虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在口腔正畸護(hù)理中的應(yīng)用展望

林紫燕 曹真勝

[摘要] 口腔正畸矯治術(shù)常用于修整牙列的外觀形貌，改善口腔健康，但由于正畸治療療程長，治療效果不明顯，配戴牙齒矯正器會(huì)給患者帶來不適感，護(hù)理不當(dāng)還容易引發(fā)牙周炎、口腔潰瘍等疾病，所以患者的依從性比較低，嚴(yán)重影響治療效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種高新技術(shù)，近年來發(fā)展迅速，在軍用、娛樂、培訓(xùn)等領(lǐng)域的應(yīng)用已初見成效，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也被進(jìn)一步推廣。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于口腔正畸治療，不僅能夠幫助醫(yī)生準(zhǔn)確了解患者病癥，選擇最佳的治療方式，也能夠增加患者對(duì)正畸手術(shù)的認(rèn)識(shí)、改善患者的心理狀態(tài)、提高治療的依從性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在口腔正畸護(hù)理中的應(yīng)用前景廣闊。

[關(guān)鍵詞] 口腔正畸;虛擬現(xiàn)實(shí);高新技術(shù);治療依從性

[中圖分類號(hào)] R783.6 ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] 1673-9701（2019）32-0161-04

Application prospect of virtual reality technology in orthodontic nursing

LIN Ziyan ? CAO Zhensheng

The Affiliated Stomatological Hospital of Wenzhou Medical University， Wenzhou ? 325000，China

[Abstract] Orthodontic correction treatment is commonly used to repair dentition appearance and improve oral health. However， due to the long treatment course of orthodontic treatment， unapparent treatment effect， discomfort brought by wearing dental appliance and possible periodontitis， oral ulcers and other diseases caused by improper nursing， the patient's compliance is relatively low， which has seriously affected the treatment effect. As a high and new technology， virtual reality technology has developed rapidly in recent years. Its application in military， entertainment， training and other fields has achieved initial success and its application in medical field has been further promoted. The application of virtual reality technology to the orthodontic treatment can not only help doctors to accurately understand the patient's conditions and choose the best treatment method， but also increase the patient's understanding of orthodontic surgery， improve the patient's state of mind and improve their treatment compliance. Virtual reality technology has a promising application prospect in orthodontic nursing.

[Key words] Orthodontics; Virtual reality; High and new technology; Treatment compliance

口腔正畸是通過改善牙齒排列狀態(tài)，去除牙齒異常形態(tài)，消除錯(cuò)畸形達(dá)到牙齒美觀的方法。隨著對(duì)“美”的要求提高，人們?cè)絹碓街匾曆例X的整齊美觀，進(jìn)行口腔正畸治療的患者逐漸增多。實(shí)施口腔正畸治療過程中，需要對(duì)口腔進(jìn)行全面檢查，明確患者的病癥并制定優(yōu)質(zhì)的修復(fù)方案[1]?？谇徽委煏r(shí)間跨度因發(fā)育階段及錯(cuò)畸形的類型不同存在差異，半年至三年不等，期間正畸臨床護(hù)理工作要點(diǎn)在每個(gè)階段有所不同[2]，而護(hù)理工作的好壞將直接影響患者的治療效果。傳統(tǒng)的護(hù)理模式患者參與度低，往往只是被動(dòng)接受醫(yī)生或護(hù)士對(duì)健康知識(shí)的傳輸，單調(diào)乏味，患者對(duì)治療過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)掌握度不夠。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過場(chǎng)景模擬與人機(jī)交互技術(shù)，不僅能夠讓患者更好的掌握護(hù)理工作的注意事項(xiàng)和健康知識(shí)，并能在術(shù)前預(yù)測(cè)正畸治療后的牙齒形貌，改善患者心理狀態(tài)，進(jìn)而提高患者正畸治療整體效果。

1口腔正畸治療護(hù)理現(xiàn)狀和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1目前國內(nèi)口腔正畸治療護(hù)理現(xiàn)狀簡(jiǎn)介

