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2019.07

中国正畸医生的智慧:Uceph头影测量系统的研发及优势——王军教授

编辑:北京莱维

诊断是口腔正畸的精髓,头影测量是正畸诊断的重要手段,是指导我们制定矫治方案、评估矫治效果、交流矫治体会的利剑。四川大学华西口腔医学院王军教授率领团队,经历了两年多日夜,246个版本的更迭,着眼于临床诊断、治疗和展示需求,博众家之长,补多家之短,研发出Uceph头影测量软件,本期《今日口腔》特别邀请王军教授讲述软件研发时的心路历程以及软件从构思到成为产品的过程。

头影测量在正畸临床中的重要性

1925年,Dr.Broadbent发明了头影测量技术;1931年以来出现了大量关于头影测量的研究和临床报告。目前,头影测量已经广泛应用于正畸临床,在以下几个方面起到了关键作用。

精准诊断、制定方案  临床上需要收集患者的一般情况、颜面部检查、口腔状况检查、口腔功能检查、模型分析等资料,进行精确诊断并制定治疗方案。仅根据患者的上下颌牙列模型就进行诊断、制定方案是远远不够的,牙列模型只能反映上下颌相对位置关系。骨面型截然不同的患者可能具有相似的牙列相对位置关系,若仅根据牙列模型制定方案,可能增大治疗难度,延长治疗周期,降低治疗效果。而X线头影测量能帮助正畸医生更好地了解患者颅、颌、面、牙软硬组织的结构及其相对位置关系,从而能够做到精确诊断,制定正确、高效的方案。

治疗过程监控、治疗效果评估   临床上头影测量已广泛用于正畸治疗的效果评估。在治疗过程中,正畸医生总是想要定量地了解到自己先前的治疗所取得的效果,评价实际效果与治疗前预期的差异,从而指导后续的治疗计划。头影测量则能帮助正畸医生方便地实现这一目的。

医患沟通、医医沟通   根据X 线头影测量生成的描记图,能够帮助患者直观地了解自身情况;描记图、重叠图以及角度线距数值等是医生与医生之间进行病例交流、学术探讨时不可或缺的资料。

研发目的

在我们的前期调研中,认为头测分析“ 很重要”的医生占比87.27%,“ 一般重要”的占比12.29%,“不重要”的仅占0.45%。尽管医生们都深知头测的重要性,但认为自己精通头影测量的医生只有11.49%。临床上多数医生没有常规进行头影测量并进行分析,原因主要在于对头影定点结果不确信和没有时间进行头测。临床医生的诸多困扰,反映了多数头测工具存在如下一些问题。

绘图过程繁琐,费时费力   传统的手动描绘需要花费大量的时间,计算机软件的出现一定程度上提高了头测的效率,但目前多数软件的界面不够友好。即使医生已经十分熟悉标志点的描记,描绘一张图片从输入患者信息、导入图片到描记完成、生成结果,仍需花费数十分钟的时间。移动互联网高速发展的今天,用户对软件使用便捷性、界面友好性提出了更高的要求,而多数头测软件无法满足这一要求。

头测重叠精度差    理想中,对于不同治疗阶段的头测图进行重叠时,实际没有发生变化的颅底结构等组织应该精确重叠到一起,牙齿的大小也应当前后一致。现实是多数头测软件进行重叠时,颅底结构无法重叠至一起,牙齿的大小也发生了改变,这使得很多医生对重叠结果产生怀疑,且在病例交流时面对他人的疑问也难以解释。头测重叠的低精确性一定程度上影响了正畸医生进行头测重叠的积极性。

输出结果无法调整   对于轮廓和重叠图,多数软件直接输出JPG格式结果,且图像的线条、颜色等效果无法修改,使得医生还需要软件进行二次加工处理,加重医生的负担;对于数据结果,多数软件输出为PDF或者图片格式,仍需要进行二次处理才能用于病例交流。

我们发现,尽管理论上头影测量在临床中有极其重要的作用,但多数头测软件的局限性限制了其在临床上的广泛应用。

为解决以上问题,Uceph头影测量系统应运而生,Uceph的研究目的是让正畸医生便捷、准确地实现“数据设计方案、重叠监控过程”。

研发过程

Uceph头影测量系统的开发于2016年启动,截止目前,开发时间超过3年,代码行数超过50万行,经过750余个版本的迭代,在保证传统功能不断优化的同时,还在不断开发新的功能以满足医生的需求。

Uceph基于业界最强QT开发框架开发,目前已经支持Windows、Macos 等主流操作系统,将来或推出移动版本,支持iOS、Android等操作系统。为满足个体诊所、连锁诊所及医院、学院等不同类型机构的不同需要,开发了带加密狗的标准版、需在线使用的在线版以及局域网版等多个版本。在语言上,实现了中文、英文、韩文等多语言支持。

为保证用户数据安全及可用性,Uceph开发了数据云服务,服务器运行于阿里云上,稳定可靠;提供患者信息云备份功能,医生能够异地随存随取;对于云端信息后台自动备份,确保安全;支持数千用户同时在线,并可根据需要弹性扩展。

