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研究人员针对口腔健康及早产问题,开展人工智能相关研究,为健康领域带来新成果,意义重大。
《British Dental Journal》发表了一系列围绕口腔健康和母婴健康的研究成果,为相关领域带来了新的认知与思路。
在当今社会,人们对健康的关注度日益提升,口腔健康作为整体健康的重要一环,备受瞩目。然而,在口腔医学领域,仍存在诸多亟待解决的问题。例如,在牙科治疗过程中,疼痛控制和组织修复的效果不尽人意,传统的疼痛控制方法往往依赖全身用药或侵入性操作,给患者带来诸多不便与潜在风险;同时,如何精准地诊断和预测口腔疾病,以及有效管理口腔微生物群预防龋齿和牙龈疾病,都是当前面临的挑战。在母婴健康方面,早产(Preterm birth,PTB)是一个严重的全球性健康问题,影响着超过十分之一的新生儿,是五岁以下儿童死亡的主要原因之一。尽管已经明确了一些早产的风险因素,如母亲的口腔健康状况不佳(包括牙周疾病和龋齿等),但目前对早产的预测准确率仍然较低,其总体发生率还在持续上升。
为了解决这些问题,来自印度等地的研究人员开展了多项研究。这些研究成果为改善口腔健康和母婴健康提供了新的方向,具有重要的意义。
在研究方法上,主要涉及光遗传学和机器学习技术。光遗传学(Optogenetics)是一种利用光来调节基因工程细胞的技术,在牙科研究中具有巨大潜力;机器学习(Machine learning,ML)则专注于模式识别和预测建模,在分析大量牙科相关数据方面表现出色。研究人员运用这两种技术,结合相关数据分析方法,对口腔健康和早产问题展开深入探究。
在人工智能与口腔健康的研究方面:
- 光遗传学和机器学习在牙科的应用潜力:光遗传学在牙科领域展现出多方面的应用前景。它可以精准地调控特定的伤害感受神经元,从而精确修改疼痛信号,这在牙科手术或慢性口腔疼痛管理中,有望显著改善患者体验,避免全身用药或侵入性操作的弊端。同时,光遗传学还有助于组织工程和再生,通过选择性激活组织修复基因,能够加速种植牙植入或牙周手术后的骨和牙龈组织恢复。另外,利用光遗传学技术还可以分析和管理口腔微生物群,选择性分解导致龋齿和牙龈疾病的有毒生物膜,提升预防保健效果,减少对抗菌疗法的依赖。机器学习在牙科中的应用也十分广泛,它擅长分析来自 X 射线、CBCT 扫描和口腔内图像等大量数据,能有效检测出龋齿、牙周疾病和口腔癌等早期迹象,提高诊断准确性,减少人为误差,助力更快速、可靠的治疗方案制定。而且,机器学习还能通过预测治疗结果,如根据骨密度、口腔微生物群特征和患者习惯等,预测正畸或种植牙手术的效果,同时辅助定制牙科修复体和正畸装置的设计,与 3D 打印技术完美结合。
- 光遗传学与机器学习结合的优势:光遗传学和机器学习的融合为牙科带来了独特的机遇。光遗传学对大脑对牙痛反应的研究可产生大量数据,机器学习算法对这些数据进行分析,有助于发现规律并构建预测疼痛模型,进而推动针对患者个体的微创疼痛治疗技术的发展。此外,机器学习还能优化光遗传学研究的参数,如调整光强度和持续时间以靶向特定细胞反应,通过实时反馈循环,使治疗方案更加精细,提高治疗的安全性和有效性。
在早产与人工智能的研究方面:
- 母亲口腔健康与早产的关系及预测模型:研究发现,母亲的口腔健康状况与早产密切相关,牙周疾病和龋齿等口腔问题会显著增加早产的风险。Park 等人利用机器学习方法,通过随机森林变量重要性分析,确定了包括临床和牙科(改良牙龈指数和龋齿缺失填充牙指数)变量等主要预测因子。Shapley 加性解释值表明,这些预测因子与早产之间存在正相关,其中改良牙龈指数是一个强有力的预测指标。这一研究结果强调了孕期口腔护理的重要性,也为利用人工智能改进早产预测模型提供了依据。将人工智能融入预测医疗保健模型,有助于更准确地识别高危孕妇,从而采取预防措施,降低早产的发生率,改善母婴健康结局。
在尼古丁袋相关研究方面:
- 尼古丁袋对健康的影响及潜在风险:美国食品药品监督管理局(FDA)批准 Zyn 尼古丁袋的销售,这一产品被认为是帮助成年吸烟者减少或戒烟的一种潜在工具,相比香烟和传统无烟烟草产品,它仅含有尼古丁和调味剂,消除了烟草相关致癌物,健康风险较低。但尼古丁的成瘾性和潜在心血管风险依然存在,其长期对牙周健康的影响也有待进一步研究。有研究表明,尼古丁长时间接触牙龈组织,可能会损害牙周先天免疫系统,增加患病风险。同时,Zyn 尼古丁袋的多种口味(如柑橘、咖啡、薄荷等)以及其奖励计划,可能会吸引年轻人群,引发对青少年使用的担忧。虽然目前青少年使用率较低,但社交媒体上 “Zynfluencers” 的出现,显示出该产品在青少年中的传播趋势,类似 Juul 引发的青少年 vaping 流行问题,警示人们需要采取更严格的防护措施。
综合来看,这些研究成果在多个方面具有重要意义。在口腔健康领域,光遗传学和机器学习的应用为牙科治疗带来了更精准、个性化的方法,有望彻底改变口腔医疗保健模式。在母婴健康方面,对早产预测模型的改进,有助于早期干预,降低早产率,保障母婴安全。而对于尼古丁袋的研究,则提醒人们在推广这类减害产品时,要充分考虑其潜在风险,加强监管,平衡减害与保护青少年的关系。这些研究成果为未来的研究和实践提供了重要的参考,推动了生命科学和健康医学领域的发展。