2023年 · 第58卷第06期

人工智能在口腔医学领域显示出可能带来变革的应用前景，相关文献从20世纪90年代以来呈逐年增长趋势。本文通过文献检索，初步总结口腔医学领域人工智能相关文献的发表情况，浅析口腔医学领域人工智能研究的热点演变及相关技术进展，以期为人工智能研究和应用提供参考。

随着人工智能技术的发展，其在口腔正畸领域得到了广泛的应用。在精确测量、多维度诊断、方案设计、疗效预测等方面，人工智能具备较大的应用前景。同时，人工智能的应用也存在一定的局限，如由患者个体差异性、人工智能的“黑箱”属性带来的风险，医疗责任划分不明造成的隐患等。本文就人工智能在口腔正畸研究领域的应用历史及现状进行总结和分析，并探讨其未来可能的发展趋势，以供临床参考。

点云数据是口腔虚拟手术设计、颜面不对称分析等环节的基础，颅颌面三维特征在口腔颌面外科、正畸矫治设计中发挥关键作用。随着口腔数字化技术临床应用的普及，颅颌面三维特征的自动化构建成为研究发展趋势，因而基于颅颌面点云数据的三维解剖标志点定点和对称参考平面构建算法备受关注。本文结合笔者团队研究及国内外研究进展，论述基于颅颌面点云数据，构建解剖标志点和对称参考平面特征的数学算法和深度学习算法，阐述该领域的发展历程和最新研究进展，分析探讨各种方法的优势及局限，以期为口腔临床研究和应用提供参考。

数字化技术在口腔颌面外科诊断和治疗领域的应用，促进了口腔颌面外科由传统的经验依赖性诊疗模式逐步向数字化外科过渡。但目前数字化外科技术的应用场景还存在一定局限。近期，人工智能逐渐进入蓬勃发展阶段，以数字化、智能化为目标的“数智化”口腔颌面外科成为学科发展的重要方向。笔者结合所在单位和国内外研究成果，论述口腔颌面外科领域人工智能的应用现状及存在问题，以期推进人工智能在口腔颌面外科诊疗领域的深入发展。

以深度学习为代表的人工智能在口腔颌面医学影像学领域得到越来越多的关注，被广泛用于图像分析与影像质量提升。本文主要阐述深度学习用于口腔颌面影像中牙及其他解剖结构的自动检测、识别和分割，口腔颌面部疾病检测与辅助诊断，以及法医学牙齿鉴定方面的研究进展；并分析目前研究的局限以及展望未来的发展方向。

目的 通过训练生成对抗网络（generative adversarial networks，GAN）模型，构建一种用于消除CT图像金属伪影的神经网络，以期为临床提供参考。 方法 收集2017年1月至2022年6月四川大学华西口腔医院影像科就诊患者的CT资料，共纳入1 000例无伪影CT数据和620例金属伪影CT数据，包含充填体、冠类、钛板钛钉类、托槽类、金属异物类5种。将400例金属伪影CT数据和1 000例无伪影CT数据用于仿真合成，构建出1 000对配对的模拟金属及伪影图像和模拟金属图像（每种200对）。在保证5种金属伪影数据相等的情况下，将整个数据集随机（计算机随机）分为训练集（800对）和测试集（200对），前者用于训练GAN模型，后者用于评估GAN模型性能。定量评价测试集均方根误差（root-mean-square error，RMSE）和结构相似性（structural similarity index measure，SSIM）。用训练好的GAN模型对剩余的220例临床病例颌面部CT图像金属伪影进行消除，并由2名高年资主治医师分别使用改良利克特量表对消除结果进行评价。 结果 测试集中充填体、冠类、钛板钛钉类、托槽类和金属异物类伪影消除的RMSE值分别为0.018±0.004、0.023±0.007、0.015±0.003、0.019±0.004、0.024±0.008（F=1.29，P=0.274），SSIM值分别为0.963±0.023、0.961±0.023、0.965±0.013、0.958±0.022、0.957±0.026（F=2.22，P=0.069），总体差异均无统计学意义。2名评价者评分的组内相关系数为0.972，对于220例临床病例，改良利克特量表的总体得分为（3.73±1.13）分，整体消除效果较满意。充填体、冠类、钛板钛钉类、托槽类和金属异物类的改良利克特量表得分分别为（3.68±1.13）、（3.67±1.16）、（3.97±1.03）、（3.83±1.14）、（3.33±1.12）分，总体差异无统计学意义（F=1.44，P=0.145）。 结论 本项研究构建的CT图像金属伪影消除GAN模型，可有效去除金属伪影的干扰，提升图像质量。

