王 晶 劉筱菁 郭傳瑸

口腔頜面部腫瘤、創(chuàng)傷、畸形等疾病本身及其外科手術(shù)治療對(duì)患者的面容外觀以及語音、咀嚼、吞咽等功能可產(chǎn)生巨大的影響。因此，口腔頜面外科醫(yī)生一直重視手術(shù)的術(shù)前設(shè)計(jì)。良好的術(shù)前設(shè)計(jì)和相對(duì)準(zhǔn)確的術(shù)中實(shí)現(xiàn)，才能更好地實(shí)現(xiàn)患者對(duì)面容外觀和功能的要求。傳統(tǒng)的口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)建立在解剖知識(shí)、頭影測(cè)量以及模型外科基礎(chǔ)上，存在著自身固有的不足。近年來，隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，三維重建、反求工程、快速成形等數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)與醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷交叉融合，導(dǎo)航技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等前沿研究的不斷進(jìn)步，口腔頜面外科醫(yī)生也開始在數(shù)字醫(yī)學(xué)這個(gè)交叉學(xué)科上不斷更新理念和拓展發(fā)展空間。由于三維數(shù)據(jù)易于展示更全面的信息、可視化利于術(shù)前診斷和治療方案設(shè)計(jì)、手術(shù)實(shí)施更加準(zhǔn)確、年輕醫(yī)生學(xué)習(xí)曲線縮短、便于遠(yuǎn)程協(xié)作等優(yōu)勢(shì)，口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)正在成為口腔醫(yī)學(xué)的重要發(fā)展方向[1]。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)的重要組成。越來越多的研究表明，數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)和輔助引導(dǎo)技術(shù)能夠提高手術(shù)精度、縮短手術(shù)時(shí)間[2～4]。與此同時(shí)，各種口腔頜面的手術(shù)設(shè)計(jì)軟件也在診療需求下應(yīng)運(yùn)而生。本文將結(jié)合本團(tuán)隊(duì)在口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件的研發(fā)與應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，從頜面手術(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì)需求、手術(shù)設(shè)計(jì)軟件現(xiàn)狀、軟件功能模塊、軟件研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等方面進(jìn)行歸納總結(jié)和闡述，為將來的口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)化與提升提供參考。

一、口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件現(xiàn)狀

目前用于口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)的軟件種類并不多，上市的專用軟件均為國(guó)外產(chǎn)品。常用的專用軟件包括Materialise公司的Mimics、3-Matic、Proplan CMF，Dolphin Imaging 3D，BrainLab公司的iPlan CMF，3shape公司的3shape unite。Mimics主要用于醫(yī)學(xué)圖像重建和三維分析、手術(shù)設(shè)計(jì)，功能模塊較多，幾乎可以覆蓋數(shù)字醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)中的所有工程需求，但是使用復(fù)雜，對(duì)口腔頜面手術(shù)沒有針對(duì)性，臨床醫(yī)生基本只能使用其簡(jiǎn)單功能。3-Matic主要用于3D打印的設(shè)計(jì)、網(wǎng)格編輯等，用于制作手術(shù)導(dǎo)板。Proplan CMF則以Mimics內(nèi)核為基礎(chǔ)，更好地實(shí)現(xiàn)了口腔頜面正頜手術(shù)、創(chuàng)傷整復(fù)、腓骨重建等專業(yè)需求，引導(dǎo)式的菜單設(shè)計(jì)，使用便利，使普通臨床醫(yī)生使用起來更加便捷，廣泛應(yīng)用于顱頜面外科[3,5,6]。但Proplan中沒有種植體設(shè)計(jì)、導(dǎo)板設(shè)計(jì)，骨移植重建也只對(duì)腓骨比較友好，其他骨重建沒有方便易用的工具，還需要借助其他軟件實(shí)現(xiàn)。Dolphin Imaging 3D專注于正頜正畸領(lǐng)域，三維頭影測(cè)量模塊功能強(qiáng)大，可以覆蓋正頜、正畸的絕大部分?jǐn)?shù)字設(shè)計(jì)需求，但牙合板的設(shè)計(jì)和打印仍需要其他軟件的幫助。iPlan CMF是頜面導(dǎo)航手術(shù)術(shù)前設(shè)計(jì)軟件，配套BrainLab的手術(shù)導(dǎo)航儀。3shape unite是口內(nèi)掃描廠商3shape的術(shù)前設(shè)計(jì)產(chǎn)品，用于口腔種植設(shè)計(jì)。