Uceph的优势

价格优势

与其他头测软件相比,Uceph 的价格较为亲民,诊所的全科医生也能够负担得起。而且,与其他软件给设备授权不同,Uceph只需要加密狗或者联网就能够使用,这使得用户在使用时极大地摆脱了时间和空间的限制,只要有加密狗,在诊所、在家、在飞机上、在别人电脑上,都可以做头影测量。

服务优势

版本迭代快,售后迅速,目前市场上多数头测软件,都是“开发者→代理→用户”模式。由于用户和开发者之间存在一级甚至多级的代理,用户的需要和问题,很难能够及时地反映给开发者。而目前Uceph是“开发者← →用户”模式,双方的沟通反馈十分及时,用户的合理需求,在1周甚至1天内就能够得到响应。

使用优势

展示效果出色  Uceph支持对标志点、辅助点和线条的自由调整,还支持增加或删除辅助点,以辅助调整线条的流程性,保证输出轮廓图线条流畅、颜色美观(图1)。

中国正畸医生的智慧:Uceph头影测量系统的研发及优势——王军教授 第1张

图1 头影测量轮廓图

智能输出   完成患者的第一张侧位片的描记后,保存“.pt”后缀文件,在进行同一患者第二张侧位片的描记时,可以导入先前保存的“.pt”后缀文件,仅需局部小小调整即完成新一张侧位片的描记。在快捷完成第二张侧位片的同时,还可以保证颅底等结构的轮廓不发生改变(图2)。

中国正畸医生的智慧:Uceph头影测量系统的研发及优势——王军教授 第2张

图2 智能输出示意图

准确重叠   点击一下“重叠”按钮便可进行重叠;最多可支持6层重叠;支持指定部分重叠;操作极其简单便捷;支持旋转平移缩放颜色线条调整,能够轻松实现结构稳定重叠。

输出 PNG 格式图片   无论是轮廓图还是重叠图,均支持PNG格式图片输出,方便医生制作PPT,无需再对图片进行二次处理。

强大的导出功能   支持一键保存数据结果;数据结果保存为BMP、PDF和XLS 三种格式,便于制作PPT 和数据统计、科学研究;支持不同阶段的测量数据对比输出,使医生对治疗变化一目了然。

互动功能   可轻松实现整个病例多阶段头影测量资料或单个治疗阶段资料的导出及导入,极大地方便了头影测量网络或远程规范化高效教学(图3)。

中国正畸医生的智慧:Uceph头影测量系统的研发及优势——王军教授 第3张

图3 互动功能示意图

分析法全面,且在不断扩充中   Uceph预置的输入法包括Downs、Tweed、Steiner + Wits、McNamara、华西分析法、北京大学分析法、上海九院分析法等多种经典分析法,新增分析法包括FACE、Rondeau Analysis、MBT、颈椎骨龄测量和上气道及周围结构分析法等。还支持自定义分析法,Uceph指标库中的指标多达100余个,用户可根据需要随意组合自己的个性化测量分析法。

版本适配齐全   uceph 目前支持四个版本:①标准版:需加密狗,可离线使用;②在线版:需联网使用;③ 局域网版:适合学校、医院、诊所;④MacOS 版:联网使用、填补了全球没有Mac版头测软件的空白。

一键搬家功能   用户更换电脑时,可将原电脑的全部病人数据一键快速转移至新电脑,能够有效防止病人数据丢失。

精进功能,完善细节   可将患者信息备份至云端;测量线距与角度:允许测量任何线距与角度;定点时鼠标可切换为十字状,避免遮挡某些结构。

心路历程

Uceph 的研发,解决目前多数头测软件存在的痛点,并且将头影测量技术真正地用于临床诊断、治疗监控和效果评价,而不是作为病例展示PPT里一带而过的例行公事。Uceph从问世至今,受到口腔医生的广泛好评,我想原因有以下几点:

①根据医生习惯进行针对性设计(For U’r preference):Uceph 团队里超过半数的成员都是正畸医生,我们深知在使用过程中,哪些步骤是繁琐的、多余的,哪些步骤是必要的、精华的。例如,我们开发的输出PNG格式图片功能,就能让医生在进行病例展示时避免不必要的修改。

②帮助医生节约时间(For U’r convenience):智能导入功能,一键重叠功能等,Uceph 团队希望医生能够快速地完成头影测量片的绘制,快速地完成重叠,能在5分钟完成头测重叠而不是5小时。并且,团队也在很多小细节上进行针对性地优化。例如,在新建患者信息时,先前的默认性别为“男”,但是正畸患者中女性占比为80%左右,于是我们将默认性别设置为“女”,这样医生在操作时,能够少点击一下,节约一点时间。

③满足医生的需要(For U’r needs):不同的医生对于图片的要求有所不同,而我们满足了医生的各种需要,支持自定义线条、颜色、分析法等等,让医生根据自己的需要进行选择。另外,医生在使用过程中,也可能产生新的需要,团队就会根据这些需求进行跟进解决。Uceph 的诸多功能,比如“一键搬家”“十字状定点”等功能都是根据用户的反馈推出的。

④让医生信任Uceph(For U’r trust):Uceph 的功能建立在稳定、准确的基础上,在提升效率的同时,也要保证测量、定点的精确性。使用Uceph定点有着极高的稳定性、可重复性,让医生能够自信测量,自信重叠。