目的 基于深度学习构建头颅侧位X线片自动诊断分类模型，为正畸临床诊断提供参考。 方法 收集2015年1月至2021年12月就诊于首都医科大学口腔医学院正畸科的正畸患者头颅侧位X线片2 894张，构建数据集，包括1 351例男性和1 543例女性，年龄（26.4±7.4）岁。先由1名正畸专业主治医师和1名博士研究生（正畸工作年限分别为8和5年）进行人工定点，测量头影测量项目并进行初分类，再由1名正畸专业主任医师和1名主治医师（正畸工作年限均超过20年）进行核查，内容包含8项骨性和牙性诊断分类。数据按7∶2∶1的比例分别纳入训练集、验证集和测试集。使用开源DenseNet121网络（一种深度学习模型）构建头颅侧位X线片自动诊断分类模型。模型训练后，使用测试集计算模型的分类准确性、精确性、敏感性、特异性，输出受试者工作曲线并计算曲线下面积评估模型性能；输出热力图，可视化模型关注区域。 结果 成功构建头颅侧位X线片自动诊断分类模型，其对1张头颅侧位X线片作出8项诊断分类平均需要0.112 s。其中5项诊断分类的准确性为80%~90%，包括矢状骨面型、下颌发育、垂直骨面型、上前牙倾斜情况和下前牙突出情况；3项诊断分类的准确性为70%~80%，包括上颌发育、下前牙倾斜情况、上前牙突出情况。各项诊断分类的总体95%可信区间曲线下面积均≥0.90。热力图显示，分类成功的头颅侧位X线片的激活区域分布于分类相关结构区域。 结论 本项研究基于DenseNet121网络构建了头颅侧位X线片自动诊断分类模型，其可实现8项临床常用诊断项目的快速分类。

目的 探索上颌骨复合体三维数据解剖标志点的自动定点方法，并初步评价其可重复性与准确性。 方法 从2021年6月至2022年12月就诊于北京大学口腔医学院·口腔医院口腔颌面外科的口腔疾病患者螺旋CT资料中，选取31例颅颌面骨骼形态大致正常者的螺旋CT资料，其中男性15例，女性16例，年龄（33.3±8.3）岁，通过Mimics软件对上颌骨复合体进行三维重建，通过Geomagic软件对上颌骨复合体三维数据进行网格优化。由2名主治医师和1名副主任医师对31例上颌骨复合体数据进行人工定点，确定24个解剖标志点，取3人定点均值作为专家定点结果。选择其中1例符合健康人颅颌面骨骼三维形态平均特征的上颌骨复合体数据作为模板数据，其余30例作为目标数据。采用MeshMonk开源程序（一种非刚性配准算法）将模板数据与目标数据基于4个标志点（鼻根点、左右颧弓最突点、前鼻棘点）进行初对齐，再将模板数据基于非刚性配准算法变形为目标数据的形状，得到变形后模板数据，基于模板数据变形前后同名标志点的索引不变特性，自动检索变形后模板数据各标志点坐标，以此作为目标数据同名标志点自动定点坐标，也即完成自动定点过程。30例目标数据的自动定点过程重复3次。计算变形后模板数据与目标数据的稠密对应点对（约25 000对）的三维偏差［均方根距离（root-mean-square distance，RMSD）］，作为非刚性配准算法的变形误差，并分析非刚性配准算法3次变形误差的组内相关系数（intra-class correlation coefficient，ICC）；计算24个解剖标志点自动定点结果与专家定点结果的直线距离作为自动定点误差，并分析3次自动定点三维坐标的ICC值。 结果 30例变形后模板数据与对应目标数据的三维偏差（RMSD）为（0.70±0.09）mm，非刚性配准算法3次变形误差的ICC值为1.00。24个解剖标志点自动定点误差为（1.86±0.30）mm，前鼻棘点自动定点误差最小，为（0.65±0.24）mm；左眶下缘点自动定点误差最大，为（3.27±2.28）mm；3次自动定点三维坐标ICC值均为1.00。 结论 本项研究建立了一种基于非刚性配准算法的上颌骨复合体三维数据自动定点方法，该方法应用于正常形态上颌骨复合体三维数据定点的准确性与可重复性较好。