常用的通用軟件主要包括兩大類。一類是逆向工程軟件，主要有GeoMagic及其旗下的Freeform（美國(guó)Raindrop公司），Imageware（美國(guó)EDS公司），Rapidform（韓國(guó)INUS公司）等。這類軟件主要用于手術(shù)引導(dǎo)板的制作、術(shù)前術(shù)后的三維影像比較和評(píng)估等，因其不是專門針對(duì)口腔頜面手術(shù)，臨床醫(yī)生使用起來并不容易，最好由專業(yè)工程人員或數(shù)字技師來使用。另一類是醫(yī)學(xué)影像Dicom處理軟件，包括著名PACS生產(chǎn)商MediFace的PiView、GE Health的eFilm、Osiris、Gdicom、ezDicom等[7]。這類軟件主要用于CT、MRI等醫(yī)學(xué)影像的讀取、三維重建、測(cè)量，沒有手術(shù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜三維物體處理模塊?？谇活M面手術(shù)涉及到牙列正畸、種植、修復(fù)的多學(xué)科交叉，相關(guān)數(shù)字化軟件也以國(guó)外軟件為主，包括exoCAD、GuideMia、Simplant等。

目前沒有國(guó)產(chǎn)口腔頜面手術(shù)專用軟件單獨(dú)上市。迪凱爾種植導(dǎo)航系統(tǒng)擁有自己的術(shù)前設(shè)計(jì)軟件，用于種植導(dǎo)航設(shè)計(jì)，跟隨導(dǎo)航硬件系統(tǒng)上市。若干通用軟件和專用軟件處于關(guān)鍵算法和軟件研發(fā)階段。杭州電子科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)主要利用三維網(wǎng)格操作技術(shù)，開發(fā)了一套制作個(gè)性化手術(shù)導(dǎo)板的軟件[8]；上海交通大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)完成了口腔種植手術(shù)規(guī)劃軟件與顱頜面整形外科手術(shù)規(guī)劃軟件、手術(shù)導(dǎo)航軟件，研究并實(shí)現(xiàn)了其中的關(guān)鍵算法[9,10]。復(fù)旦大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)并研制了口腔種植導(dǎo)航軟件（OINS），包含口腔種植手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的軟件開發(fā)與術(shù)前設(shè)計(jì)[11]。

二、口腔頜面手術(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì)需求

明確臨床需求，是醫(yī)學(xué)軟件研發(fā)的第一要?jiǎng)?wù)?？谇活M面手術(shù)術(shù)前設(shè)計(jì)需求主要包括以下三個(gè)方面：數(shù)據(jù)處理、手術(shù)設(shè)計(jì)和模擬、手術(shù)中實(shí)現(xiàn)媒介的制作。

在數(shù)據(jù)處理方面，傳統(tǒng)口腔頜面外科手術(shù)采用X線片、CT和MRI圖像，由醫(yī)生通過觀察軸位、冠狀位、矢狀位斷層圖像，憑借經(jīng)驗(yàn)在頭腦中構(gòu)建解剖位置關(guān)系。而三維數(shù)字化建模，則需要由軟件系統(tǒng)，將CT數(shù)據(jù)重建為三維圖像，直觀展示患者骨骼、牙齒、軟組織等多個(gè)層次的仿真圖像。由于口腔頜面部尤其是面?zhèn)壬顓^(qū)，包含有眾多涉及顱內(nèi)腦區(qū)供應(yīng)的重要血管，重建和展示重要血管的位置、走行以及與手術(shù)部位的關(guān)系，既是三維數(shù)據(jù)處理的需求，更是臨床診斷治療的需求。這里涉及三維影像數(shù)據(jù)的分割（segmentation）。口腔頜面部手術(shù)往往有恢復(fù)面容外觀和咀嚼、吞咽、語音等功能的多重需求，因此也存在同時(shí)建模和分析多源數(shù)據(jù)的需求。多源數(shù)據(jù)包括但不限于CT、MRI、面部三維掃描、口內(nèi)三維掃描等。醫(yī)學(xué)圖像的自動(dòng)化、快速準(zhǔn)確分割技術(shù)，方便易用、準(zhǔn)確可靠的多源數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)和融合技術(shù)，至今仍是三維數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)[12]，體現(xiàn)了手術(shù)設(shè)計(jì)軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)水準(zhǔn)。

