作者：胡慧珍，周亚君，张兆秀，张昀，兰州市口腔医院；杨静文，王勇，北京大学口腔医学院·口腔医院

口腔前牙修复治疗前美学预测可以最大程度地明确治疗目标，指导治疗方案的制定，并提高患者满意度。临床常用预测手段包括制作诊断蜡型、诊断饰面、临时修复体等，但这些方法存在流程复杂、部分可能需要配合有创操作等问题，对医师临床经验要求较高。数字化美学设计可以更加简便、直观、微创地提高口腔修复治疗的精确性和可预见性。

在数码相机开始普及的年代，数字化美学设计是通过采集患者口内、外照片，来进行二维化美学设计。常用的二维设计软件有ezDSD Pro软件（西安知北信息技术有限公司，中国）、DSD APP（DigitalSmile Design，德国）、Smile Creator（Exocad，德国）、Smile Design（3shape，丹麦）等牙科专用软件，及演示软件应用程序，如Keynote（Apple，美国）、Powerpoint（Microsoft，美国）或照片编辑程序，如photoshop（Adobe，美国）。

口腔二维数字化美学设计专业软件可以在缺乏临床经验支持的情况下，依据模式化的流程来进行修复体二维形态设计，但其无法结合三维形态进行设计，也不能输出三维设计数据指导临床操作，需要技师借助二维设计图制作三维的诊断蜡型实物，但三维实际修复效果不能保证与二维设计一致，高度依赖医生和技师的临床经验。由此可见，二维设计软件的主要作用是用于医患沟通，帮助医生在治疗开始之前与患者确认其美学主诉。

随着锥形束CT （cone beam computed tomography，CBCT）、椅旁三维口扫设备、三维面扫设备、桌面三维打印机等设备在临床逐步普及，运用三维数据进行患者病情分析并进行美学修复分析的三维美学设计软件应运而生。本文旨在汇总目前临床常用的三维口腔数字化美学设计软件（Digital aesthetic design，3D-DAD）并比较其实现美学分析的关键步骤和重要参数，以期为临床选择DAD软件提供参考信息。根据应用场景的不同，三维的DAD软件分为口腔专业设计软件、非口腔专业设计软件。

1.三维口腔美学设计的专业软件介绍

三维口腔美学设计的专业软件是专门为口腔人员设计制定的专业三维美学设计软件，软件操作界面一般包括患者信息录入、美学分析、数据导出等模块。在软件的美学分析模块构建患者的3D数字模型，并基于这个模型进行美学分析，包括唇齿关系、面齿关系的分析等，然后根据分析的结果进行修复体设计。

技师和医生基于3D数字模型标记前牙美学重要参数，设计修复体的形态，调整其大小。最后导出带有患者病例信息的修复体数据，直接进行修复体加工。常用的专业三维口腔美学设计软件有ExocadMatera（Exocad，德国）、Dental Systems（3Sshape，丹麦)、Dentalwings（Dental Wings，加拿大）、NemoDSD（Nemotec，西班牙）、ZirkhonZhan Softwa（ZirkhonZhan，意大利）等。

2.三维口腔美学设计的专业软件设计流程

下面以国内临床常用软件Dental Systems为例，介绍三维口腔美学设计专业软件的基本使用流程。使用Dental Systems（3Sshape）美学设计需要以下几个步骤。第一步，导入口扫数据，可以允许导入.STL、.DCM格式的文件。在二维Smile Design（3Shape）软件导入使用牵口器拍摄的面部照片（正面），这张照片从患者正面显示牙列。由于牙弓有弧度，在越偏离中线的位置牙齿显露信息越少，所能获得的牙齿信息也更少，因此该照片主要发挥辅助分析的作用。通过三维的口扫数据我们可以多角度观察获得全方位的牙齿三维信息。

第二步，导入三维面扫数据，并将三维面扫数据和口扫数据对齐，以提供面部信息辅助牙列的美学设计。三维面扫数据和口扫数据的对齐方式有两种—“三点对齐”和“最佳拟合对齐”。“三点对齐”命令通过在每个对象上选择三个对应特征标志点来对齐对象。“最佳拟合对齐”命令移动一个对象，根据表面特征将不同坐标系内的数字化模型统一到一个坐标系内。相较于二维美学设计软件只能提供瞳孔连线、笑线、口角点、双侧鼻翼点、双侧瞳孔点供医技进行分析。三维DAD可以观测患者侧貌，通过解剖标志点画鼻翼耳屏线，帮助我们确定牙合平面。

第三步，模型修整，去除不必要的图像数据，以避免多余的边缘数据阻挡设计者观察。

第四步，确定三维修复体就位道。Dental Systems（3Sshape）中，软件根据牙合平面自动生成就位道，医生和技师可以通过多角度查看3D数据，调整就位道，寻找合适的就位道。

第五步，调用数据库数据完成修复体设计。在Dental Systems（3Sshape）中，软件可以根据就位道和预备体边缘一键自动形成三维最佳修复体。但自动生成的修复体在形态、咬合等方面不尽完美，技师需要在软件“解剖形态设计”部分根据美学分析参考点/线和咬合要求对修复体大小、形态、位置进行人工调整。