目的 基于深度学习开发用于正畸图像数据自动分类的多分类正畸图像识别模型，为正畸图像数据管理提供参考。 方法 收集2020年10至11月和2021年6至7月首都医科大学口腔医学院正畸科采集的35 000张正畸临床图像，图像全部来自于490例正畸治疗患者，男女性别比例为49∶51，年龄范围为4~45岁。根据纳入及排除标准进行数据清洗，最终纳入数据集中的图像数据包括面像17 453张（包括正面像、正面微笑像、右侧90°面像、左侧90°面像、右侧45°面像和左侧45°面像）、口内像8 026张［包括正面像、右侧像、左侧像、上颌面像（原始）、上颌面像（翻转后）、下颌面像（原始）、下颌面像（翻转后）、覆覆盖像］、X线片4 115张［包括头颅侧位X线片（左侧）、头颅侧位X线片（右侧）、头颅正位X线片、曲面体层X线片以及手腕骨X线片］、其他非正畸图像684张。由正畸专业博士研究生、副主任医师、主任医师共同组成标注团队，使用图像标注工具对正畸图像进行分类标注。图像类别包括6类面像、8类口内像、5类X线片以及其他图像，共计20种分类标签。每个标签的数据按8∶1∶1的比例利用Pthyon计算机语言中的Random函数随机分为训练集、验证集和测试集，使用改进的SqueezeNet网络（一种深度学习模型）进行训练，使用ImageNet自然图片开源数据集中的13 000张作为额外的非正畸图像进行异常数据处理的算法优化，构建基于深度学习模型的多分类正畸图像识别模型。根据测试集的预测结果，利用精确率、召回率、F1分数以及混淆矩阵作为正畸图像分类准确性的指标，评价该模型的预测能力。使用梯度加权分类激活映射方法生成热力图，验证该模型进行图像分类判断逻辑的可靠性。 结果 通过数据清洗和标签标注，共30 278张正畸图像纳入数据集。测试集分类结果显示，多数分类标签的精确率、召回率以及F1分数为100%，3 047张图像中仅5张分类错误，模型精确率达99.84%（3 042/3 047）。而异常数据处理的精确率达100%（10 500/10 500）。热力图显示，多分类正畸图像识别模型在图像分类过程中的判断依据与人类在判断该图像分类时基本一致。 结论 本项研究基于改进后的SqueezeNet网络构建了一种可用于20种正畸图像自动分类的多分类正畸图像识别模型，该模型的图像分类准确性较好。

目的 探讨无线整合型MRI信号放大器（wireless amplified MRI detector，WAND）耦合常规头颈联合线圈行颞下颌关节（temporomandibular joint，TMJ）高清成像，评估颞下颌关节紊乱病（temporomandibular disorders，TMD）患者翼外肌附着类型与颞下颌关节盘位置的相关性。 方法 收集2019年10月至2022年1月经贵州省人民医院口腔颌面外科诊断为TMD的患者85例（共160侧TMJ），其中男性16例，女性69例，年龄（32.7±14.2）岁（16~80岁），所有纳入对象均行张、闭口斜矢状位以及冠状位WAND耦合头颈联合线圈双侧TMJ高清扫描。基于TMJ及翼外肌高清成像，对比分析TMD患者翼外肌附着类型与TMD患者关节盘位置，采用χ2检验和Pearson相关性分析二者的相关性。 结果 翼外肌附着类型存在3种，Ⅰ型共51侧［31.9%（51/160）］，Ⅱ型共77侧［48.1%（77/160）］，Ⅲ型共32侧［20.0%（32/160）］；TMD患者翼外肌不同附着类型与关节盘位置存在强相关（χ2=28.20，P=0.002，r=0.776）；不同附着类型翼外肌与关节盘是否可复性移位之间无显著相关（χ2=0.24，P=0.887，r=0.825）。 结论 TMD患者翼外肌不同附着类型与关节盘位置之间存在相关，WNAD耦合常规头颈联合线圈TMJ高清扫描可为TMD患者在评估翼外肌附着类型及关节盘位置提供可靠影像学证据。

