编辑推荐：
这篇综述聚焦牙科领域，详细阐述了数字数据采集和 CAD 技术的发展。涵盖实验室、口腔内、面部扫描等技术，探讨其在诊断、治疗中的应用及 AI 的融合。还分析了技术的优势、局限，为牙科从业者提供了全面的技术参考，助力推动行业发展。
引言
数字化在牙科领域相较于传统手工操作优势显著，它让患者体验更舒适，减少就诊次数和时间。计算机辅助设计与制造（CAD-CAM）技术自 20 世纪 70 年代起步，80 年代首次应用于牙科修复，之后不断发展。如今，其与人工智能（AI）的融合，进一步提升了牙科诊疗的效率和精准度。不过，随着这些技术的广泛应用，了解其利弊、伦理影响以及如何安全有效地用于临床，成为关键问题。
数据采集
数字数据采集在牙科应用中，涉及多种技术手段，包括实验室扫描仪、口腔内扫描仪、面部扫描仪等，这些技术为牙科诊疗提供了丰富的数据基础。
- 实验室扫描仪：受工业技术驱动，实验室扫描仪有激光、白光、蓝光等不同类型。激光扫描仪因精度、使用难度和潜在风险，应用不如结构光扫描仪广泛；白光扫描仪精度适中，扫描大物体效果好，但对牙科精细扫描不太适用；蓝光扫描仪波长较短，分辨率高、抗环境光能力强，是多数实验室牙科扫描仪的选择。
- 口腔内扫描仪（IOSs）：起源于 20 世纪 70 年代，现代 IOSs 技术多样。三角测量技术分被动和主动两种，被动技术依赖环境光，检测高对比度表面效果好；主动技术使用激光光源。共聚焦激光显微镜技术利用激光和显微镜优势，能获取清晰的 3D 图像。主动波前采样（AWS）技术可减少光学元件数量，提高扫描效率，但在复杂结构扫描时存在图像重叠问题。光学相干断层扫描基于迈克尔逊干涉仪原理，用于获取物体深度信息。此外，还有立体摄影测量（SPG）技术用于面部扫描和验证种植体位置，以及新兴的多直接捕获（MDC）技术，如 iTero Lumina 扫描仪，提供更大视野和更高扫描速度。
- 面部扫描仪：作为新兴工具，面部扫描仪可进行无创、准确的面部 3D 扫描。主要有摄影测量、立体摄影测量、结构光扫描和激光扫描四种类型，分被动和主动两种方法。其在微笑设计、诊断记录、睡眠呼吸暂停（OSA）诊断等方面有重要应用，扫描精度受多种因素影响，如扫描仪技术、物体形状、扫描深度和速度等。AI 在面部扫描仪中用于对齐面部和口腔内扫描数据，构建 3D 虚拟患者面部，但自动对齐的准确性还需进一步研究。
- 数字化颌关系和正中咬合：数字化颌关系和正中咬合的发展，使全数字化工作流程得以实现。数字咬登记可通过 IOS 直接在患者口腔内完成，无需额外材料和手动步骤，但准确性受多种因素影响，如扫描范围、咬合力、IOS 型号等。数字面弓和正中关系转移技术多样，包括使用数字照片、面部扫描、锥形束计算机断层扫描（CBCT）和颌跟踪系统等，各有特点和优势，但数据相对较少，需进一步研究提升准确性。
- 虚拟咬合架：基于虚拟现实（VR）概念，虚拟咬合架（VA）在牙科修复和诊断中发挥重要作用。它能模拟传统机械咬合架，辅助医生进行复杂病例的诊断和治疗规划，与 CAD-CAM 技术结合，可提高种植手术规划的精度，在正颌手术、微笑设计等方面也有应用，为医生和患者带来诸多便利。
- 口腔种植学中的数据采集：口腔种植手术前的规划依赖数字数据采集和处理。3D 成像技术，如 CBCT，能提供更全面的解剖信息，但在显示牙齿表面细节方面有局限，需与数字牙科模型结合。扫描体用于在扫描时确定种植体位置，有不同材质和设计。
牙科 CAD 设计软件
CAD 设计软件在牙科领域应用广泛，功能多样，为牙科治疗提供了精准的设计支持。
- 修复和修复牙科 CAD 软件：CAD-CAM 软件种类繁多，功能不断拓展。它可用于全口义齿设计、修复体制作、手术导板设计等。选择软件时，易用性、AI 和自动化工具集成度、与其他系统兼容性等是重要考虑因素。不同软件在修复体边缘和内部贴合度、精度等方面存在差异。
- 口腔种植学设计软件：虚拟修复蜡型和虚拟种植规划是口腔种植学设计软件的重要功能。虚拟修复蜡型可在数字软件中进行，避免了传统物理模型和模板的制作，提高了设计效率。虚拟种植规划借助 3D 成像数据，精确测量和选择种植体位置，设计手术导板，提高种植手术的准确性。
种植体植入中的静态和动态导航
准确的种植体植入对手术成功至关重要。静态导航技术虽能提供一定指导，但存在局限性，如无法实时调整种植体位置、影响手术冷却、依赖医生经验等。动态导航系统借助计算机辅助，提供实时反馈和指导，增强了种植体植入的准确性，降低了并发症风险，比静态导航和徒手手术更具优势。
微笑设计
传统微笑设计复杂且依赖医生技能，数字微笑设计则具有操作简便、结果可控、患者满意度高等优势。多种数字微笑设计软件不断涌现，如 DSDApp LLC、Planmeca Romexis Smile Design（PRSD）、Smilecloud、Smile Designer App 和 Smile Designer Pro 等，它们各自具备独特功能，提升了微笑设计的精准度和效率。
结论和未来研究展望
先进的数字技术改变了现代牙科的格局，提高了工作效率、精度和患者舒适度。未来研究应致力于解决扫描精度和易用性问题，深入探究 AI 在牙科扫描中的应用，评估新兴工具的临床疗效，推动 CAD-CAM 软件的智能化发展，研究云基和移动 CAD-CAM 应用，完善 AI 技术的监管框架，促进牙科技术的全面进步。
