クリアアライナー治療に応用される人工知能の役割を明らかにする：スコープレビュー

Unveiling the role of artificial intelligence applied to clear aligner therapy: A scoping review.

抄録

目的:

クリアアライナー治療における人工知能（AI）の応用に関するスコープレビューを実施し、現在歯科矯正医が利用できる歯科矯正ソフトウェアにおけるAIの統合と自動化の程度を評価すること。

OBJECTIVES: To conduct a scoping review on the application of artificial intelligence (AI) in clear aligner therapy and to assess the extent of AI integration and automation in orthodontic software currently available to orthodontists.

データと情報源:

以下のデータベースで体系的な電子文献検索を行った：PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、Scopus。また、2024年3月までの灰色文献資源についても検討した。2名の査読者による独立した評価に基づいて、クリアアライナー治療への潜在的なAI応用に関する英語研究が含まれた。2024年3月までに市販されている歯列矯正ソフトウェアの自動化ステップの評価も行った。

DATA AND SOURCES: A systematic electronic literature search was performed in the following databases: PubMed, Embase, Web of Science, Cochrane Library, and Scopus. Also, grey literature resources up to March 2024 were reviewed. English-language studies on potential AI applications for clear aligner therapy were included based on an independent evaluation by two reviewers. An assessment of the automation steps in orthodontic software available on the market up to March 2024 was also conducted.

研究の選択と結果:

708件の研究のうち、41件が対象となった。16の論文が歯の分割に、4つの論文がデジタルモデルの登録に、13の論文がデジタルセットアップに、8つの論文が遠隔モニタリングに焦点を当てた。さらに、13のアライナーソフトウェアプログラムが同定され、自動化のレベルについて評価された。歯科矯正のデジタルワークフローに関わるステップを完全に自動化したソフトウェアは1つだけであった。

STUDY SELECTION AND RESULTS: Out of 708 studies, 41 were included. Sixteen articles focused on tooth segmentation, four on registration of digital models, 13 on digital setup, and eight on remote monitoring. Moreover, 13 aligner software programs were identified and assessed for their level of automation. Only one software demonstrated complete automation of the steps involved in the orthodontic digital workflow.

結論:

41の研究において、13のアライナーソフトウェアは評価されなかった。しかし、AIベースの歯のセグメンテーションは98％の精度を達成し、AIはCBCTとIOSデータを効果的にマージし、デジタル測定をサポートし、治療結果を予測し、遠隔モニタリングの可能性を示した。

CONCLUSIONS: None of the 13 identified aligner software programs were evaluated in the 41 included studies. However, AI-based tooth segmentation achieved 98 % accuracy, while AI effectively merged CBCT and IOS data, supported digital measurements, predicted treatment outcomes, and showed potential for remote monitoring.

臨床的意義:

クリアアライナー治療におけるAIの応用は増加傾向にある。このスコープレビューにより、歯科矯正医は矯正治療計画におけるAIベースのソリューションを特定し、その意味を理解することができ、潜在的に治療効率、精度、予測可能性を高めることができます。

CLINICAL SIGNIFICANCE: AI applications in clear aligner therapy are on the rise. This scoping review enables orthodontists to identify AI-based solutions in orthodontic planning and understand its implications, which can potentially enhance treatment efficiency, accuracy, and predictability.