老舊的口腔正畸治療，醫(yī)生主要通過二維成像技術(shù)和口腔觀察了解患者牙齒的形狀及分布情況和上、下頜結(jié)構(gòu)，然后利用方絲弓矯正技術(shù)、截骨術(shù)等正畸技術(shù)進(jìn)行牙齒矯正。校正后患者要佩戴符合口腔結(jié)構(gòu)的矯正器直至矯形結(jié)束，佩戴矯正器的目的是為了保證患者鄰近骨質(zhì)恢復(fù)至正常解剖位置。由于佩戴牙齒矯正器的時(shí)間較長，患者治療期間可能出現(xiàn)疼痛、不適應(yīng)的現(xiàn)象，況且治療效果不明顯，導(dǎo)致患者極易出現(xiàn)焦慮、懈怠等心理問題，整體治療依從性較差[3-4]。隨著科技水平的進(jìn)步和醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，基于三維模型的正畸手術(shù)[5]、微型種植體支抗[6-7]、無托槽隱形矯治技術(shù)[8]等口腔正畸技術(shù)因能夠改善治療效果、提高患者治療依從性、增加正畸術(shù)的精確性等優(yōu)勢(shì)逐漸得到推廣。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由美國VPL公司創(chuàng)始人Jaron Lanier在20世紀(jì)80年代提出的，此技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種傳輸、接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成可以人機(jī)交互的三維環(huán)境。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，參與者可以按照自己的構(gòu)想，通過身體感官功能和運(yùn)動(dòng)功能，對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行觀察和操作;參與者能夠感受到只有在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際操作或經(jīng)歷相應(yīng)過程才能獲得的相應(yīng)感受，給人一種身臨其境的感覺，而這些實(shí)際操作或過程在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中是難以實(shí)現(xiàn)的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)近年來發(fā)展迅速，從最初的人們只能通過鍵盤鼠標(biāo)等輸入設(shè)備與計(jì)算機(jī)環(huán)境進(jìn)行交流到以多種傳感器與計(jì)算機(jī)營造的多維化信息直接交互，從簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)外部觀測(cè)到沉浸到計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的三維虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在軍事領(lǐng)域，利用虛擬顯示技術(shù)可以模擬軍事訓(xùn)練、戰(zhàn)場(chǎng)推演、武器系統(tǒng)的開發(fā)等方面[9];在體育領(lǐng)域，可以用于大型體育賽事的傳播[10]與競(jìng)技技能的訓(xùn)練;目前我國已將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[11]和復(fù)雜腫瘤外科治療[12]，可見的將來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用將蓬勃發(fā)展。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在口腔正畸治療護(hù)理中的應(yīng)用展望

2.1護(hù)士和患者的日常培訓(xùn)

隨著人們生活水平的提高，患者對(duì)護(hù)理工作的質(zhì)量要求不斷升級(jí)，倫理護(hù)理模式得到提倡，這就對(duì)護(hù)理人員的專業(yè)知識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求[13]?，F(xiàn)階段我國各大醫(yī)院因缺乏師資力量和培訓(xùn)設(shè)施，很少進(jìn)行護(hù)理人員的倫理教育。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將口腔正畸治療中不同的護(hù)理工作場(chǎng)景在計(jì)算機(jī)中以逼真的仿真環(huán)境展現(xiàn)出來，在仿真環(huán)境中護(hù)士可以通過人機(jī)交互設(shè)備對(duì)環(huán)境中的虛擬患者或醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行操作，不同的操作會(huì)呈現(xiàn)不同的護(hù)理效果，另外，系統(tǒng)還可對(duì)參與者的表現(xiàn)進(jìn)行考評(píng)[14-15]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠有效地彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的不足、突破時(shí)間和空間限制、充實(shí)醫(yī)學(xué)護(hù)理知識(shí)的學(xué)習(xí)，也不需擔(dān)心因過失操作而給患者造成傷害，可以反復(fù)進(jìn)行練習(xí)[16]。通過反復(fù)的強(qiáng)化訓(xùn)練，可以提高護(hù)士針對(duì)實(shí)際護(hù)理工作中出現(xiàn)的問題作出快速響應(yīng)和正確判斷的能力，從而提高護(hù)理質(zhì)量。護(hù)理質(zhì)量的好壞不僅取決于護(hù)士對(duì)患者護(hù)理質(zhì)量的優(yōu)劣，患者本人對(duì)健康知識(shí)的了解及自我護(hù)理水平同樣重要?？谇徽颊咝g(shù)后，需要進(jìn)行日?？谇蛔o(hù)理，包括飲食、口腔衛(wèi)生、矯正器清洗、牙周病預(yù)防等。如果僅憑借醫(yī)生的囑咐，患者很難掌握。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，我們可以將各種不當(dāng)?shù)淖o(hù)理行為展現(xiàn)在患者眼前，并讓患者體驗(yàn)可能造成的不良后果，如口腔疼痛、正畸效果不良等?，F(xiàn)在已經(jīng)提出利用云處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育及大眾教育的概念，未來我們足不出戶就能接受遠(yuǎn)程教學(xué)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)解答我們治療過程中的疑問，解決我們因缺乏醫(yī)療知識(shí)產(chǎn)成的疑慮。醫(yī)生也可利用虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)與患者實(shí)時(shí)進(jìn)行互動(dòng)，知曉患者自我護(hù)理情況并開展針對(duì)性教育，與當(dāng)前的跟蹤-延續(xù)性護(hù)理方式相比更具有時(shí)效性，利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行的護(hù)理培訓(xùn)更方便、更全面，是未來技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。

