经过六年的发展，这家口腔护理公司将荧光成像、牙齿级识别、运动传感和设备端计算相结合，打造出一个技术平台，旨在展示仅凭刷牙数据无法呈现的信息。
纽约州纽约市，2026年9月17日——电动牙刷行业在测量运动方面日臻完善。现代设备可以追踪时间、压力和角度，而运动传感器则可以估算用户刷到的口腔部位。这些测量数据能够揭示刷牙过程的许多信息，但对于刷牙完成后牙齿的状况却知之甚少。人们可以刷牙两分钟(建议时长)，反复清洁容易清洁的牙面，却忽略了牙齿内侧、牙龈线或后臼齿。计时器可以确认牙刷正在运行;覆盖范围图可以估算牙刷的移动轨迹。但两者都无法直接显示牙齿表面残留的污垢。
对usmile而言，这一差距成为了其六年努力的起点，旨在将视觉智能融入日常口腔护理。该公司开发了一套系统，该系统结合了近距离口腔成像、荧光照明、牙齿级图像识别、惯性传感和设备端计算。迄今为止，其最完整的应用是D50 OralCam电动牙刷，但该项目的根本目标远不止于将摄像头集成到单个产品中。其技术目标是捕捉口腔内部的视觉信息，确定信息的来源，并将其与用户可以采取的操作关联起来。
“人们通常知道自己是否刷了两分钟，”usmile D系列产品经理Jason说道，“但他们通常无法告诉我们的是，他们总是漏刷哪些地方，或者刷牙效果是否与他们的刷牙力度相符。” 在产品调研过程中，我们要求用户像往常一样刷牙，然后指出他们认为哪些区域已被有效清洁。之后拍摄的光学图像经常显示，在一些意想不到的地方，尤其是在牙齿内表面和后臼齿周围，存在与牙菌斑相关的信号。这种差异并没有使计时器或运动追踪变得无关紧要，但却暴露了它们的局限性：它们测量的是刷牙时的行为，而不是实际的刷牙效果。
usmile 的核心技术是其口腔成像系统 LumaSight™。该系统将一台 30 万像素的口内摄像头与六个 405 纳米的紫色 LED 灯相结合，用于捕捉牙齿表面与牙菌斑相关的荧光。虽然光学原理已然成熟，但将其应用于消费级产品却面临着不同的工程挑战。牙科专业人员在可控的环境中，使用专用仪器，并调整患者的体位。而牙刷则需要在使用者站在镜子前时，无需专业知识，也无需将日常刷牙变成临床操作，就能生成可用的图像。
口腔成像环境十分苛刻。空间有限，唾液和牙釉质会产生反射，舌头和脸颊也可能遮挡摄像头。距离和角度不断变化，这意味着即使位置或光照条件发生微小变化，同一颗牙齿的两张图像也可能截然不同。因此，首要的技术难题并非分析图像，而是如何获取一张能够可靠分析的图像。usmile 开发了一种引导式流程，将口腔划分为五个区域，并引导用户完成一系列可重复的扫描。软件会评估生成的图像帧，将其与相关区域关联起来，并在反射、距离或遮挡导致图像不适用时，提示用户重新扫描。
图像采集完成后，usmile 的图像分析系统会识别每颗牙齿，并将可见特征与预定义的类别进行匹配。该公司表示，该系统历时六年开发，使用了约 218 万张牙齿图像和样本。分析过程通过设备上的卷积神经网络进行，由约 0.5 TOPS 的本地计算能力支持。与智能手机的处理能力相比，这个数字并不算高，但它必须在一个密封的牙刷柄内运行，同时还要兼顾成像系统、显示屏、电池和声波马达。
在设备上运行该模型使得D50无需Wi-Fi或与远程服务的持续连接即可提供其主要视觉反馈。牙刷通过蓝牙连接到配套应用程序，但当前刷牙过程中所需的信息会在牙刷柄上进行处理和显示。这种架构也体现了产品在时机选择上的考量。如果系统识别出某个区域可能需要进一步清洁，那么在用户漱口、收起牙刷并继续刷牙之前，该信息最为有用。“采取行动的时机非常短暂，”Jason说道。“当用户仍然握着牙刷时，结果可能会改变他们接下来的操作。一旦刷牙结束，同样的信息就变成了他们可能稍后查看或忽略的东西。”
因此，D50 将信息分配在两个界面上。手柄上的 142 x 428 像素显示屏提供即时指导，而应用程序则显示详细图像、历史对比和长期报告。这种区别与其说是屏幕尺寸不同，不如说是时间尺度不同。手柄支持用户在当前刷牙过程中做出决定;而应用程序则旨在揭示在数天或数周内才具有意义的模式。usmile 并没有将手机的使用体验复制到更小的屏幕上，而是利用手柄缩短用户从看到结果到采取行动之间的时间。
然而，仅凭视觉信息无法确定牙刷在图像拍摄后的位置。usmile 将 LumaSight™ 与六轴惯性测量单元相结合，利用加速度和旋转数据来估算牙刷柄的方向和运动。运动智能有助于定位牙刷，而视觉智能则解读牙齿表面。运动传感器可以估算用户在特定区域停留的时间，但无法看到牙菌斑相关的荧光是否仍然存在。摄像头可以显示可见信号，但如果设备无法将图像与正确的位置关联起来，则该图像的实用性就会降低。在 D50 中，这两个系统共同构成“狙击模式”，帮助用户回到可能需要更多清洁的区域。
