Abstract
运用专家系统辅助口腔可摘局部义齿支架的设计，通过“缺失牙位”、“基牙状况”和“个性部件替换”3个步骤逐次多级地完成可摘局部义齿支架设计，辅助医生快速制定个性化的治疗方案，优化临床路径，减轻临床工作量。通过本系统生成牙体预备方案以指导临床备牙，防止医生在繁忙的椅旁工作中遗漏牙体预备，减少由此带来的义齿返工率。同时本系统可生成规范的支架设计电子图纸，降低手工图纸带来的不便利性，以利医技沟通，减少返工率。
Keywords: 专家系统, 口腔修复, 可摘局部义齿, 支架
Abstract
This study aims to apply a new expert system to design removable partial denture (RPD) framework. The RPD design is completed in three steps, namely, “selecting missing teeth”, “selecting abutment condition”, and “selecting personalized clasp”. The system can help auxiliary dentists develop personalized treatment plans to reduce their clinical workload. It can also generate a dental preparation guideline for clinical preparation, which can prevent tooth preparation mistakes. By generating the standard electronic drawings of the framework design, the system can reduce the inconvenience caused by manual drawing, thereby facilitating dentist-technician communication and reducing the rate of remade.
Keywords: expert system, prosthodontics, removable partial denture, framework
可摘局部义齿是牙列缺损的常规修复方法，人类口腔缺牙形式的排列组合方式可有65 536种，再加上临床患者口腔内存在的牙齿的形态、部位的差异，使可摘局部义齿的设计方案更加复杂[1]。此外，还要考虑到患者的美观、生理及个性化需求，可摘局部义齿的设计与制作历来被认为是口腔医学中最基础也是较为综合复杂的修复方式[2]。当支架设计完成后，临床上还需对有关基牙进行相应的牙体预备。但是，目前大多的计算机辅助设计（computer aided design，CAD）活动义齿系统忽略了牙体预备方案的制定，降低了临床工作的效率。而且目前的可摘局部义齿设计方案大多依赖于手绘纸质设计单。由于医师绘画水平、风格及习惯不一，医生给技师制作义齿的工作授权书上，支架绘制图标不统一、不规范。一个义齿加工厂可能需要辨认几百上千种不同“风格”的设计单，这样的医技信息传递往往存在误判且耗费不少工作时间。
基于上述问题，本研究尝试应用新型的可摘局部义齿专家系统RD-Designer辅助活动义齿支架设计。本文将通过1例临床案例详述此专家系统的临床应用方法。
1. 操作方法介绍
患者男性，47岁，自述多颗牙缺失10余年。病史采集显示，患者10余年前牙齿陆续脱落，未行诊治，现来四川大学华西口腔医院修复Ⅱ科修复缺牙。口内检查见：上颌牙缺失，下颌34—37牙、31—43牙、46牙、47牙缺失，口内余留牙32牙、33牙、44牙、45牙叩诊、探诊及松动度检查均未见明显异常（图1）。结合临床及影像学检查制定治疗方案：上颌种植覆盖义齿、下颌可摘义齿修复。本文为介绍RD-designer系统的使用，仅叙述下颌的修复过程。
图 1. 案例患者口内情况.
Fig 1 Case of tooth loss
1）建立病例：在界面左侧选择“下颌牙列”，在主界面根据患者缺牙情况完成缺牙位的选择，其中灰色为缺失牙（图2）。
图 2. 软件选择缺失牙位界面.
Fig 2 Software interface of selecting missing teeth
2）一级方案设计：根据缺牙位在数据库中匹配备选方案，在界面左侧显示缩略图。缩略图为根据经典教材在数据库中预设的修复方案[3]–[5]。此案例中选择方案4：因患者缺牙较多且为游离缺失，故45牙设计回力卡，44牙设计RPL组卡，有一定的应力中断作用，减少咀嚼过程对基牙产生的侧向力； 33牙放置RPT组卡，相较于尖牙卡美观性提高，相较于RPI组卡固位力提高。点选此方案后其显示在主界面，点击下一步（图3）。
图 3. 软件一级方案实现界面.
