圖一: (右起) 林宇恒醫生、Khaing Myat Thu醫生、周俊宏醫生、麥浩明教授和
熊體超博士

(原新聞稿已于7月17日發布)

牙齒疾病或創傷導致的牙齒缺失，在世界各地都屢見不鮮，尤其常見于口腔健康狀況因衰老而變差的長者。

 圖二: 研究小組使用3D GAN來學習175名參與學生的牙齒于牙弓中的關系。經過訓練，3D GAN能根據剩余牙齒（深灰色）的特征生成牙齒（紅色）。研究小組建議進一步研究上/下顎牙齒的咬合，有助AI制造更自然合適的牙齒（紅色）。

如果牙齒缺失而沒有將其修復，不僅會影響患者的儀容外觀和咀嚼功能，亦會引致頜骨流失和牙齒移動。后者會導致咬合不正和咬合不規則，從而影響剩余的牙齒、牙齦、下頜肌肉和顳下頜關節(牙骹)的健康。

假牙(義齒) 是治療缺牙患者的常用方法。而假牙與患者原本牙齒的相似度非常要緊，以便保持患者的原本外觀、咀嚼功能、口腔和身體健康。

目前，牙醫、牙科技術員和患者在設計和制作假牙的過程中都需投放不少時間。現有的計算機化假牙設計過程仍需要繁瑣的人工輸入，而牙醫亦要花大量時間從患者身上收集牙齒關系數據，加上現時系統的準確性有限，令假牙由生產到安裝到患者口腔中的過程或會出現阻滯。

來自香港大學牙醫學院和香港珠海學院信息科學系的研究人員合作開發人工智能，可以自動設計個人化假牙，提高效率和減少所需時間，讓牙醫能提供更順暢的服務，同時改善患者應診體驗。

利用三維生成對抗網絡算法 (3D-GAN) ，該研究使用人工智能在來自香港大學的175名學生志愿者進行了訓練和測試。參加者經過嚴格標準作篩選，確保他們擁有健康的牙齦和牙齒條件，以獲得最佳的訓練效果。研究表明，人工智能可以重建自然健康牙齒的形狀，并準確地自動化設計假牙。

共同研究員周俊宏醫生解釋說︰「我們選擇使用3D-GAN算法，是因為與其他人工智能算法相比，它在三維對象重建方面具有更卓越的性能。在初步研究中，3D-GAN能夠為60%的患者個案重建與原本牙齒相若的形狀。隨著我們投入更多的人工智能訓練數據，預計它將越趨成熟。」

研究發現，使用人工智能來設計假牙的優越之處在于只需患者牙列的數碼模型便可進行制作。AI可以從牙列的其余部分學習個別牙齒的特征，并制造一只如缺失牙齒般的假牙。

首席研究員林宇恒醫生指:「這(研究)將促進牙醫修復缺牙的治療工作流程，因為準備和安裝(假牙)過程僅需很少時間，而患者亦不需要在診所逗留很長時間。」

此項研究題為「人工智能設計的單只臼齒假牙體：前瞻性實驗研究方案」，日前發表于《公共科學圖書館：綜合》(PLoS ONE) 期刊，而其初步結果于最近的國際牙科研究協會(IADR)大會上發表，并獲得IADR Neal Garrett臨床研究獎和2022年IADR-SEA Hatton獎 - 高級組的亞軍。

研究團隊

香港大學牙醫學院

首席研究員 : 修復齒科暨同心基金數據科學研究院臨床助理教授林宇恒醫生共同研究員:

- 修復牙科科學暨應用口腔科學與小區牙科護理研究助理周俊宏醫生

- 牙齒公共衛生臨床教授麥浩明醫生

- 修復牙科科學高級研究助理 Khaing Myat Thu醫生

香港珠海學院

共同研究員 - 信息科學系副教授熊體超博士

期刊「人工智能設計的單只臼齒牙假體：前瞻性實驗研究方案」連結:

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0268535