2.2患者入院咨詢

初診患者接待階段，護(hù)士的主要工作是向患者講解就診須知、治療的流程和費(fèi)用以及各醫(yī)師的專業(yè)能力等。這些工作都是重復(fù)性的基礎(chǔ)工作，長期從事此類工作，護(hù)士會(huì)覺得單調(diào)乏味，導(dǎo)致工作的積極性降低，影響護(hù)士的護(hù)理表現(xiàn)。這些常見場(chǎng)景都可以制作成3D動(dòng)畫，用于展示患者入院治療的流程、治療時(shí)常用的醫(yī)療器械和藥品費(fèi)用、介紹各醫(yī)師擅長的治療方法等?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)，能夠有效提升3D動(dòng)畫場(chǎng)景的重建精度，增強(qiáng)3D動(dòng)畫的實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性[17]。另外，患者可以通過耳機(jī)和話筒實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，計(jì)算機(jī)可根據(jù)患者輸入的需求信息調(diào)出患者要求了解的場(chǎng)景。這些技術(shù)目前在娛樂領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，原理簡(jiǎn)單，費(fèi)用不高，值得推廣。

2.3患者入院檢查

現(xiàn)階段我國口腔正畸治療主要是通過X射線照片獲取患者頭顱側(cè)位片和全口曲面斷層。隨著影像技術(shù)和儀器科學(xué)的發(fā)展，二維成像技術(shù)的局限性被世人熟知。將傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)合可以構(gòu)建出三維圖像。目前，三維CT已廣泛應(yīng)用到口腔正畸治療，與傳統(tǒng)技術(shù)比較，其可以客觀的反映出口腔的三維立體結(jié)構(gòu)，大大提高了口腔測(cè)量的精確度，醫(yī)師通過三維圖像更清楚的掌握患者的牙齒形貌和分布情況，做出更準(zhǔn)確的判斷。目前利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在多模態(tài)圖像（CT/MRI/DSA等）的基礎(chǔ)上，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，重建三維影像，塑造人體器官、血管等重要結(jié)構(gòu)，使醫(yī)學(xué)影像能最真實(shí)的表達(dá)患者狀態(tài)，為醫(yī)生提供最為精確的數(shù)據(jù)支持。在口腔正畸手術(shù)中，我們可以將患者的口腔圖像作為構(gòu)建人體頭部口腔圖像的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，構(gòu)建三維口腔結(jié)構(gòu)，以便更清晰的了解患者口腔結(jié)構(gòu)和牙齒分布狀態(tài)，便于醫(yī)生選擇最佳的診治方法。利用此技術(shù)，醫(yī)生可以不再使用咬牙印這種老舊的方法，了解牙齒錯(cuò)情況，能夠更加直觀有效地掌握牙齒病癥，選擇合理的治療方法和合適的矯正保持器。

2.4正畸手術(shù)模擬及術(shù)后形貌預(yù)測(cè)

國外很多醫(yī)學(xué)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)已證實(shí)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠清楚的展現(xiàn)患者接受治療的環(huán)境和身體結(jié)構(gòu)，醫(yī)生在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引導(dǎo)下開展手術(shù)，不僅能提高操作的精準(zhǔn)度，規(guī)避手術(shù)風(fēng)險(xiǎn);甚至能夠利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分析人體的微觀結(jié)構(gòu)，探討患者的發(fā)病機(jī)制。目前，國內(nèi)也已經(jīng)開展基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的顯微血管吻合手術(shù)[18]及頭頸部復(fù)雜腫瘤外科治療技術(shù)的研究。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠滿足外科醫(yī)生進(jìn)行精確運(yùn)動(dòng)對(duì)最佳人體工程學(xué)環(huán)境的要求。先進(jìn)的成像技術(shù)能讓醫(yī)生更好地了解人體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，并且在手術(shù)操作時(shí)給予精確指導(dǎo)[19-20]，增加手術(shù)的成功率和手術(shù)效果。在口腔正畸治療中，可以將患者口腔的三維掃描數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，利用有限元的方法，計(jì)算出不同矯形方式下，牙周組織的受力情況和應(yīng)變大小，建立正畸應(yīng)變值及對(duì)應(yīng)的牙齒移動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系模型，推算出治療后牙齒的形貌和分布[21]，結(jié)合形貌仿真和材質(zhì)仿真，可以呈現(xiàn)患者術(shù)后牙齒形貌，實(shí)現(xiàn)對(duì)術(shù)后形貌的預(yù)測(cè)。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，患者可以觀察不同治療手段和佩戴不同類型的矯正器治療效果的差異，可以了解整個(gè)手術(shù)過程，以及手術(shù)過程中自己要做哪些工作來配合醫(yī)生和護(hù)士開展正畸手術(shù)?；颊呖梢酝ㄟ^虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)加強(qiáng)對(duì)手術(shù)過程的了解，增加患者的信任度;通過可視化的形貌預(yù)測(cè)，喚起患者對(duì)美的渴望，改善患者治療的依從性，甚至積極要求治療。

