口腔仿真模擬系統(tǒng)及其在臨床前教學(xué)中的應(yīng)用

賈　駿　段嫄嫄　金　磊　候曉沖　張少鋒

摘要 介紹口腔仿真模擬系統(tǒng)的主要構(gòu)成以及功能特點(diǎn)。在口腔臨床前教學(xué)中應(yīng)用此系統(tǒng)不但能夠增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、鞏固基礎(chǔ)理論知識(shí)，而且能夠提高臨床操作技能，值得進(jìn)一步在口腔教學(xué)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 口腔仿真；虛擬現(xiàn)實(shí)；臨床前教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：R78文件標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-489X（2007）02－0029-02

Dental Simulation System and Applications to Dental Preclinical Training//Jia Jun, Duan Yuanyuan, Jin Lei, Hou Xiaochong, Zhang Shaofeng

Abstract The paper introduces the principal compositions of the dental simulation system and its characteristics. This system can not only raise the activity of student, consolidate the basic knowledge, but also increase the ability of clinical operational skills in preclinical education, but also is worthy of further spreading to application in dental preclinical training.

Key words simulation; virtual reality; dental preclinical training

Authors address Department of Prosthodontics, College of Stomatology,the Fourth Military Medical University,Xi'an 710032China

口腔醫(yī)學(xué)具有很強(qiáng)的技術(shù)性和實(shí)踐操作性,要求口腔醫(yī)師具有過(guò)硬的心理素質(zhì)和熟練的操作技能,而要達(dá)到這些要求,就必需在臨床實(shí)踐中不斷地鍛煉和積累,這是一個(gè)長(zhǎng)期的磨練過(guò)程^[1]。然而，目前我國(guó)大部分口腔醫(yī)學(xué)院校的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)還處于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)水平，主要利用模型或離體牙，觀察和重復(fù)帶教老師的操作來(lái)進(jìn)行操作學(xué)習(xí)。學(xué)員們無(wú)法真實(shí)地感受到患者體位、口腔內(nèi)的窄小空間以及軟硬組織等對(duì)實(shí)際操作帶來(lái)的影響。在這種情況下進(jìn)入臨床，會(huì)立刻發(fā)現(xiàn)口外模型操作與臨床實(shí)際之間的巨大差異，出現(xiàn)不敢進(jìn)行臨床操作的現(xiàn)象，導(dǎo)致臨床操作水平提高緩慢^[2]?？谇环抡婺M系統(tǒng)是一套能夠模擬臨床真實(shí)操作環(huán)境、輔助臨床前操作教學(xué)的口腔專(zhuān)業(yè)教學(xué)工具。其仿真設(shè)計(jì)縮小了實(shí)驗(yàn)室和臨床之間的差距，使口腔醫(yī)學(xué)學(xué)生能夠在臨床實(shí)習(xí)前順利掌握一些基本的臨床操作技能，如醫(yī)患體位的調(diào)節(jié)、支點(diǎn)的選擇、口鏡牽拉組織的手法、保護(hù)操作區(qū)鄰近組織的方式、以及牙體預(yù)備和軟硬組織手術(shù)操作等，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與臨床實(shí)習(xí)間的平滑過(guò)渡^[3]。目前的口腔仿真模擬系統(tǒng)主要包括美國(guó)公司的DentSim系統(tǒng)、德國(guó)公司的KaVo系統(tǒng)以及日本公司的CLINSIM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)均由仿真頭顱模型系統(tǒng)和實(shí)習(xí)操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)兩部分組成。

1 仿真頭顱模型系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

仿真頭顱模型系統(tǒng)配備有操作臺(tái)和配套設(shè)備，如手機(jī)、水槍等，同時(shí)還提供彩色顯示器和置于口內(nèi)的小型攝像探頭，便于學(xué)生觀看老師在口內(nèi)的操作，其連接在操作椅上的頭顱部分又分為頭型、咬合器、面罩以及實(shí)習(xí)模型^[4]。

1.1頭型

頭型的形式多種多樣，通過(guò)模擬真人脖子轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)可以調(diào)整各種傾斜角度。耳朵和鼻子設(shè)計(jì)在頭型上逼真地表現(xiàn)出來(lái)，作為了模擬面弓轉(zhuǎn)移和確定鼻翼耳平面或眶耳平面的重要參照點(diǎn)。

1.2咬合器

咬合器有螺紋固定式和磁鐵固定式兩種形式。目前傾向于使用在功能上模仿真人，而形態(tài)上已經(jīng)大大簡(jiǎn)化的咬合器。咬合器直接與各種牙科實(shí)習(xí)模型安裝在一起，即使脫離了仿真頭顱模型，也可開(kāi)展實(shí)習(xí)；這種用于安置帶有獨(dú)立式咬合器模型的裝置稱(chēng)為咬合架。

1.3面罩

面罩的質(zhì)地和彈性接近真人口頰軟組織，用于模擬人的臉頰和承接、引導(dǎo)操作治療時(shí)的水。

1.4 實(shí)習(xí)模型

仿真頭顱模型配套的教學(xué)實(shí)習(xí)模型種類(lèi)繁多，分別用于不同的教學(xué)目的，其用途包括牙體制備（包括基牙和窩洞）實(shí)習(xí)、根管治療實(shí)習(xí)、牙周潔治實(shí)習(xí)、拔牙實(shí)習(xí)以及用于X線攝片實(shí)習(xí)正畸實(shí)習(xí)。

