人工智能+3D打印，做出一口好“牙”
人工智能+3D打印，做出一口好“牙”
孫玉春 北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字化研究中心副主任、主任醫(yī)師
近日，在2021年中關(guān)村論壇上揭曉的2020年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)中，北京大學(xué)口腔醫(yī)院聯(lián)合南京航空航天大學(xué)等機(jī)構(gòu)，憑借“復(fù)雜口腔修復(fù)體的人工智能設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)仿生制造”共同摘得北京市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。
數(shù)字化技術(shù)用于義齒修復(fù)成研究熱點(diǎn)
根據(jù)《第四次全國口腔 健康 流行病學(xué)調(diào)查報(bào)告》（2018），我國35歲以上成人平均失牙4.7顆，各年齡組缺損、缺失牙齒達(dá)數(shù)十億顆。口腔修復(fù)體、義齒即假牙，是目前人類重拾咀嚼功能的有效幫手。
“上世紀(jì)七八十年代，一位法國教授首先將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于牙科。”孫玉春介紹，近30年來，數(shù)字化技術(shù)在全球口腔修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入和廣泛，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)為代表的口腔數(shù)字化修復(fù)技術(shù)，在固定修復(fù)、種植修復(fù)和可摘局部義齒修復(fù)方面的慢慢發(fā)展成熟，修復(fù)診療的效率和精度也在不斷提高。
近年來，將數(shù)字化技術(shù)用于全口義齒修復(fù)成為研究熱點(diǎn)，國際上先后涌現(xiàn)出十余種數(shù)字化全口義齒修復(fù)系統(tǒng)。不過，孫玉春透露，由于制模、記錄頜位與全口義齒設(shè)計(jì)技術(shù)難度仍然較高，導(dǎo)致義齒設(shè)計(jì)效率和智能化程度不高。
“判斷義齒療效的關(guān)鍵，是義齒的設(shè)計(jì)制造精度與仿生匹配度。”孫玉春表示，進(jìn)入21世紀(jì)，人們看到了人工智能在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的價(jià)值。人工智能最初用于口腔診斷，但現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于三維掃描、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、仿生材料設(shè)計(jì)，它可以提高義齒的設(shè)計(jì)效率和仿生度，讓義齒與患者更匹配，同時(shí)減少傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)、制造、精調(diào)人力成本。
1000多副手工模型建成數(shù)據(jù)庫
但義齒的三維設(shè)計(jì)，長期依賴于歐美國家基于解析幾何算法的CAD軟件，這種軟件聚焦于每一顆牙齒單獨(dú)設(shè)計(jì)，應(yīng)用難度大且效率低。
將近10年的時(shí)間，孫玉春常常利用國外軟件排列每一顆義齒的位置，但他發(fā)現(xiàn)，始終沒有國內(nèi)義齒技工大師排得好。
差異來自不同的技術(shù)路線，“用歐美軟件設(shè)計(jì)時(shí)，要用鼠標(biāo)對每顆牙齒的空間位置、姿態(tài)和三維形狀進(jìn)行逐個(gè)交互式調(diào)整，每顆牙齒需要考慮上下左右前后6個(gè)自由度，全口28顆牙齒需反復(fù)調(diào)整168個(gè)自由度。而傳統(tǒng)技師是靠多年積累的手工排牙經(jīng)驗(yàn)和操作技巧排牙，想用鼠標(biāo)和鍵盤模仿，難度極大。”孫玉春說。
快要放棄時(shí)，孫玉春靈光一現(xiàn)，“何不把中國技師做好的義齒看成一個(gè)整體，再根據(jù)每個(gè)患者的個(gè)體情況，整體調(diào)整義齒的三維外形參數(shù)？這就像蓋房子，把以前一塊一塊壘磚，變成整棟房子遷移，而這個(gè)房子又可以根據(jù)環(huán)境自適應(yīng)變形。這樣也許就可以突破國外軟件設(shè)計(jì)效果和效率的瓶頸”。
