全國首個多模態智慧平臺——讓患者口腔治療更便捷

“現在的高科技太令人驚嘆了，我下午在醫院做了牙齒掃描，明天就能安裝假牙貼片和保持器，效率超高，為像我這樣的外地患者，在交通和住宿上節省了一筆錢。”4月29日，來自延安子長市的患者劉女士告訴記者。

當天，劉女士在西安交通大學口腔醫院完成了正畸治療，第二天即可進行前牙美學修復。據了解，按照傳統方法，前牙修復加上保持器的製作安裝，治療週期需要1周以上，而現在，這些治療可以在24小時之內完成，治療次數也減少了1次。

讓劉女士受益的是西安交通大學口腔醫院科研團隊將人工智慧技術與大數據深度融合，自主研發的國內首個多模態智慧口腔臨床分析診斷平臺（以下簡稱“多模態智慧平臺”）。

“在口腔診療過程中，通常涉及牙、頜骨、面部軟組織及其功能運動等多個方面，需要二維影像、口腔牙列模型、面部三維形態、三維CT/MRI以及咬合肌電生理等多種數據，序列長、模態多，在一定程度上形成了診療和轉診的門檻和壁壘。”西安交通大學口腔醫院預檢分診中心主任、副主任醫師亓坤説。

為解決上述問題，亓坤團隊與西安交通大學電腦科學與技術學院于2021年開始聯合科研攻關，研發出具備國際領先水準的多模態智慧平臺。該平臺對傳統口腔診療流程進行重塑，實現了前端系統數據採集、中端AI輔助醫生診斷設計、後端3D列印加工的新模式，推動口腔醫務人員工作的數字化、智慧化進程。

亓坤介紹，以中端AI輔助醫生診斷設計為例，團隊搭建了高算力的超算平臺用於處理與分析數據，並開展多模態數據自動配準工作，將影像數據、軟組織及牙齒的三維掃描點雲數據進行匹配和對齊配準，形成了一套多模態數據配準標準。

同時，團隊開發了一系列智慧演算法輔助醫生診斷。例如，側位片自動診斷功能實現了對患者顱面部特徵的自動分析診斷，使原本需要20分鐘的手動測量在5秒內即可完成，準確率高達92%；三維面相自動診斷功能準確率達90%以上；病理自動分期、圖像分型功能實現口腔病理切片的自動診斷、自動分型。

“無論是像劉女士這樣需要佩戴陶瓷貼片保持器的患者，還是需要種植牙的患者，我們過去都是先採集他們的口腔影像數據，然後憑藉醫生的經驗來設計相應的産品。現在，這些都可以通過數字化設計來完成，不僅時間大幅縮短，而且準確率也得到了保證。”亓坤説。

據介紹，多模態智慧平臺自動診斷技術將醫生的診斷設計總時長縮短40%，大大提升了醫生的工作效率。同時，在提升基層醫療機構診療水準方面可發揮積極作用。

“在中端AI輔助醫生進行診斷設計並形成診療方案後，醫生可以直接通過CAD/CAM數字化製造技術或3D列印技術加工所需要的修復體和矯治器。而在過去，我們需要使用石膏或硅膠對患者的牙齒進行印模，再根據印模製作模型，最後才是製造‘假牙’，費時費力，準確度還難以保證。”亓坤説。

據統計，2023年，西安交通大學口腔醫院完成了5000余例口內瓷嵌體數字化設計及加工，數量位居全國首位。多模態智慧平臺自動診斷技術將該類患者的就診次數減少1/3，總體診療時間縮短4.5天，幫助患者節約大量診療費用，減輕了患者負擔，提升了就診體驗。目前，多模態智慧平臺已被推廣至江蘇、甘肅、山東、新疆以及陜西省部分口腔醫院，並在臨床上廣泛使用。

多模態智慧平臺的研發和應用只是一個縮影。近年來，西安交通大學口腔醫院科研團隊還開發了基於各類感測器的頜面部可穿戴設備、口腔正畸矯治器等，在口腔數字化、智慧化建設方面取得了系列突破。

“口腔健康是全身健康的重要組成部分，口腔疾病與全身疾病有密切關係。下一步，我們將加大科技創新力度，讓更多科技成果和突破用於臨床，造福廣大患者。”西安交通大學口腔醫院院長李昂説。