三维口内扫描技术辅助诊断牙齿硬组织疾病的可行性研究：ICDAS、BEWE与TF指数的体外验证

《Clinical Oral Investigations》：3D intraoral scanner as an auxiliary tool for the diagnosis of dental hard-tissue conditions

　　本研究针对牙齿硬组织疾病（龋病、牙侵蚀症和氟斑牙）临床诊断依赖主观视觉评估的局限性，探讨了3D口内扫描（IOS）技术作为辅助诊断工具的可行性。研究人员通过对比453个离体牙??面的直接（视觉）与间接（3D彩色数字图像）评估，发现IOS与视觉检查在ICDAS（κ=0.72）、BEWE（κ=0.70）和TF指数（κ=0.75）评估中均呈现高度一致性，尤其对健全表面和晚期病损识别可靠。该研究为IOS在远程会诊、疾病监测及患者教育中的临床应用提供了实验依据。

　　

牙齿硬组织疾病如同口腔中的"隐形杀手"，全球近90%的成年人深受龋病困扰，约23%人群存在釉质氟斑牙表现，而牙侵蚀症（Erosive Tooth Wear, ETW）的患病率也高达77%。这些疾病不仅破坏牙齿结构，更显著影响患者的生活质量。传统诊断完全依赖临床医生的视觉检查，存在主观性强、重复性差、受限于操作环境（如唾液干扰、照明条件）等固有缺陷。随着数字化口腔技术的浪潮，高精度三维口内扫描仪（Intraoral Scanner, IOS）能否突破传统诊断瓶颈，成为口腔疾病诊断的"火眼金睛"？这项发表于《Clinical Oral Investigations》的研究给出了重要答案。

研究人员开展了一项精心设计的体外实验，旨在系统评估IOS在三种常见牙齿硬组织疾病诊断中的效能。他们从美国印第安纳大学牙科学院生物医学与应用科学系收集了453个离体牙??面，将其模拟临床排列方式固定在28个牙颌模型上。通过对比直接视觉检查与基于3Shape TRIOS 4扫描仪获得的3D彩色数字图像评估，分别采用国际龋病检测与评估系统（International Caries Detection and Assessment System, ICDAS）、基本牙侵蚀检查（Basic Erosive Wear Examination, BEWE）和Thylstrup-Fejerskov（TF）氟斑牙指数进行评分。统计分析采用加权Kappa值和百分比一致性评估两种方法的一致性。

关键实验方法概述

研究核心采用配对设计：由同一名经过严格校准的检查员对同一批样本分别进行直接（视觉）和间接（IOS 3D图像）评估。样本来源于机构牙齿库的离体人牙，覆盖从健全到不同严重程度的龋病、牙侵蚀和氟斑牙病变。技术关键点包括：使用标准化照明和干燥条件的视觉检查流程；通过TRIOS 4扫描仪获取3D彩色数字模型；采用专业软件（3Shape Unite）在标准化屏幕设置下进行图像分析。统计采用加权Kappa分析（线性加权），显著性水平设定为0.05。

结果分析

ICDAS指数评估

ICDAS临床（直接法）加权Kappa一致性%

IOS（间接法）代码0123456总计0.7264

089(66%)12(23%)3(3%)0(0%)0(0%)0(0%)0(0%)104

120(15%)22(42%)6(6%)0(0%)0(0%)0(0%)0(0%)48

216(12%)14(26%)68(72%)2(5%)7(18%)0(0%)0(0%)107

39(7%)5(9%)18(19%)37(88%)23(59%)0(0%)0(0%)92

40(0%)0(0%)0(0%)1(2%)7(18%)0(0%)0(0%)8

50(0%)0(0%)0(0%)2(5%)2(5%)27(100%)0(0%)31

60(0%)0(0%)0(0%)0(0%)0(0%)0(0%)2(100%)2

总计13453954239272392

IOS与视觉检查对龋病诊断呈现高度一致性（κ=0.72）。健全表面（ICDAS 0）和明显龋洞（ICDAS 5-6）识别最准确，其中ICDAS 5病变全部正确分类。早期非成洞病变（ICDAS 1-2）易被误判，常被低估为ICDAS 0或高估为ICDAS 3。ICDAS 4（牙本质暗影）一致性最低（18%），可能因表面渲染模型难以显示深层特征。

BEWE指数评估

BEWE临床（直接法）加权Kappa一致性%

IOS（间接法）代码0123总计0.773

0144(80%)15(27%)3(3%)0(0%)162

120(11%)23(43%)16(16%)0(0%)59

216(9%)16(30%)75(75%)3(17%)110

30(0%)0(0%)6(6%)15(83%)21

总计1805410018352

牙侵蚀症评估一致性较高（κ=0.70）。健全表面（BEWE 0）和严重磨损（BEWE 3）识别最准确。早期纹理改变（BEWE 1）最难检测，仅43%正确分类。值得注意的是，部分临床判为BEWE 0的表面在扫描中被判为较高等级，提示IOS可能更敏感检测早期变化。

TF指数评估

TF临床（直接法）加权Kappa一致性%

IOS（间接法）代码123总计0.7586

0261(96%)22(41%)0(0%)0(0%)283

111(4%)28(53%)7(26%)0(0%)46

21(0%)3(6%)15(56%)2(25%)21

30(0%)0(0%)5(18%)6(75%)11

总计27353278361

氟斑牙诊断一致性最高（κ=0.75）。健全釉质（TF 0）识别极准确（96%），轻度病变（TF 1-2）一致性降低（53-56%）。严重病变（TF 3）识别准确率高（75%）。研究仅包含轻度病例，更高等级病变需进一步验证。

结论与展望

本研究证实3D口内扫描技术在牙齿硬组织疾病诊断中与视觉检查具有高度一致性，尤其对健全表面和晚期病变识别可靠。早期病损（ICDAS 1-2、BEWE 1、TF 1-2）的检测仍是当前技术难点，反映出现有IOS系统对细微颜色变化和形态特征的识别局限性。IOS技术的临床价值远超诊断本身：其数字化模型支持长期疾病监测、跨学科协作、患者直观教育和远程诊疗，有望成为预防性口腔医学的重要工具。

然而，研究存在若干局限：离体牙干燥状态可能影响早期病损可见度；缺乏组织学金标准；单设备评估（TRIOS 4）结果可能不适用于其他品牌；样本缺乏中重度氟斑牙病例。未来需开展临床验证研究，优化扫描协议，并探索IOS在更多口腔疾病（如磨牙-切牙釉质矿化不全、牙龈炎症监测）中的应用潜力。正如研究者所言，IOS不应取代传统检查，而应作为增强临床决策精准度的"数字化伙伴"，推动口腔医学进入更客观、可量化的新时代。