在手術(shù)設(shè)計(jì)方面，傳統(tǒng)口腔頜面外科手術(shù)主要依據(jù)手術(shù)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)，并需要在術(shù)前進(jìn)行二維或三維的測(cè)量，在涉及面型改變的手術(shù)中采用頭影測(cè)量法，在部分涉及咬合關(guān)系的手術(shù)例如正頜手術(shù)、創(chuàng)傷整復(fù)中采用模型外科進(jìn)行設(shè)計(jì)。在數(shù)字化設(shè)計(jì)中，需要在三維顯示的環(huán)境中，完成頭影測(cè)量，實(shí)現(xiàn)骨塊的模擬切割、移動(dòng)、拼接。要求軟件在不同類型的專業(yè)手術(shù)中，具有盡量方便易用的引導(dǎo)式流程設(shè)計(jì)。例如，在血管化自體骨移植頜骨重建術(shù)前設(shè)計(jì)中，術(shù)前設(shè)計(jì)流程主要包括三維重建和分割、三維測(cè)量、頜骨切割、供區(qū)骨切割、供區(qū)骨塑形等[13]。

在手術(shù)中實(shí)現(xiàn)方面，傳統(tǒng)頜面外科手術(shù)中，采用術(shù)前彎制唇弓、手工制作個(gè)性化牙合板等方式。在數(shù)字化設(shè)計(jì)中，需要由軟件在三維虛擬模型中，采用三維模型創(chuàng)建、逆向工程、網(wǎng)格編輯等方法進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)板、咬合導(dǎo)板、三維模型等三維設(shè)計(jì)，采用快速成型技術(shù)，輸出打印手術(shù)中所需要的模型和引導(dǎo)、定位工具[14]?；蛘卟捎脤?dǎo)航引導(dǎo)方法，輸出導(dǎo)航系統(tǒng)能夠術(shù)中定位的定位點(diǎn)[15,16]。

三、口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件研發(fā)

現(xiàn)有的國(guó)外軟件僅能滿足一般常規(guī)手術(shù)的需求，并且在制作導(dǎo)板、導(dǎo)航等術(shù)中實(shí)現(xiàn)階段仍需要轉(zhuǎn)入其他軟件，與修復(fù)、正畸相關(guān)軟件難以溝通，在科研需求中，底層數(shù)據(jù)例如配準(zhǔn)坐標(biāo)變換矩陣等無法輸出，有的軟件甚至連網(wǎng)格數(shù)據(jù)都無法輸出，只能使用配套的后續(xù)CAM服務(wù)，且價(jià)格昂貴，任何一款軟件均在10萬元以上。根據(jù)口腔頜面手術(shù)的數(shù)字化設(shè)計(jì)需求，有必要開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)專用軟件。

北京大學(xué)口腔醫(yī)院和清華大學(xué)圖形圖像研究所強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，自2009年起開始自主構(gòu)建手術(shù)設(shè)計(jì)軟件的底層算法。突破了GPU加速的圖像體重建、圖像配準(zhǔn)與融合、高精度自動(dòng)化分割[17]、圖像數(shù)據(jù)庫的檢索與匹配[18]、網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編輯操作、自動(dòng)化設(shè)計(jì)穿刺針道等一系列數(shù)字設(shè)計(jì)軟件的難點(diǎn)。自2012年起開始研發(fā)建立產(chǎn)品級(jí)的頜面外科專用手術(shù)設(shè)計(jì)軟件，完全獨(dú)立自主搭建穩(wěn)定可靠的網(wǎng)格面片編輯算法庫、布爾運(yùn)算庫等底層算法庫，并逐步實(shí)現(xiàn)了用戶應(yīng)用界面。2018年，產(chǎn)品級(jí)的頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件申請(qǐng)了計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)。