目的 探讨集落刺激因子1受体（colony-stimulating factor 1 receptor，CSF-1R）抑制剂培西达替尼（pexidartinib，PLX3397）对脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激下的骨髓来源巨噬细胞（bone marrow-derived macrophages，BMDM）衰老的调节作用。 方法 从10只6~8周龄雄性C57BL/6小鼠（贵州医科大学实验动物中心获取）的股骨和胫骨分离、培养BMDM，将BMDM分为空白对照组、LPS组（1 μg/ml LPS处理24 h）和低、中、高浓度PLX3397预处理组（分别给予100、500和1 000 nmol/L PLX3397处理4 h后，再以1 μg/ml LPS处理24 h），采用细胞计数（cell counting kit-8，CCK-8）试剂盒检测细胞活力；通过衰老相关β-半乳糖苷酶（senescence-associated-β-galactosidase，SA-β-gal）染色检测细胞衰老；蛋白质印迹法检测细胞周期依赖性激酶抑制因子p16、p21和CSF-1R的蛋白表达；细胞免疫荧光法检测p16、p21在细胞内的表达；实时定量PCR（real-time fluorescence quantitative PCR，RT-qPCR）检测衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）因子包括白细胞介素（interleukin，IL）、趋化因子1/10（chemokine-1/10，CXCL-1/10）、基质金属蛋白酶8（matrix metalloproteinase-8，MMP-8）、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）的mRNA表达。 结果 中、高浓度PLX3397预处理组SA-β-gal染色阳性细胞率［分别为（39.33±4.93）%、（36.33±3.06）%］均较LPS组［（52.00±3.00）%］显著下调（P=0.020，P=0.005）；低、中、高浓度PLX3397预处理组CSF-1R的蛋白表达（分别为0.74±0.18、0.61±0.07、0.54±0.06）均较LPS组（1.16±0.08）显著下调（P=0.013，P=0.002，P<0.001）；低、中、高浓度PLX3397预处理组CSF-1R的mRNA表达（分别为1.04±0.06、0.90±0.05、1.18±0.08）均较LPS组（2.90±0.25）显著下调（P<0.001）；低、中、高浓度PLX3397预处理组p16平均荧光强度（分别为49.76±3.65、48.21±1.72、47.99±1.26）均显著低于LPS组（66.88±5.85）（P=0.001，P<0.001，P<0.001）；中、高浓度PLX3397预处理组p21平均荧光强度（分别为34.43±3.62、30.13±0.86）均较LPS组（46.82±5.33）显著下调（P=0.043，P=0.007）；低、中、高浓度PLX3397预处理组p16蛋白表达（分别为0.56±0.04、0.55±0.04、0.35±0.19）均较LPS组（0.98±0.10）显著下调（P=0.003，P=0.002，P<0.001）。低、中、高浓度PLX3397预处理组p21蛋白表达（分别为0.69±0.20、0.42±0.08、0.26±0.14）均较于LPS组（1.16±0.24）显著降低（P=0.032，P=0.002，P<0.001）。RT-qPCR结果显示，与LPS组相比，PLX3397预处理组IL-6、IL-1β、CXCL-1、CXCL-10、MMP-8的表达均显著降低（P<0.001），TGF-β mRNA表达水平显著升高（P<0.001）。 结论 LPS可通过激活BMDM表面CSF-1R诱发细胞衰老，分泌SASP因子，加重局部炎症反应；CSF-1R抑制剂PLX3397可减弱LPS关联的CSF-1R激活，抑制LPS诱导的BMDM衰老。