这种互动揭示了D系列背后的更深层次的技术理念：图像不应止步于图像本身，而应经历照明、捕捉、定位、分析和行动等一系列步骤。“摄像头是我们获取证据的工具，”杰森说道，“但它并非最终产品的价值所在。如果用户仅仅收到一张牙齿照片，那么系统就还没有完成它的任务。”这一要求将视觉护理系统与主要用于演示的摄像头区分开来。这项技术的实用性与其说是取决于它能否显示口腔内部，不如说是取决于它能否将这些信息转化为清晰的下一步行动。
将这套系统封装在牙刷内部也带来了诸多物理上的妥协。摄像头需要畅通的光路，而手柄必须保持密封，防止水和牙膏残留。处理器必须在不产生过多热量的情况下分析图像，电池则必须为紫色LED灯、显示屏、电机和计算硬件供电。usmile表示，D50的续航时间最长可达80天，具体取决于使用情况，并且通过USB-C接口充电，无需专用充电底座。Jason表示，团队在认为一款拥有超长续航的产品无需每天都占用充电底座后，便取消了支架。
更重要的妥协在于扫描过程。更多的帧数、更严格的定位要求和更长的扫描时间可以产生更详细的信息，但也会降低该功能在日常使用中的耐用性。usmile 选择了一种五区扫描流程，优先考虑可重复性和速度，而非专业设备所要求的细节。这一决定既决定了系统的易用性，也决定了其医疗局限性。该技术可以显示与牙菌斑相关的荧光，并帮助识别可能需要额外清洁的牙面，但它无法诊断龋齿、牙周病或其他口腔疾病。
据usmile首席牙医奥菲莉亚博士介绍，在家拍摄的口腔照片应被视为有限的视觉记录，而非临床诊断。照片只能在特定光源下从特定角度拍摄可见的牙齿表面，无法提供X光片、牙周探诊、触诊、专业清洁或患者病史等信息。修复体、牙齿染色、唾液以及牙齿结构的差异都会影响照片的成像效果。“家庭口腔影像的价值不在于帮助人们进行自我诊断，”她说道，“而在于帮助人们观察难以通过镜子看到的部位，记录可见的变化，并更清晰地与牙医或牙科保健师沟通。”
这一界限既影响图像识别系统，也影响其结果的呈现方式。消费级设备必须区分识别值得关注的可见区域和赋予疾病标签。它还需要在图像质量不足时做出判断，而不是将不确定性转化为看似确凿的结果。在这些限制范围内使用，家庭自拍照片可以使专业指导更加具体。它们可以帮助患者理解牙科保健员指的是哪些部位，或者描述可见变化首次出现的时间。但它们不能取代检查，疼痛、肿胀、持续出血、外伤或快速变化的异常情况等症状仍然需要专业评估。
usmile 将相同的成像技术应用于多种产品形态。D50 将视觉反馈融入日常刷牙，而 D-lite OralCam 则使用智能手机作为界面，实现更精准的口腔观察和记录管理。这两款产品的工作频率和功能各不相同，但都基于相同的基本流程：照亮牙齿表面、拍摄图像、识别位置、分析可见信息并以用户易于理解的方式呈现。
这表明 usmile 并不认为 LumaSight™ 仅限于一款牙刷的功能。它正被开发为一个可重复使用的技术层，应用于更广泛的口腔护理系统。消费者最终是否希望将这一技术层融入日常生活中，目前尚无定论。口腔成像比传统牙刷需要更多的交互，即使是技术先进的健康功能，一旦最初的好奇心消退，也会失去吸引力。该系统必须提供足够有用的信息，才能让用户觉得这种交互是值得的，同时又不能鼓励用户频繁查看，也不能让用户误以为视觉引导等同于医疗诊断。
智能牙刷多年来致力于提高对人们手部动作的识别精度。usmile 正在着手解决下一个难题：赋予口腔护理设备检测可见结果的能力，了解其成因，并指导后续操作。D50 是这一理念的首个完整实现，但其更重要的突破在于其背后的视觉智能系统——以及未来智能口腔护理的衡量标准可能不仅在于操作，还在于牙齿上留下的痕迹。
usmile成立于2015年，是一家口腔健康科技公司，致力于将日常口腔护理从基础清洁转变为更直观、更智能、更有针对性的方法。usmile融合了口腔护理专业知识、OralCam成像技术、人工智能驱动的识别和分析、智能传感、自适应刷牙系统以及引导式牙间清洁，打造出直观易用的产品，提供可视化刷牙、个性化清洁指导以及便携式和家用水牙线。通过让口腔状况和清洁需求更加直观、易懂和可操作，usmile帮助成人和家庭从被动护理转向以预防为主的口腔健康，为未来口腔护理树立了新的标杆。
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