面向產(chǎn)品和臨床醫(yī)療需求的軟件研發(fā)并不是一件易事。在臨床醫(yī)療需求和軟件研發(fā)的合作過程中，我們也走過不少?gòu)澛?。總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為，第一，研發(fā)前充分調(diào)研需求和溝通至關(guān)重要。產(chǎn)品級(jí)軟件研發(fā)需要有完整的體系，從底層開始要盡量考慮全部的需求，否則可能會(huì)出現(xiàn)因一個(gè)很小的需求改變，導(dǎo)致底層需要大幅修改的災(zāi)難性事件。但這其中本身就具有一定的矛盾，因?yàn)樾枨笸彩请S著軟件處理能力的提高而不斷改變的。部分后期需求功能的加入可能是引起軟件效率變低和不穩(wěn)定的原因。第二，建立一只穩(wěn)定的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。產(chǎn)品級(jí)的軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)主要應(yīng)為全職軟件工程師，有經(jīng)驗(yàn)的軟件企業(yè)管理和實(shí)施團(tuán)隊(duì)在軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)、可擴(kuò)展性、后期更新維護(hù)等方面優(yōu)于以研究生為主力的研究型團(tuán)隊(duì)。一位長(zhǎng)期從事數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的臨床醫(yī)生和一位長(zhǎng)期從事醫(yī)療數(shù)字化軟件開發(fā)的工程師對(duì)于兩個(gè)專業(yè)的溝通是非常有益的。第三，保障研發(fā)成本。軟件研發(fā)的人力成本巨大，耗時(shí)較長(zhǎng)，在軟件研發(fā)階段，企業(yè)的支出不得不依靠其他方面的收入支持。企業(yè)應(yīng)有良好的其他收入途徑，或者尋求科研經(jīng)費(fèi)的支持。國(guó)家應(yīng)當(dāng)在國(guó)產(chǎn)軟件方面給予更加積極的支持，以幫助擁有創(chuàng)新性的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)獲得生存的空間。

四、口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件功能模塊

根據(jù)口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)的臨床需求，本團(tuán)隊(duì)研發(fā)的口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件主要包括以下基本模塊：數(shù)據(jù)獲取與處理、設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備、骨的虛擬手術(shù)、手術(shù)實(shí)現(xiàn)媒介。

1.數(shù)據(jù)獲取與處理

醫(yī)學(xué)影像Dicom格式數(shù)據(jù)的讀取和三維重建是口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)模塊，實(shí)現(xiàn)從醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)到三維數(shù)字化數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。包含以閾值為基礎(chǔ)的圖像采樣、區(qū)域增長(zhǎng)、表面繪制的網(wǎng)格和面片構(gòu)建算法。圖1是基于CT圖像的三維重建結(jié)果。該功能模塊支持多源數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)與融合，包括并不限于讀取同一病例的CT、MRI、STL三角面片數(shù)據(jù)，并將多源數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。高精度的配準(zhǔn)是一項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)。配準(zhǔn)的方法很多，適用于不同的數(shù)據(jù)類型，常見的有基于點(diǎn)的配準(zhǔn)、基于曲線的配準(zhǔn)、基于曲面的配準(zhǔn)等。軟件底層包含上述所有類型的配準(zhǔn)算法。圖像配準(zhǔn)通常由以下幾個(gè)步驟組成[19]：①特征采樣，設(shè)立兩個(gè)配準(zhǔn)的模型；②指定一個(gè)相似性或誤差測(cè)度，用于描述評(píng)估配準(zhǔn)效果；③指定一個(gè)空間變換模型，如剛體變換、彈性變換等；④指定一個(gè)插值策略，如最鄰近插值、雙線性插值等；⑤尋找使相似性測(cè)度最大的空間變換參數(shù)。目前，軟件能夠?qū)崿F(xiàn)CT、MR醫(yī)學(xué)圖像的自動(dòng)配準(zhǔn)，CBCT與STL數(shù)據(jù)的點(diǎn)配準(zhǔn)和曲面配準(zhǔn)算法。

圖1 基于CT圖像的三維重建

2.設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備

分割是建立不同解剖結(jié)構(gòu)的過程，區(qū)分不同部位的骨例如上下頜骨、軟組織、血管、腫瘤、牙齒等。準(zhǔn)確分割才能在手術(shù)設(shè)計(jì)中針對(duì)不同解剖結(jié)構(gòu)分而治之。分割的方法很多，常用的有基于閾值、區(qū)域增長(zhǎng)和解剖模板等。采用graphcut的方法[12]，通過少量交互的自動(dòng)分割，可以實(shí)現(xiàn)血管、人工材料甚至腫瘤的快速分割。由醫(yī)生在待分割物體中取少量采樣點(diǎn)，待分割物體周圍畫少量采樣點(diǎn)，即可自動(dòng)學(xué)習(xí)采樣點(diǎn)特征、結(jié)合閾值和區(qū)域增長(zhǎng)，獲得良好的自動(dòng)分割效果。