3.三维口腔美学设计专业软件的特点

三维口腔美学设计的专业软件是基于三维数据进行美学分析和修复体设计，因此其分析数据和导出数据都是三维数据。三维分析数据避免了二维图片拍照角度偏差引入的修复体变形，同时提供了全方位观察三维修复体形态以及修复体设计对面部形态的影响，使得美学分析更加全面、精准。

相比较之下，使用二维美学设计专业软件，如SmileDesign（3shape），技师只能根据二维照片中的牙中线、面中线、笑线高低、上颌牙龈曲线等确定修复体的大致比例，不能进行具体形态设计，制作完成的修复体和二维设计图之间存在误差。同时，导出的三维设计数据可直接与计算机辅助设计与制造（Computer-Aided Design and Manufacturing，CAD/CAM）结合使用，直接将三维设计数据生成临时修复体或最终修复体，实现和技工端的流程对接，有效提高了诊疗效率。

4.三维口腔美学设计的非专业软件设计流程

三维口腔美学设计的非口腔专业软件并非专门针对口腔美学分析设计的开源软件程序，但是为口腔美学设计提供了一种低成本、高灵活性的技术手段。此类软件的操作界面一般包括数据导入、视图、选择、工具、对齐、分析、特征、采集等模块。各个模块之间是并列平行关系，操作者可以随时在任意两个模块之间切换。常用非专业三维口腔美学设计软件有Geomagic studio（Geomagic，美国）、Meshmixer（Autodesk，美国）、Vectra（Vectra，德国）、VisualComputing Lab（MeshLab，意大利）等。

5.三维口腔美学设计非口腔专业设计软件与专业设计软件在美学设计中的不同

下面以国内临床常用软件Geomagic studio为例进行介绍。使用Geomagic逆向工程软件进行三维美学分析设计与专业软件不同大致包括四方面。第一，Geomagic只能接受三维数据，但可支持导入格式多达60多种，包括：点云数据（.asc、.txt）、三角网格面数据（.STL、.ply）、CAD数模数据（.stp、.igs）。第二，Geomagic 软件可以通过“ 管理纹理贴图”（.png、.jpg、.tif、.gif等）的功能导入带有“纹理”的数据，形成逼真的颜色展示。第三，Geomagic可以同时导入多种三维数据，例如三维面扫数据和口扫数据，且多种数据可以通过“N点对齐”功能进行对齐。第四，Geomagic软件对齐方式有多种，例如“N点对齐”、“最佳拟合对齐”、“基于特征对齐”“参考点系统（RPS）对齐”、“迭代对齐”等。对齐过程可采取由全局到局部、由粗到精、多尺度的渐进方式。

三维口腔美学设计的非专业软件并不是专门为口腔美学设计而研发的软件，其操作更具有自由性，但是三维口腔美学设计的非专业软件的主要缺点在于操作界面繁琐，不具有引导操作者一步一步操作的功能，所以对设计者提出了很高的要求，需要设计者拥有较好的三维软件操作能力和学习能力。

6.小结

三维专业美学设计软件能够全方位的观察三维修复体形态，并在空间坐标系中精准调节其大小，同时可导出带有患者信息的三维设计数据，直接进行修复体的加工，实现设计环节和技工端的对接。其操作相对比较简单，可以按照其操作步骤一步一步操作。但是其软件的使用步骤不能够更改，使用者必须严格遵守软件使用程序操作。三维非口腔专业美学设计软件可以导入多种格式三维数据，多种数据可以通过多种方式对齐。但是其操作难度比较大，需要使用者经过专业培训才可以熟练使用。

一旦熟练掌握，修复体的设计能够获得极大的灵活性。我们在进行三维DAD软件选择时，应当遵循由简入难的原则，结合软件的安装便捷性、使用效率、购买成本等因素综合考虑，除此之外，设计软件与其他数字化软件以及加工设备对接的可行性也应作为重点考虑。因其具有椅旁便捷性，二维的美学设计软件多用于临床医患沟通。通过将二维专业软件设计数据以图片格式导入三维专业软件，可以有助于协调修复体形态与治疗前沟通相一致。

如何在使用过程中将二维数据和三维数据联合使用、取长补短，也是该领域的一个研究方向。目前，国内研发团队可基于自研的图形图像处理技术和三维设计引擎，研发口腔美学APP，通过将二维设计结果传递至三维设计，在三维设计中将多角度口内外照片和面扫、口扫等多元数据进行融合，同时把二维牙库和三维牙库相关联，实现了基于二维数据完成三维牙齿设计的诊疗流程。

随着数字化技术的不断发展，基于三维数据构建虚拟患者已经逐渐进入临床诊疗的流程中。三维美学设计尤其是动态的美学设计有望通过虚拟现实眼镜为虚拟患者增力添彩，用更加生动、逼真的场景进行美学修复的预测。未来，美学修复有望在同一个系统中从数字化三维DAD、数字化治疗、数字化加工、治疗后评估，以及患者管理等方面实现全流程数字化。

来源：胡慧珍,杨静文,周亚君,等.三维数字化美学修复设计软件的应用现状[J].现代口腔医学杂志,2025,39(03):241-244.