2 實(shí)習(xí)操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

實(shí)習(xí)操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)是評(píng)價(jià)臨床模擬實(shí)習(xí)效果的一系列軟硬件設(shè)備，能實(shí)時(shí)記錄學(xué)生的操作過(guò)程并將其與預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)化操作步驟進(jìn)行比較，提供細(xì)致的反饋信息。反饋信息包括各種分析數(shù)據(jù)、表格、圖像，并能變換視角從不同橫切面進(jìn)行量化評(píng)估。在操作的過(guò)程中，還會(huì)有提示音在出現(xiàn)錯(cuò)誤操作時(shí)響起，及時(shí)提醒學(xué)生糾正錯(cuò)誤，以提高模擬臨床操作的質(zhì)量以及效率^[5]。目前的實(shí)習(xí)操作評(píng)價(jià)一般涉及以下幾方面的內(nèi)容。

2.1窩洞、肩臺(tái)制備技能評(píng)估系統(tǒng)

通過(guò)激光三維立體掃描裝置采集學(xué)生所預(yù)備的實(shí)習(xí)模型的輪廓數(shù)據(jù)，與教員制備的標(biāo)準(zhǔn)窩洞和肩臺(tái)外形三維數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，同時(shí)將兩者間的差異以圖像方式顯示在電腦的顯示屏上，并給出評(píng)分。兩者間的差異越大則表示學(xué)生的得分越低。2.2根管長(zhǎng)度測(cè)定評(píng)估系統(tǒng)

用于根管治療實(shí)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，利用根管長(zhǎng)度測(cè)定儀可以把學(xué)生運(yùn)用根管銼的動(dòng)作變化傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中記錄保存下來(lái)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。

2.3切削壓力評(píng)價(jià)系統(tǒng)

評(píng)估牙體制備時(shí)高速手機(jī)的工作和使用情況，其原理是通過(guò)帶有壓力傳感器的專(zhuān)門(mén)的切削模型，把用高速手機(jī)切削時(shí)產(chǎn)生的壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中記錄保存下來(lái)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。

2.4自動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)

通過(guò)專(zhuān)用CCD攝像機(jī)設(shè)備等準(zhǔn)確記錄學(xué)生在進(jìn)行臨床操作時(shí)頭部、口鏡、高速手機(jī)、手臂等標(biāo)志點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡并綜合評(píng)分，以糾正學(xué)生的操作姿勢(shì)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，減少職業(yè)病，提高工作效率。

3 口腔仿真模擬系統(tǒng)在臨床前教學(xué)中的作用

口腔仿真模擬系統(tǒng)使得臨床前實(shí)驗(yàn)課教學(xué)與臨床實(shí)際的環(huán)境更為接近，學(xué)生能夠按照進(jìn)度循序漸進(jìn)、重復(fù)的進(jìn)行臨床操作練習(xí)，并且有助于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修正錯(cuò)誤。其在臨床前教學(xué)中的作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 營(yíng)造真實(shí)的臨床模擬環(huán)境

口腔仿真模擬系統(tǒng)仿照真實(shí)的患者口腔軟硬組織解剖、咬合關(guān)系、牙齒排列等情況,具有最高的仿真性。該系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)、快慢手機(jī)、光源、噴水冷卻、椅位調(diào)節(jié)等也完全模擬臨床。

3.2 提供多樣化并具有真實(shí)感的實(shí)習(xí)模型

針對(duì)各科實(shí)習(xí)的不同特點(diǎn)，口腔仿真模擬系統(tǒng)提供了多種不同材料、不同結(jié)構(gòu)的實(shí)習(xí)模型，使學(xué)生可以在其上進(jìn)行牙體牙髓、牙周、口腔修復(fù)、口腔正畸、口腔頜面外科等一系列口腔臨床醫(yī)學(xué)技能訓(xùn)練。在同一副模型牙齒上，既可以進(jìn)行牙體洞型制備，又可以進(jìn)行根管治療，還可以進(jìn)行樁冠的基牙制備、可摘活動(dòng)修復(fù)和固定橋的制作等，避免了教學(xué)資源的浪費(fèi)，提高了教學(xué)效果^[6]。

3.3 建立客觀有效的評(píng)估體系

口腔仿真模擬系統(tǒng)中的實(shí)習(xí)操作評(píng)價(jià)部分能夠從臨床操作的姿勢(shì)、手法、修復(fù)體質(zhì)量等多方面分析學(xué)生對(duì)基本臨床操作的熟悉掌握程度，使教師的主觀評(píng)估成為過(guò)去，代之以科學(xué)、系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)考核。

盡管口腔仿真模擬系統(tǒng)在臨床前教學(xué)上具有多方面的優(yōu)勢(shì)，但仍有一些問(wèn)題需要改進(jìn)。例如,實(shí)習(xí)模型的材料不能完全模擬牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)的硬度、強(qiáng)度等物理機(jī)械指標(biāo)，影響學(xué)生預(yù)備窩洞、根管時(shí)的手感；又如,仿真牙髓腔、根管均較大較直,沒(méi)有生理性縮窄區(qū),影響學(xué)生對(duì)髓腔、根管形態(tài)和彎曲度的正確了解等。此外，目前的幾種口腔仿真模擬系統(tǒng)均由國(guó)外設(shè)計(jì)制造，價(jià)格昂貴，并且其配套的實(shí)習(xí)模型、耗材等也均依賴(lài)進(jìn)口。這些均阻礙了口腔仿真模擬系統(tǒng)的推廣使用。然而我們相信，隨著材料、技術(shù)的發(fā)展以及國(guó)產(chǎn)化口腔仿真模擬系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)，采用這一先進(jìn)的教學(xué)手段必將有助于全面提高口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量，為我們的口腔衛(wèi)生事業(yè)培養(yǎng)出更多臨床技術(shù)過(guò)硬的合格人才。

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