全栈AI数字口腔

覆盖从数据采集、多模态分析到疾病诊疗设计的完整技术链路,已在顶级学术期刊与会议发表系列研究成果。

全栈AI数字口腔技术体系

多模态数字口腔数据

支持四种数字口腔领域主流数据模态的采集与分析

CBCT 设备与扫描图

CBCT

  • 三维体积数据
  • 辐射剂量 180–2100 μSv
  • 分辨率 0.3–1.0 mm
  • 牙冠、牙根、骨骼三维信息
口扫设备与数据图

口内扫描(IOS)

  • 三维表面数据
  • 无辐射
  • 分辨率 0.008–0.02 mm
  • 牙冠与牙龈三维信息
全景 X 光片

全景X光片

  • 二维影像
  • 辐射剂量 2.7–23 μSv
  • 分辨率 ~0.05 mm
  • 牙冠与牙根二维信息
口内与面部 RGB 照片

RGB影像

  • 二维影像
  • 面部照片、口内照片
  • 无辐射、易获取
  • 适配移动端采集

核心技术模块

八大核心技术能力,覆盖口腔AI全链条

数据采集 · 01

稀疏视角CBCT三维重建

以极少量X光投影(最少5张)实现高质量三维CBCT重建,大幅降低患者辐射剂量。采用几何感知编码-解码框架,通过特征反投影、可学习加权融合等创新机制,在数据严重不足的条件下仍能生成清晰的三维口腔影像。

  • 5视角条件下 PSNR 达到 27.48,SSIM 达到 0.823
  • 20视角条件下 PSNR 达到 31.44,SSIM 达到 0.891
  • 在45例CBCT数据上验证,显著优于FBP、NAF、DIF-Net等方法
成果发表于:TMI / IPMI
稀疏视角CBCT三维重建效果对比图
数据采集 · 02

口内照片生成三维口扫模型

从少量二维口内照片生成完整的上下颌三维口扫(IOS)模型。基于多视角扩散模型与三维感知特征融合,系统先生成多视角图像与法线图,再重建高精度三维牙齿模型,实现无需口扫设备即可获取三维牙列信息。

  • 在 6,000 例口扫模型、48,000 张口内照片上训练和验证
  • 结合 SAM 分割、CLIP 特征与 U-Net 扩散架构
  • 三维重建结果与真实口扫模型高度吻合
成果发表于:MICCAI
口内照片生成三维口扫模型示意图
多模态分析 · 03

CBCT牙齿与骨骼分割

从CBCT三维影像中精准分割每颗牙齿与牙槽骨。采用层次化形态引导网络,依次完成感兴趣区域提取、质心与骨架预测、多任务牙齿分割和级联骨骼分割,有效应对形状复杂、位置变异大、缺牙和金属伪影等临床挑战。

  • 在 4,215 例患者(超过15家医疗中心)的大规模数据上验证
  • AI分割仅需约 5 分钟,专家手工标注需 150 分钟
  • 覆盖缺牙、金属伪影、咬合不齐等多种复杂临床场景
成果发表于:Nature Comm. / CVPR / IPMI
CBCT牙齿与骨骼分割效果图
多模态分析 · 04

口扫数据牙齿分割

从口内扫描(IOS)三维点云数据中实现逐牙分割。采用质心引导的分割网络 TSegNet,分两步完成:先通过距离感知方法定位各牙齿质心,再对每颗牙齿进行精细化个体分割与牙位识别,有效处理拥挤、缺牙、模糊边界和异形牙等难点。

  • 在 1,000 例患者(2,000 个上下颌)上验证
  • 对拥挤牙齿、缺牙、边界模糊、异形牙等均表现鲁棒
  • 支持自动牙位识别与个体牙齿分割
成果发表于:TMI / MedIA / CVPR
口扫数据牙齿分割效果图
诊疗设计 · 05

正畸方案自动设计

自动预测每颗牙齿的目标位置与姿态,并规划从初始到目标的运动路径。基于扩散模型的全自动牙齿排列网络,结合牙弓、邻牙和个体牙齿三层层级约束,确保碰撞避免、运动平滑和符合正畸学规则。同时支持基于结构扩散模型的二维正畸预览与视频预览。

  • 在 800 例患者的治疗前后口扫数据上验证
  • 三层级约束:牙弓层、邻牙层、个体牙齿层
  • 支持 2D 图像预览与视频预览(30,000 照片 + 4,000 IOS 模型训练)
成果发表于:ECCV / MedIA
正畸方案自动设计效果图
诊疗设计 · 06

牙周病智能诊断

支持二维全景片分类诊断与三维多模态精准测量两种路径。二维方面采用混合分类框架(牙齿级+患者级),在全景X光片上实现牙周病分期。三维方面融合IOS口扫与CBCT数据,沿牙齿长轴精确测量牙龈-骨距离(GBD),为临床提供量化诊断依据。

  • 2D诊断:96例全景片验证,准确率 92.7%,F1 达 92.9
  • 3D测量:83例配对数据(约2,264颗牙齿)验证,平均误差仅 0.031 mm
  • 相比最短距离法,沿长轴测量误差降低约一个数量级
成果发表于:Cell Rep Med / MedIA
牙周病智能诊断效果图
诊疗设计 · 07

颌面外科手术规划

基于三维面部形状生成对应的颅骨三维模型,辅助颌面外科手术方案设计。采用 VQ-VAE 编码器与 Transformer 编解码架构,从三维面部表面推断颅骨结构,为截骨手术规划提供精确的解剖参考。

  • 在 2,000 例配对的三维颅骨和面部数据上训练和验证
  • 基于 VQ-VAE + Transformer 的三维到三维生成框架
  • 已应用于实际颌面外科手术的术前规划
成果发表于:TMI / MICCAI
颌面外科手术规划效果图
诊疗设计 · 08

口腔修复冠设计

基于多视角扩散模型自动生成修复冠的三维形状与纹理,取代传统 CAD 手工设计流程。系统自动分割预备体、识别终止线和邻牙信息,生成外表面形态与内表面适合性,实现从扫描到椅旁修复的全流程 AI 设计。

  • 在 28,000 例数据上训练,并在真实临床环境中验证
  • 全流程 AI 设计:DentalGEN 椅旁修复工作流
  • 覆盖前牙与磨牙修复,已完成实际患者冠修复案例
成果发表于:TMI / MICCAI
口腔修复冠设计效果图

关键技术指标

经大规模临床数据验证的技术性能

4,215
患者 · 15+ 医疗中心

CBCT分割验证规模

覆盖缺牙、金属伪影、咬合不齐等复杂场景,AI处理仅需5分钟

92.7%
准确率

牙周病2D诊断

在96例全景X光片上验证,F1 达 92.9,显著优于现有方法

0.031
mm 平均误差

牙周病3D测量

在83例配对数据(约2,264颗牙齿)上验证,沿牙齿长轴精准测量

31.44
dB PSNR(20视角)

CBCT稀疏重建

以极少X光投影实现高质量三维重建,SSIM达0.891

28,000
训练样本

修复冠AI设计

DentalGEN在大规模数据上训练,已在真实临床完成椅旁修复

48,000
配对口内照片

口内照片→3D模型

配合6,000例口扫模型训练,实现无口扫设备的三维牙列获取

知识产权

核心技术均已申请专利保护,构建完整的自主知识产权体系

更多专利申请中