与人工设计相当;然而,建议经验丰富的操作者对近中接触点、咬合关系、切缘引导和美学特征进行进一步优化。相比之下,AI设计的嵌体和三单位固定牙科修复体的临床接受度低于人工设计,尤其是在嵌体的近中接触点和咬合方面。

资助

本研究得到了韩国国家研究基金会(NRF)(由韩国政府(MSIT)资助,项目编号RS-2025-24803070和RS-2025-25462769)和泰国曼谷朱拉隆功大学科学研究与创新基金的支持(资助编号HEA_FF_69_098_3200_008);Nan Hsu Myat Mon Hlaing得到了现代汽车集团 Chung Mong-Koo基金会的支持。

作者贡献

Nareudee Limpuangthip:概念构思、方法论、研究、数据管理、资金获取、项目管理、初稿撰写。Nan Hsu Myat Mon Hlaing:概念构思、方法论、研究、数据管理、软件应用、可视化、审稿与编辑。Sang J. Lee:概念构思、方法论、验证、监督、审稿与编辑。Jae-Hyun Lee:概念构思、方法论、资源管理、可视化、资金获取、项目管理

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者提出合理请求后获取。

作者贡献声明

Nareudee Limpuangthip:初稿撰写、项目管理、方法论、研究、数据管理、概念构思。Nan Hsu Myat Mon Hlaing:审稿与编辑、可视化、软件应用、方法论、研究、数据管理、概念构思。Sang J. Lee:审稿与编辑、验证、监督、方法论、概念构思。Jae-Hyun Lee:审稿与编辑、可视化、监督、资源管理、项目管理
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