Fig 3 Software interface of design stage one
3）二级方案设计：点击一级方案下放置卡环的基牙，依次输入松动和倾斜情况，默认状态为无倾斜、无松动。
对于松动情况。如果基牙Ⅰ度松动，且存在相邻天然牙，则可以选择使用牙周夹板类卡环，如连续卡环等。如果基牙Ⅱ度松动及以上，不适合作为基牙放置卡环，则需要进行卡环“跳转”，即将卡环跳转调整至远离缺失牙的一侧。由于不同卡环所对应的牙位略有区别，若新基牙与跳转前基牙的同名卡环存在，则显示为同名卡环。若同名卡环不存在，则显示为三臂卡环。
对于倾斜情况。根据基牙的近远中及唇舌方向划分9个倾斜状态。由于软件默认支托位置位于近中，故当基牙向近中方向倾斜时，弹出窗口提示“是否更换卡环支托位置”。当基牙有颊舌侧方向倾斜时，若卡环为杆型卡环，则弹出窗口提示“是否确定选择杆型卡环”。
此案例中各基牙均无松动、倾斜，各基牙选择松动度为“0°”，倾斜方向为“正”，输入完成后点击下一步（图4）。
图 4. 软件二级方案实现界面.
Fig 4 Software interface of design stage two
4）三级方案设计：对二级方案中部分卡环不满意的设计，可点选该卡环，左侧界面出现系统预设的可平行替换的卡环，根据美学等个性化考量点选其中一个卡环，即可以完成局部个性化调整。此方案中考虑到患者45牙的牙体表面存在一条唇面延伸至远中面的隐裂，不适宜放置支托，故将45牙上的回力卡环更换为圈型卡环，将支托从远中移至近中。完成后的三级支架设计方案，即最终方案（图5）。
图 5. 软件三级方案实现界面.
Fig 5 Software interface of design stage three
5）备牙指导：软件根据支架支托和邻面板的位置，分别生成基牙支托凹和导平面的预备方案（图6），医生在椅旁可据此方案进行牙体预备（图7）。
图 6. 软件提供备牙指导方案界面.
Fig 6 Software interface of guideline of tooth preparation
图 7. 44牙远中支托牙体预备.
Fig 7 Tooth preparation of mandibular first premolar
6）支架制作及试戴：根据RD-designer中生成的三级方案对支架进行CAD/计算机辅助制作（computer aided manufacturing，CAM）（图8、9）。
图 8. CAD.
Fig 8 CAD
图 9. CAM.
Fig 9 CAM
运用exo-CAD软件按照最终方案设计支架，通过选择性激光熔覆技术制作钴铬钼合金支架。经过支架试戴，最终将可摘局部义齿戴入患者口内（图10）。
图 10. 戴入患者口内的可摘局部义齿.
Fig 10 Removable partial denture try in
2. 讨论
医生给患者诊断的过程，本质上是基于患者的医学检查信息与临床医生的医学知识基础和诊疗经验间相互作用并综合分析处理的过程[6]。专家系统是应用人工智能技术和计算机技术，调用内部知识库，模仿临床工作人员根据患者的情况进行推理和判断，为医生临床决策提供参考的程序系统[7]。本系统通过3个步骤逐次生成修复方案，多级决策仍可由医生把控，且方案灵活度大。案例数据库与推理模型相互独立，便于数据库的更新及规则的修正。专家系统通过提供准确而高效的决策支持提高医生的工作效率[8]。还能通过所呈现的修复前数字化设计效果加强医患沟通，使患者充分参与修复过程[9]–[10]，辅助医生制定个性化的治疗方案。生成牙体预备方案以指导临床备牙，防止医生在繁忙的椅旁工作中产生牙体预备失误，减少由此带来的义齿返工率。本系统从研发到临床应用2年内已累计374例临床病例，临床可接受率达到97.86%，返工率为0。通过对300份可摘局部义齿设计单进行调研，其中完全无设计的达到23%，仅有固位体图样的为58%，完整简图的比例为17%，完整简图+明确文字标注的设计单比例仅为2%。不完整的图纸会对医技双方带来一定的沟通障碍。本系统可生成规范的支架设计电子图纸，减少手工图纸带来的不便利性和误解率，优化可摘局部义齿修复临床路径。
Funding Statement
[基金项目] 成都市科技惠民计划项目（2016-HM02-00018-SF）
Supported by: Chengdu Science and Technology Benefiting People Project (2016-HM02-00018-SF).
Footnotes
利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。
References
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