李 娜，郭 磊，王 杰，王玉玲，刘海英

    (1.山东第一医科大学第一附属医院/山东省千佛山医院口腔医学，山东 济南 250014；2.山东第一医科大学/山东省医学科学院现代教育技术中心，山东 济南 250014)

    语音交互、图像识别、机器人、专家系统是人工智能(artificial intelligence)领域的研究热点。矩阵计算性能的大幅提升及深度学习技术的快速发展，为人工智能的应用奠定了坚实的技术基础，并在医学领域的研究与应用进展迅速[1，2]。口腔正畸诊疗周期长、复诊次数多，病历记录复杂，牙齿模型测量分析、诊疗方案设计、效果模拟与动态调整专业性强，过度依赖医生直接参与，智慧应用水平不高。人工智能在口腔正畸领域广泛应用，可提高正畸诊疗的效率，提升医患交互体验，应用前景广阔。本文主要对智慧口腔正畸助手设计与原型实现进行概述，以期为临床应用提供参考。

    1 需求分析

    1.1 应用现状 目前，口腔正畸诊疗智慧应用严重不足，主要表现为：①缺乏正畸专用信息系统，导致正畸病历仍需手工记录，患者影像、图片、数字建模资料及病历分散存储，查询分析效率低下；②缺乏智慧正畸方案设计与模型可视化应用，导致正畸模型测量、方案设计、弓丝弯制等仍需要全手工操作，测制精度不高，正畸效果可预见性差；③缺乏智慧医患交互体验应用，导致患者不能充分参与其诊疗过程，不能享有人工智能技术带来的便捷智慧的就诊体验。

    已有应用研究如语音电子病历在口腔医院的应用[3-5]、机器人辅助弯制正畸弓丝[6-8]、基于规则推理的专家系统用于诊疗方案设计[9]、口腔正畸模型的病历管理、测量管理和专家系统[10-12]、具备智能提醒功能的口腔信息管理系统[13，14]，口腔修复全程信息化管理系统[15]等，为提升口腔正畸诊疗的自动化、智慧化水平进行了有益探索，但大都聚焦在人工智能技术应用的某一方面，缺乏对人工智能应用的系统性、整体性研究。

    1.2 建设目标 近年来，随着以深度学习为代表的人工智能技术飞速发展，传统领域智慧赋能产生了很多创新性应用。本文设计了一款智慧口腔正畸助手，给出了分层可扩展的系统架构，列出了全应用场景，实现了核心系统原型，对人工智能技术在口腔正畸中的应用进行了全面的探索，以期为工业级的系统建设和应用推广提供借鉴。

    2 体系架构设计

    此正畸智慧助手具有五层技术架构，分别是交互设备层、智慧应用服务层、语音交互与图像处理引擎层、人工智能与大数据平台层和信息技术基础设施层 ......