孫玉春團(tuán)隊(duì)將北大口腔醫(yī)學(xué)院最初積累的1000多副義齒模型掃描進(jìn)電腦，進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。利用這1000多副模型，團(tuán)隊(duì)最終提出基于面部中線、口角線、唇高低線、牙頜弓曲線（寬度、深度、曲度）等10余個(gè)關(guān)鍵變量的權(quán)重指標(biāo)體系，根據(jù)這些指標(biāo)采集患者的信息，幾秒鐘就能在數(shù)據(jù)庫中找到最適合當(dāng)前患者的標(biāo)準(zhǔn)義齒模板。
現(xiàn)在，他們的數(shù)據(jù)庫里已經(jīng)有全國近20萬副義齒模型。“目前在國內(nèi)有約570家義齒加工廠在用，每天可以設(shè)計(jì)1700多副義齒模型。”孫玉春說。
探索 最適合的齒形結(jié)構(gòu)3D打印參數(shù)集
雖然設(shè)計(jì)義齒的效率提升了，但要把設(shè)計(jì)圖變成真切的義齒，還面臨很多困難。
早期歐美進(jìn)口的金屬3D打印裝備為單激光掃描，排版設(shè)計(jì)過程過于繁瑣、智能分析判斷能力不足，需要大量的手工調(diào)整和打磨后處理操作，導(dǎo)致制造精度效率低、材料浪費(fèi)大。
“當(dāng)時(shí)用國外典型的打印機(jī)打印出的義齒關(guān)鍵局部的精度只有100—150微米，但用我們的打印機(jī)可以達(dá)到30—50微米。”孫玉春說。
疊層處理材料讓義齒更逼真
從牙尖到牙根，顏色、透明度、硬度是漸變的，如何制備出仿生的材料用于人工智能設(shè)計(jì)和精細(xì)的制造工藝？
氧化鋯是制造義齒的主要材料。“歐美日長期掌握著口腔氧化鋯材料制備的尖端技術(shù)，但他們早期生產(chǎn)的氧化鋯材料只有單一的顏色、透明度、硬度，力學(xué)、美學(xué)均與天然牙齒硬組織‘失配’，這也是全球牙科陶瓷材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。”孫玉春指出，為了讓義齒從上到下呈現(xiàn)不同的顏色、透明度、力學(xué)性能，科研團(tuán)隊(duì)對氧化鋯材料疊層處理，每一層都暗藏玄機(jī)。
“我們將含有不同比例氧化釔的6種氧化鋯，按照一定結(jié)構(gòu)壓在一起，在每層建立一種雙向梯度滲透的仿生界面，這個(gè)界面模仿天然牙齒的絞釉層，使義齒在制造和燒結(jié)時(shí)，不會發(fā)生層間斷裂和制造精度下降。”孫玉春說，這套技術(shù)在一定程度上解決了義齒咬合面的硬度、彈性模量遠(yuǎn)高于天然牙釉質(zhì)的難題，提升了口腔氧化鋯修復(fù)體與余留天然牙齒在功能、美學(xué)上的仿生匹配度。
如今，經(jīng)由這套解決方案研發(fā)出的8種產(chǎn)品，均可完全替代進(jìn)口并已出口海外，仿生氧化鋯材料產(chǎn)品已經(jīng)推廣到全球120多個(gè)國家，每年可生產(chǎn)近千萬顆義齒。
“20年前，我國在口腔數(shù)字化修復(fù)領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品基本依賴進(jìn)口。現(xiàn)在，國產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，部分達(dá)國際領(lǐng)先水平，而且還實(shí)現(xiàn)了中國自主高端口腔醫(yī)療技術(shù)裝備在全球牙科市場‘零’的突破。”孫玉春說。
3D打印公司的作用有哪些?
有了好的3D打印設(shè)備，加上優(yōu)質(zhì)的3D打印材料，不僅高效率生產(chǎn)，并且也讓產(chǎn)品質(zhì)量有所保障，助力義齒加工廠更好地轉(zhuǎn)型升級。2、對口腔醫(yī)院的作用隨著3D打印公司的服務(wù)加持，對口腔醫(yī)院最為顯著的作用是幫助提高了醫(yī)生的診療效率。以黑格科技最新的這臺桌面級齒科專用3D打印機(jī)Ultra Craft DS為例，醫(yī)生或者...
鑲牙技術(shù)的發(fā)展歷程
可以滿足不同患者的具體需求。此外，3D打印技術(shù)也被應(yīng)用于假牙的制作過程中，大大提高了生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量。隨著人們對生活質(zhì)量要求的不斷提高，假牙的制作也朝著更加個(gè)性化和高質(zhì)量的方向發(fā)展。未來的假牙可能會更加智能化，具備更好的功能性，為人們帶來更舒適和自然的使用體驗(yàn)。
醫(yī)用樹脂類3D打印材料有哪些?
