《Proceedings of the Design Society》：Exploring the preparation of CAD models in collaborative design sessions for mass personalised products: a case study on a custom dental abutment
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本研究探究临床医师与技师如何描述大规模个性化（Mass Personalisation, MP）产品协同设计环节中CAD模型的制备与使用。研究人员通过对10位专业人员开展半结构化访谈，并采用主题分析法对访谈资料进行分析。研究结果表明，相关需求可归纳为三个主题：
本研究探究临床医师与技师如何描述大规模个性化（Mass Personalisation, MP）产品协同设计环节中CAD模型的制备与使用。研究人员通过对10位专业人员开展半结构化访谈，并采用主题分析法对访谈资料进行分析。研究结果表明，相关需求可归纳为三个主题：建模前所需的输入数据、支撑CAD模型交互的附加信息，以及不同角色对模型进行评估时的角色特异性方式。上述研究发现为开发一款旨在支撑未来协同工作的初始参数化CAD模型提供了指导依据。
该研究发表于《Proceedings of the Design Society》，聚焦于大规模个性化（Mass Personalisation, MP）产品开发背景下的跨角色协同设计需求。当前，MP设计虽已广泛采用参数化与数据驱动流程以实现个体适配与批量生产的兼容，但现有研究多集中于技术实现层面，对于协同设计开始前CAD模型的制备逻辑缺乏深入探讨。已有研究指出，CAD模型可作为连接不同专业角色的边界对象（Boundary Objects），支撑分布式协作，但在MP场景下，各专业角色对模型信息组织的差异化需求常导致共享参考不一致、变更追踪困难及认知断层，且专业人员自身对模型所需输入数据、参数及表征要素的描述尚未得到充分挖掘。为此，研究人员以定制式牙科基台设计为案例，通过实证方法解析临床医师与技师在协同设计前对CAD模型制备与使用的认知框架，旨在明确支撑共享解释与协作的必要输入形式、表征要素及角色依赖型交互模式，并最终据此开发初始参数化CAD原型以支撑后续协同工作。
在研究技术方法上，研究人员选取定制式牙科基台作为研究对象，因其需基于患者特异性几何数据与临床约束进行个体化设计，且天然涉及临床与技师的跨角色协作。研究采用定性研究方法，样本队列包含5名牙科临床医师与5名牙科技师，均直接参与数字化基台设计流程，从业年限介于5至16年。研究人员通过半结构化访谈收集数据，访谈提纲涵盖设计流程步骤、CAD工具交互、模型信息沟通等五个模块，经预访谈优化后实施，共获得约12小时录音资料。数据分析采用主题分析法，借助NVivo 15软件辅助编码，严格遵循Braun与Clarke提出的六阶段分析流程，最终提炼出三个核心主题。
研究结果部分，首先在第一主题“CAD模型输入数据”中，研究人员发现临床医师与技师均将完整的数字化扫描数据集视为建模基础，该数据集包含工作侧颌扫描、对侧颌（Antagonist）扫描、扫描杆（Scan-body）扫描及咬合（Bite）扫描，必要时辅以术前扫描用于状态比对。参与者强调，输入数据的完整性、正确对齐（如颌骨咬合匹配、关键解剖标志空间对应）及种植体系统信息（类型、平台、连接方式）的准确性直接决定后续建模的可预测性，数据缺失或错位将导致额外的跨角色澄清成本。其次，在第二主题“CAD模型交互”中，研究表明专业人员将CAD模型视为动态分析对象而非静态几何实体，交互行为体现为视觉检查（旋转视图、横截面检视）与参数调整的交替循环。其中，种植系统与连接几何定义为强制性固定约束，其余几何特征则在限定范围内通过可视化测量与参数修改进行迭代优化。第三主题“跨角色CAD模型解读”则揭示，尽管双方基于同一数字模型开展工作，但解读视角存在显著差异：技师聚焦于参数定义的结构兼容性、制造约束及组件位置关系，关注植入体连接几何、肩台深度、基台壁高等可量化参数；临床医师则侧重生物学适应性与美学整合，关注软组织过渡、穿龈轮廓及修复体就位后的预期视觉效果，常需结合口内照片弥补现有CAD界面对软组织与外观表征的不足。这种差异化解读凸显了共享表征中需同时包含领域特异性信息与通用评估基准的需求。
在讨论与结论部分，研究人员指出，输入数据的结构化质量决定了CAD模型作为协作基础的可靠性，除几何完整性外，保留空间与视觉关系的情境化扫描数据尤为关键。模型需集成可测量的分析指标（如距离、角度、插入方向与软组织参考线），以桥接参数设置与视觉检查，降低联合评估时的模糊性。针对跨角色解读差异，CAD模型应通过分层信息呈现机制，兼顾临床视角与制造视角的需求，避免单一解释模式对协作的制约。基于上述发现，研究人员利用Grasshopper与ShapeDiver平台开发了初始参数化CAD原型，实现了对齐彩色扫描加载、基台三分段（种植体连接段、穿龈段、修复段）的参数化控制及浏览器端实时交互，直接回应了研究中识别的交互需求。研究人员认为，该研究明确了MP产品协同设计中CAD模型制备的核心要素，所开发的原型为后续同步联合评审会话提供了实证基础，其识别的结构化输入、约束化参数调整及角色相关解读线索等需求，亦可迁移至其他依赖CAD模型介导跨角色协作的MP场景。最后，研究人员指出当前原型尚未经同步联合评审验证，未来将通过实证观察进一步优化角色特异性表征功能。
