【粵港澳雙創賽】港團隊AI設計義齒 咬合如真牙獲獎
研究數百例「完美牙齒」打造修復方案 耦合度高達95%
安裝義齒（即假牙），最成功莫過於讓假牙與牙床能夠完美耦合，達到舒適、美觀、實用的效果。然而，現實中，行業內新植義齒平均耦合程度在70%到80%之間。面對行業痛點，由港大牙醫學院臨床助理教授林宇恒醫生主導的多人團隊，研究數百例「完美牙齒」的形狀及其上下頜牙咬合情況，並進行人工智能（AI）訓練，成功打造出AI修復牙科方案。這套名為「Tooth AI」的模型在對患者的真實治療中，義齒建模時間縮短大半，假牙與牙床的耦合程度達到95%以上，幾近天然牙。項目在近期的粵港澳大灣區青年創新創業大賽中，從近3,000個項目中突圍，奪得二等獎。當前，中國修復和種植牙齒市場需求巨大，團隊將面向牙科診所、醫院和牙科工廠開拓市場。 ◆香港文匯報記者 敖敏輝 廣州報道
先天的或後天的包括牙齒疾病導致的牙齒缺損，在全世界都屢見不鮮，尤其常見於長者群體。林宇恒是香港的註冊修復齒科專科醫生，有着多年的臨床經驗。在他看來，對安裝義齒行業來說，每次修復缺損牙沒有最好，只有更好。即便是經驗最豐富的牙科醫生，面對不同口腔健康狀況的缺牙患者，也會出現咬合不夠理想的情況。
臨床中受啟發 收集個案建數據庫
林宇恒記得，新冠疫情期間，醫院來了一位牙齒磨損嚴重的婆婆，醫生在傳統模式下給她修復全口義齒。後續回饋中，患者總感覺咀嚼咬合不舒適。覆診中，醫生前後調整了七八次，都沒有讓患者完全滿意。自此，林宇恒萌生了利用人工智能手段設計義齒方案的想法。
他介紹，在傳統模式下，醫生需要通過目測、口腔掃描、面弓等不同手段去收集患者的牙齒與顳顎關節信息，再使用咬合架模擬患者下顎運動去設計出咬合舒適的牙齒模型。這是一個很耗時耗精力的過程，且存在一定誤差，無法完美地針對個人量身定製。為此，林宇恒團隊決定反其道而行，先收集其他健康牙齒個案，進行三維掃描。工程技術專業出身的團隊夥伴，再利用程序設計技術進行人工智能訓練。AI訓練中，他們從剩餘的牙齒，推算缺損牙齒的形狀及其上下頜牙咬合情況，並建立數據庫。
「香港大學是全港唯一一個有牙科教學的高校，在開展基礎研究方面給予了很大支持。比如，過去兩年間，我們透過港大醫院，收集了400個左右的個案，每個都是『百裏挑一』，牙齒排列整齊、牙齦健康完整且牙齒都在正確的位置。」林宇恒說，這項工作非常不易，每一次找到這樣的個案，團隊都非常興奮。
省時省力 高效匹配缺損牙齒
人工智能訓練的成果讓團隊成員頗為滿意。傳統模式設計的牙齒，外觀相差無幾，和患者原有的牙齒相似度、與牙床的耦合度，大約七八成。在AI模型下，給超過十名患者植牙，設計的牙齒形狀和患者的天然牙齒高度脗合，耦合度能夠達到95%，醫患都十分滿意。
AI建模牙齒修復的臨床效率也比傳統方式大為提高。面對一個病人，牙醫往往需要動輒半小時去研究患者的牙齒，並對牙齒模型進行調節，而AI模式只需要5到10分鐘便可完成。AI建模完成後，將義齒的三維模型交給專業牙科工廠製作義齒，能夠非常高效地為患者匹配缺損牙齒。
目前，團隊仍處在初級研究階段，相關成果可應用於最多缺損五顆左右的患者。他們正在對臉型大小、眼睛大小以及鼻子高低與牙齒造型關係進行研究，已取得初步成果。同時，此前因疫情推遲的「完美牙齒」的搜集工作，亦在加速進行。
「我們期待更系統、數據更豐富的研究，使得我們的成果應用更實用，未來，即便全口牙齒缺損，我們亦有可能實現接近百分百地還原。」林宇恒說。
技術成熟後將改變牙醫教學模式
更值得期待的是，如果人工智能義齒設計研究和應用成熟之後，將改變現有的牙科醫學教學模式。林宇恒指，入校後的第三年到第六年，牙科學生基本上在學習上下牙的咬合關係，如何提升咬合率。如果AI義齒設計成熟，這項學習可以極大減少，學生可以有更多時間開展口腔衞生、更個人化地預防口腔疾病、提升病人舒適度等方面的理論以及實操學習。
該團隊成員組成十分多元，比如周俊宏醫生擁有內地和香港頂級口腔醫學學習經歷，康敏圖醫生在英國和日本均有學習深造經歷，而來自香港理工大學的熊體超教授是電子工程、電子及諮詢工程學博士，周俊諺則畢業於香港大學經濟及金融專業。接下來，他們將繼續利用不同專業背景優勢，加速研發，推出更多AI應用成果。
