我国科学家利用机器学习算法对颌骨关键特征点自动还原实现复杂颌骨缺损精准重建

颌骨分上颌骨及下颌骨，是面部中、下部的主要骨骼结构，对面形、语言和吞咽等生理功能都非常重要。肿瘤、外伤、感染等因素均可造成上、下颌骨的缺损，继而造成毁容，甚至危及生命。然而，对于跨过中线的大范围颌骨缺损病例，无法参照健侧进行重建，仅依靠医生的经验往往难以达到理想效果。

上海第九人民医院口腔颌面头颈肿瘤医生团队与上海交大工科团队通过医工结合的方式，建立中国人群颅颌面特征库，利用机器学习算法进行上下颌骨特征位点的智能还原，从而实现精准颌骨重建，弥补了这一领域空白。在这项研究中，临床医生运用三维头影测量方法标识出代表颌骨特征的16个空间位点（上颌骨9个点，下颌骨7个点)。工程师则利用机器学习算法学习上、下颌骨关键点之间的位置关系，建立用于预测缺损区域的坐标位置的数学模型，使误差最终控制在3 mm以内。同时医生将该预测模型用于临床病例的虚拟手术计划中，针对于复杂大型上、下颌骨缺损，该预测模型可精准预测颌骨缺失点，两例患者均按手术计划实施，缺损修复完整。以上研究成果发表在《Journal of Stomatology, Oral and Maxillofacial Surgery》期刊上，题目为“Machine learning algorithm based on jaw feature points assist complex maxillary and mandibular reconstruction”。

综上所述，该研究基于机器学习算法的颌骨特征点还原模型有望解决大范围、无参照的高难度颌骨缺损重建难题，为临床医生提供一种新的重建思路和方法。