目的 分析2016至2020年我国口腔医师资源配置的公平性，为进一步优化口腔医师资源配置提供参考。 方法 通过《中国卫生和计划生育统计年鉴》《中国卫生健康统计年鉴》和《中国统计年鉴》，分别收集2016、2018和2020年国内及国际上相关口腔医师资源的数据资料以及相关各省份人口、地区面积等数据资料，运用卫生资源集聚度（health resources agglomeration degree，HRAD）和人口集聚度（population agglomeration degree，PAD）等数值分析相关的数据。 结果 2010至2019年国际范围内我国每万人口口腔医师数排第46位，国内口腔医师卫生资源数量呈上升趋势，性别分布较均衡，年龄分布主要集中在25~44岁；专业技术层面中初级所占的比例可达全体人员的79.5%~83.0%。按地理面积和人口密度算出的口腔执业（助理）医师HRAD与PAD比值结果显示，东部地区省份的HRAD与PAD比值均大于1，中部和西部地区大部分省份该比值均小于1，东部地区配置过剩而中部和西部地区则不足。 结论 我国口腔医师资源配置仍存在一定的不公平性，国家层面要继续培养优质口腔医学人才，加大对基层和偏远地区的扶植力度；全面提高在职在岗人员能力素质和工作水平；推动和规范口腔医师多点执业，促进口腔健康人才的合理流动。

计算机辅助技术逐渐成为口腔教学和临床诊疗的一部分。增强现实技术是计算机辅助医疗的一项前沿技术，其不仅能作为口腔医学教育的辅助手段，利用呈现的三维场景进行教学演示和实验技能培训；而且能将患者的虚拟影像信息叠加至真实病灶区域进行实时反馈，实现术中导航。本文就增强现实技术在口腔医学领域的应用现状及局限展开叙述，以期为临床提供参考。

皮下气肿是气体经组织间隙进入皮下组织引起的局部组织肿胀。虽然皮下气肿通常是非致命性和自限性疾病，但在严重的情况下，气体可能扩散至颈部、纵隔和胸部，导致纵隔气肿等，引发严重的并发症。本文对口腔治疗相关的皮下气肿的病因、形成机制、临床表现、诊断与鉴别诊断、可能引发皮下气肿的口腔科操作，以及皮下气肿的治疗和预后做一综述，以期为口腔医师提供参考。

寡核苷酸药物具有靶向性、可修饰性和高生物安全性。近年研究表明，寡核苷酸可用于制作生物传感器、疫苗佐剂，并具有抑制牙槽骨吸收、促进颌骨和牙槽骨再生修复、抗肿瘤、破坏菌斑生物膜以及精准控制药物释放的功能。因此寡核苷酸在口腔医学领域具有广阔的应用前景。本文将从寡核苷酸的分类、作用机制以及其在口腔医学领域的研究现状进行综述，旨在为寡核苷酸的进一步研究和应用提供思路。

根分叉病变（furcation involvement）是牙周炎的病变和破坏波及多根牙的根分叉区，在该处形成牙周袋、附着丧失及牙槽骨吸收，是牙周炎较常见的伴发病变。根分叉病变程度可直接影响牙周炎预后，而根分叉区解剖结构的特异性又大大增加了根分叉病变的治疗难度。因此，根分叉病变的早期发现及治疗对牙周炎的预防和控制至关重要。本文简述根分叉病变的发生机制，重点阐述该疾病的诊断、分类及治疗，以期提高口腔医师对根分叉病变的临床诊疗水平。

糖尿病患者因牙周疾病而就诊于口腔科的人数不断上升，而且症状相对较重，常因合并一些并发症增加了牙周治疗的复杂性。本文简述了伴糖尿病牙周炎的流行病学和相关病理机制的研究进展及其临床表现等，并重点阐述和总结其治疗策略，以期为口腔医师在临床诊疗伴糖尿病的牙周炎患者提供参考。