2.5口腔正畸患者心理護(hù)理

口腔畸形患者往往帶有不同程度的自卑、焦慮心理，這些不良的心理狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致患者接受治療的依從性較差，分析患者的心理特征并進(jìn)行合理的心理干預(yù)能夠顯著提高治療效果[22]。目前心理干預(yù)往往采用播放舒緩的音樂、引導(dǎo)患者想像舒適的場(chǎng)景等方法。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠讓患者充分放松身體各部分，完全沉浸在能夠聽到、看到的虛擬場(chǎng)景，甚至在治療時(shí)可以忽略輕度疼痛感。VR 技術(shù)能夠完美再現(xiàn)誘發(fā)癥狀的場(chǎng)景并加以控制[23]，特別適合于精神類疾病的治療，很多國家的醫(yī)療工作者在推進(jìn)這一先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用于自閉癥的治療[24]。有學(xué)者探究了沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中臨在感和多感官多維互動(dòng)的理念，證明了心理放松的效果與沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境存在高度相關(guān)，環(huán)境越沉浸，臨在感越強(qiáng)烈，放松治療效果越明顯。還有學(xué)者對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用做了相關(guān)研究，認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在改變患者心理狀態(tài)如此具有成效的原因是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與大腦具有相同的呈現(xiàn)仿真機(jī)理。大腦是通過神經(jīng)系統(tǒng)，在現(xiàn)實(shí)生活中高效的調(diào)節(jié)和控制人體，來表示或預(yù)測(cè)行動(dòng)、思想和情感;而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和大腦的工作機(jī)制一樣，通過操縱人體模型和周圍空間，使參與者可以看到現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景，感知個(gè)體行動(dòng)的結(jié)果[25]，與虛擬場(chǎng)景之間真切現(xiàn)實(shí)的互動(dòng)感受，能夠讓患者完全的進(jìn)入放松狀態(tài)。

3 討論

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。在培訓(xùn)方面可用于理論知識(shí)教學(xué)、手術(shù)模擬等方面，培訓(xùn)會(huì)更生動(dòng)、逼真貼近于現(xiàn)實(shí)，也能夠規(guī)避實(shí)際操作風(fēng)險(xiǎn);在手術(shù)治療方面，可以整合多種成像技術(shù)構(gòu)建病變模型和人體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行精確手術(shù)模擬和手術(shù)操作指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)手術(shù)效果預(yù)測(cè);在醫(yī)學(xué)干預(yù)方面，用于神經(jīng)性疾病治療和心理護(hù)理，可以使患者沉浸于虛擬環(huán)境，引導(dǎo)患者放松并進(jìn)行創(chuàng)傷恢復(fù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)適用于口腔正畸護(hù)理過程的諸多環(huán)節(jié)，其對(duì)于提高手術(shù)精度，改善治療效果，提高患者滿意度必然具有顯著效果。

鑒于國內(nèi)人機(jī)交互設(shè)備的生產(chǎn)制造、軟硬件設(shè)備的開發(fā)、成像技術(shù)的發(fā)展等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都相對(duì)落后，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用整體上還處于初期階段的客觀現(xiàn)實(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行口腔正畸護(hù)理治療還只是猜想。我們可以先把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于護(hù)士培訓(xùn)、患者健康教育和入院導(dǎo)診等方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和醫(yī)療資源共享平臺(tái)的構(gòu)建，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的治療成本會(huì)逐漸降低，鑒于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用于口腔正畸護(hù)理中，一定能夠提高患者治療效果和治療滿意度，被大眾接受。

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（收稿日期：2019-06-06）