耐高溫牙模、臨時(shí)冠橋、個(gè)性化托盤、仿真牙齦、高精度牙模、柔性托槽粘接導(dǎo)板、專用鑄造蠟型、種植手術(shù)導(dǎo)板等等，能滿足大部分牙科技工所和口腔醫(yī)院的數(shù)字化生產(chǎn)需求。好的材料正在不斷的研發(fā)升級中，未來醫(yī)用樹脂類3D打印材料還將不斷擴(kuò)張其隊(duì)伍數(shù)量，來滿足越來越多的數(shù)字化口腔醫(yī)療應(yīng)用需求。
電腦3d動畫打印用什么打印機(jī)好有沒有比較好用的3D打印機(jī)推薦
樓主可以看看Creative 3D今年新出的液晶光固化3D打印機(jī)LD-001。這款打印機(jī)的打印精度可以達(dá)到微米級,堪比DLP和SLA,但是這款現(xiàn)在3000多塊錢就能買到。是目前光固化3D打印機(jī)中性價(jià)比最高的一款,可以用來打印動畫手持、牙齒假牙、首飾,效果非常好。當(dāng)然是國產(chǎn)的。好的如今,3D打印機(jī)已經(jīng)越來越普及,不再是少數(shù)人的“...
牙科報(bào)什么專業(yè)
提供必要服務(wù)。口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域正經(jīng)歷科技革新，數(shù)字化、人工智能與3D打印等技術(shù)改變診斷、治療與修復(fù)。未來牙科醫(yī)生需適應(yīng)新技術(shù)，提供高效、精準(zhǔn)服務(wù)。口腔醫(yī)學(xué)是充滿挑戰(zhàn)與機(jī)遇的領(lǐng)域，對醫(yī)學(xué)有興趣、熱愛人類健康事業(yè)者，選擇口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)是明智之舉。通過持續(xù)學(xué)習(xí)實(shí)踐，牙科醫(yī)生將為口腔健康做出重要貢獻(xiàn)。
3d打印用什么軟件最好 3d打印軟件推薦
3d打印用什么軟件最好?工業(yè)級軟件1.Magics收費(fèi),支持LCD、DLP、SLA、SLS、SLM工藝Magics是比利時(shí)Materialise公司推出的產(chǎn)品,也是目前全球用戶基礎(chǔ)最多的3D打印預(yù)處理軟件,具有完備的數(shù)據(jù)處理功能。除包含了基礎(chǔ)軟件擁有的所有功能之外,它還可以對模型進(jìn)行晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、紋理設(shè)計(jì)、打印工藝設(shè)計(jì)并能夠生成報(bào)告,支持幾乎所有的工...
種植牙哪個(gè)國家材料好性價(jià)比高?
3個(gè)月以后拍片，確定骨結(jié)合較牢固、植體也較穩(wěn)定，再切開做Ⅱ期手術(shù)。2-3周就可取硬模、做假牙，然后把做好的假牙 戴入植體里，這樣整個(gè)種植牙的過程就完成了。想要了解更多關(guān)于種植牙的相關(guān)信息，推薦選擇摩爾口腔。摩爾口腔是中國口腔醫(yī)療的品牌企業(yè)，致力于為國內(nèi)日益富裕的中產(chǎn)階層及外籍人士提供高...
3D打印有前途嗎?
這就大大降低了生產(chǎn)成本，讓更多的人用得起放心藥。同樣，在腎臟、心血管、心臟、卵巢、肝臟、耳朵、腦神經(jīng)組織等方面，都有了進(jìn)步或進(jìn)一步的完善，這些生物科技，國內(nèi)外都有在做，現(xiàn)在就看哪個(gè)國家能夠更好更快的完成實(shí)驗(yàn)，借著3D的快風(fēng)潮，推出優(yōu)質(zhì)的生物科技。所以，你說，3D打印有前途么嗎？
本地3D打印服務(wù)貨源充足「白令三維3D打印公司供應(yīng)」
但是3D打印技術(shù)也有著其自身的一些缺陷，例如好的工業(yè)打印設(shè)備的價(jià)格高昂，再加上很多建模和打印技術(shù)有著一定的門檻和壁壘，很多企業(yè)并不能很好的應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。所以3D打印平臺應(yīng)運(yùn)而生。白令三維3D打印云平臺專業(yè)3D打印服務(wù)為您完成各種定制需求。白令三維專注于3D打印技術(shù)應(yīng)用，以“柔性制造、智能制造”的...
烤瓷牙冠一顆多少錢
一個(gè)烤瓷牙冠的價(jià)格不定，烤瓷牙種類很多，根據(jù)不同的材質(zhì)、醫(yī)院、城市等因素，價(jià)格也有所不同。從幾百到幾千元不等。想做烤瓷牙冠推薦選擇深圳美萊口腔。一般價(jià)格最便宜的是普通的鎳鉻合金烤瓷牙，一顆一般在500-700元之間。鈷合金、生物合金、鈷鉻、純鈦、生物納米等材料，價(jià)格在1000-5000元之間不等...
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