人工智慧設計牙科修復體的臨床應用評估

當前在人工數位牙科的發展中，修復體透過牙科電腦輔助設計與電腦輔助製造 (CAD/CAM) 人工數位化系統做三維立體 (3D) 列印已發展相當成熟，再加上人工智慧 (Artificial intelligence, AI) 應用也是日常生活與牙科必然趨勢，因此傳統的手工修復體製作也跟著進步更新。然而，修復體的特異性、再現性、邊緣完整性、密合度與咬合真實型態複雜度添加了人工數位化 CAD/CAM 製作與 AI 應用製程修復體與牙科設計的挑戰。所以，目前透過人工數位口掃機印模與牙科用椎形狀電腦斷層 (CBCT) 影像的擴展，可克服 AI 與 CAD/CAM 在修復體的臨床應用。本實驗目的在驗證 AI 對牙科修復體治療的可能性。
本研究方法先分析口外 AI 製程、人工數位化 CAD/CAM 設計、傳統人工去蠟鑄造三種不同方式，並利用牙科標準模型與樹脂材料做 3D 列印成形製造的 11 Veneer、 16 Crown、 36 Onlay、 46 Inlay 後再觀察彼此間差異性。同時比較不同製程設計修復體的所需時間、 3D表面再現性、邊緣完整性、以及密合度與精密度等。
結果顯示，三種方式設計製作修復體所需時間依序是 AI 最快速 (57-60秒)，其次是人工數位 (229-450秒)，最後是傳統人工去蠟鑄造最耗費時間 (263-623秒)。基本上利用根均方誤差值 (RMSE) 的計算與比較得到初步結果是人工數位設計的修復體比 AI 設計具有較優的3D表面再現性。至於邊緣完整性在光學顯微鏡下， AI 修復體除了具有良好的密合度外， AI 設計的全牙冠修復體都將可大幅減少邊緣間隙。但不同方式製作的修復體邊緣間隙顯示邊緣缺陷範圍在 (2 ± 1 values) – (5 ± 2 values) ，沒有顯著差異。三種製作方式在 X 光與 CBCT 影像上顯示在不同修復體的精密度上，不論是那個面向空間都是在臨床可接受範圍內 (< 120 μm)。
同時利用口內 AI 與人工數位兩種方式製作下顎第一大臼齒全牙冠進行比對佐證，結果也顯示 RMSE 範圍從 189 μm 到 252 μm有顯著差異。 原則上 AI 設計的近心接觸與遠心接觸距離都大於人工數位製作，因此臨床上人工數位製作調整也較耗費時間。而不論在 AI 或人工數位製作全牙冠的四個面向的邊緣間隙總和數值，依測試案例依序是 332 μm、 376 μm、 366 μm 與 276 μm、 341 μm、 293 μm。平均每個面向邊緣間隙均小於 90 μm。
本研究的結果顯示 AI 設計相較於傳統人工去蠟鑄造與人工數位設計將節省更多的時間而提高製作效率。再現性數據得知 AI 設計與人工數位設計的修復體表面真實性相近，表明 AI 已接近人工數位設計的牙科修復體形態。同時 AI 將可精準地設計修復體邊緣以減少邊緣間隙。總結這些結果也跟本研究假設相符合。 1. 人工智慧製程比傳統人工去蠟鑄造製程更符合患者的美學與口腔構造、 2. 人工智慧設計可以將修復體在牙科臨床表現更完美，但不代表人工智慧一定能取代人工數位化 CAD/CAM 的牙科製作流程。