根據(jù)解剖特征設(shè)立定位標(biāo)記，利于測(cè)量和后續(xù)手術(shù)實(shí)現(xiàn)。基于頭影測(cè)量學(xué)的知識(shí)，建立多套測(cè)量列表，并提供選點(diǎn)和自動(dòng)計(jì)算的工具。軟件提供可以個(gè)體設(shè)定的測(cè)量點(diǎn)和距離角度列表，并可以任意選擇二維圖像或三維物體上的點(diǎn)進(jìn)行距離、角度等的測(cè)量。鏡像是以正中矢狀面為鏡面，對(duì)稱翻轉(zhuǎn)左右兩側(cè)，常常用于利用健側(cè)形態(tài)來重新構(gòu)建患側(cè)缺損結(jié)構(gòu)。而對(duì)于兩側(cè)均有缺損，則需要外部數(shù)據(jù)作為參考。這些步驟并不是必須步驟，但一個(gè)好的設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備模塊可以包括更多的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方式。

3.骨的虛擬手術(shù)

骨的虛擬手術(shù)的基本操作包括：截骨、骨塊的旋轉(zhuǎn)平移、骨塊的拼接。軟件底層設(shè)計(jì)了網(wǎng)格數(shù)據(jù)編輯算法庫。而針對(duì)口腔頜面的不同手術(shù)，設(shè)計(jì)不同的虛擬手術(shù)流程，將極大的提高數(shù)字設(shè)計(jì)效率。對(duì)于正頜、骨折復(fù)位、自體骨頜骨重建、人工材料重建、種植修復(fù)以及其他如穿刺、牙槽外科等，均有不同的流程，如圖2及圖3所示。

圖2 自體骨頜骨重建虛擬手術(shù)及術(shù)中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程

圖3 正頜虛擬手術(shù)及術(shù)中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程

4.手術(shù)實(shí)現(xiàn)媒介

手術(shù)中如何能夠更精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)術(shù)前設(shè)計(jì)，是本模塊要解決的問題。目前臨床中廣泛使用的數(shù)字化技術(shù)的術(shù)中實(shí)現(xiàn)包括導(dǎo)航和手術(shù)導(dǎo)板。導(dǎo)航儀配備的術(shù)前設(shè)計(jì)軟件，一般都將這一模塊集成在術(shù)前設(shè)計(jì)軟件中，通過模型輸出、術(shù)中光學(xué)采集、現(xiàn)實(shí)三維空間與模擬手術(shù)三維模型的配準(zhǔn)這一系列步驟，達(dá)到術(shù)前設(shè)計(jì)的術(shù)中實(shí)現(xiàn)。而關(guān)于導(dǎo)板，現(xiàn)有上市專用軟件中，只有種植相關(guān)術(shù)前設(shè)計(jì)軟件集成了手術(shù)導(dǎo)板設(shè)計(jì)模塊，其他手術(shù)導(dǎo)板例如截骨導(dǎo)板、引導(dǎo)就位導(dǎo)板、咬合板等都沒有集成在手術(shù)設(shè)計(jì)軟件中。其原因主要是因?yàn)槭中g(shù)導(dǎo)板設(shè)計(jì)個(gè)性化程度很高，涉及大量三維網(wǎng)格模型的構(gòu)建、編輯等操作，底層算法復(fù)雜，軟件開發(fā)成本巨大。目前我們的軟件也尚未融入導(dǎo)板設(shè)計(jì)模塊，解決方案是引入逆向工程軟件進(jìn)行導(dǎo)板設(shè)計(jì)。其數(shù)據(jù)接口采用通用三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式，例如STL數(shù)據(jù)。其優(yōu)勢(shì)是使軟件維持低能耗、建?？焖?，不足之處是仍然需要借助商用軟件，并在軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和配準(zhǔn)，可能增大誤差。

五、軟件產(chǎn)業(yè)化

口腔頜面外科手術(shù)設(shè)計(jì)軟件開發(fā)成本較高，市場(chǎng)規(guī)模不足，導(dǎo)致目前手術(shù)設(shè)計(jì)軟件研發(fā)者走捷徑，多以模仿國(guó)外軟件產(chǎn)品、研究算法、軟件初期研發(fā)為主，但實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的落地產(chǎn)品鳳毛麟角。醫(yī)療專業(yè)軟件的可持續(xù)的發(fā)展更多依賴于相關(guān)衍生產(chǎn)品與服務(wù)所產(chǎn)生的價(jià)值和收益。以行業(yè)巨頭Materilise公司為例[20]，其在1990年創(chuàng)業(yè)之初就瞄準(zhǔn)了3D打印、設(shè)計(jì)軟件和醫(yī)療行業(yè)，其旗下軟件是目前全世界醫(yī)療行業(yè)使用最為廣泛的軟件。目前，可以支持企業(yè)不斷發(fā)展壯大的主要收入來源仍然是計(jì)算機(jī)輔助制造的產(chǎn)品與服務(wù)。Materilise 2021年財(cái)報(bào)顯示三大主要業(yè)務(wù)板塊中，計(jì)算機(jī)輔助制造營(yíng)收8918萬美元，占總營(yíng)收43.41%，醫(yī)療服務(wù)占總營(yíng)收35.71%，而軟件收入僅占20.88%[21]。

我們?cè)谲浖a(chǎn)業(yè)化的過程中，注重軟件和衍生產(chǎn)品服務(wù)的齊頭并進(jìn)。在軟件研發(fā)、申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、申報(bào)醫(yī)療器械注冊(cè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，同時(shí)開展3D打印引導(dǎo)裝置的臨床試驗(yàn)、醫(yī)療器械注冊(cè)，開展臨床解決方案的遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)。雖然在國(guó)內(nèi)，相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的價(jià)值認(rèn)可、醫(yī)療服務(wù)定價(jià)等方面還有很長(zhǎng)的路要走，但隨著國(guó)家在定制式增材制造醫(yī)療器械方面推動(dòng)力度的加大[22]，相信此類軟件和產(chǎn)品會(huì)迅速形成一個(gè)蓬勃發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)。

六、口腔頜面手術(shù)設(shè)計(jì)軟件的不足與未來展望

目前，臨床常用的口腔頜面手術(shù)規(guī)劃軟件仍然存在一些不足。以頜骨重建術(shù)前設(shè)計(jì)為例，目前我們所使用的設(shè)計(jì)軟件可以完成重建、截骨、腓骨修復(fù)這些步驟，但是無法完成髂骨修復(fù)設(shè)計(jì)、種植體設(shè)計(jì)、虛擬排牙修復(fù)體設(shè)計(jì)、導(dǎo)板設(shè)計(jì)等步驟，必須使用其他軟件。而多個(gè)軟件反復(fù)切換則涉及到不同數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和配準(zhǔn)、容易丟失信息、增加誤差。軟件整合不足是口腔頜面手術(shù)規(guī)劃軟件的重要缺陷。

現(xiàn)在常用的頜面外科專業(yè)規(guī)劃軟件前身Surgicase的開發(fā)至今已有15年之久，隨著更新更多樣的手術(shù)理念的普及，例如種植修復(fù)為導(dǎo)向的頜骨重建、修復(fù)正畸多學(xué)科聯(lián)合、自然頭位、隱形矯治，原來的術(shù)前規(guī)劃軟件的專業(yè)吻合程度正在逐漸減弱。手術(shù)規(guī)劃流程、內(nèi)容已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在一些新的手術(shù)流程的需要。

口腔頜面外科手術(shù)的設(shè)計(jì)理念中，曾經(jīng)主要著力于恢復(fù)頜面部骨的靜態(tài)解剖外形，隨著術(shù)后患者對(duì)生活質(zhì)量進(jìn)一步提升的需求日益擴(kuò)大，以牙列修復(fù)、咀嚼功能、顳下頜關(guān)節(jié)功能等功能康復(fù)的要求越來越高，以功能為導(dǎo)向的口腔頜面序列治療理念，也將促進(jìn)口腔頜面數(shù)字化軟件在動(dòng)態(tài)、功能方向的需求研發(fā)，促進(jìn)患者術(shù)后生活質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

未來數(shù)字醫(yī)療行業(yè)人員將會(huì)逐漸展現(xiàn)出更加明晰的分工合作態(tài)勢(shì)，外科醫(yī)生、正畸醫(yī)生、修復(fù)醫(yī)生、數(shù)字技師、軟件工程師、以及康復(fù)、護(hù)理、數(shù)據(jù)采集、患者管理等等。設(shè)計(jì)軟件應(yīng)隨著數(shù)字醫(yī)療行業(yè)人員分工更加明晰，設(shè)計(jì)針對(duì)不同人員使用的專業(yè)軟件，有利于軟件的專業(yè)吻合度和全流程整合。

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，軟件的智能性正在進(jìn)一步提高，利用人工智能工具，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字化軟件中費(fèi)時(shí)費(fèi)力的人工操作，例如圖像分割、選取解剖標(biāo)志點(diǎn)測(cè)量、自然頭位調(diào)整、種植體位置調(diào)整、導(dǎo)板制作等流程，進(jìn)行智能化改進(jìn)，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提高工作效率，進(jìn)一步解放醫(yī)生和數(shù)字技師，也是未來對(duì)軟件更高的要求。