DentSim實(shí)時(shí)交互式虛擬口腔教學(xué)系統(tǒng)的使用及維護(hù)

李金軍

[摘要] 隨著口腔實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的不斷更新，傳統(tǒng)的仿真頭模訓(xùn)練不能滿(mǎn)足于現(xiàn)狀，全新的數(shù)字化交互式仿真訓(xùn)練系統(tǒng)已步入各大院校，而這些設(shè)備都依賴(lài)于進(jìn)口，不規(guī)范的操作使用會(huì)產(chǎn)生諸多問(wèn)題，加之國(guó)內(nèi)售后技術(shù)不成熟，往往出現(xiàn)維修耗時(shí)長(zhǎng)，成本高等情況。該文就以我院進(jìn)口的以色列研發(fā)的DentSim仿真頭模系統(tǒng)為例，介紹如何正確的使用及日常的維護(hù)保養(yǎng)，進(jìn)而降低設(shè)備的故障率。

[關(guān)鍵詞] DentSim；操作使用；維護(hù)保養(yǎng)

[中圖分類(lèi)號(hào)] R7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1672-5654（2018）01（a）-0153-02

[Abstract] With the increasingly updating of the oral experimental teaching method， the traditional artificial head training cant satisfy the status， and the new digital interactive simulation training system has entered into various big hospitals， but the equipment depends on the import， and the non-standard operation and application can product many problems， at the same time， the customer service technology at home is not mature， which can lead to long maintenance time and high cost， the paper introduces how to conduct the accurate application and daily maintenance by taking the imported DentSim artificial head training system researched by Israel thus reducing the error rate of equipment.

[Key words] DentSim； Operation and application； Maintenance

口腔醫(yī)學(xué)具有學(xué)科特殊性，知識(shí)點(diǎn)抽象、臨床技術(shù)更新快、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，需要有大量的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)將書(shū)本抽象描述轉(zhuǎn)化為直觀(guān)認(rèn)識(shí)、將理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮髂芰?，必須?jīng)過(guò)反復(fù)多次在仿真設(shè)備上訓(xùn)練考核合格后才可以進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)操作。據(jù)國(guó)內(nèi)外口腔醫(yī)學(xué)高等教育臨床技能訓(xùn)練的研究和實(shí)踐，要保證口腔臨床教學(xué)的質(zhì)量，臨床技能的訓(xùn)練必須在仿真頭模系統(tǒng)上進(jìn)行。臨床交互式仿真訓(xùn)練系統(tǒng)（DentSim）是一種先進(jìn)的、交互式牙科系統(tǒng)，用于牙科培訓(xùn)和實(shí)踐[1]?？谇会t(yī)學(xué)院在2014年購(gòu)買(mǎi)了一套DentSim教學(xué)系統(tǒng)和口腔示教系統(tǒng)，希望能從傳統(tǒng)的教學(xué)模式上有所新的突破?，F(xiàn)結(jié)合該院在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用情況，對(duì)DentSim的特點(diǎn)、使用及維護(hù)介紹如下。

1 安裝環(huán)境

DentSim像其他牙科綜合治療機(jī)一樣，由電、氣、水3個(gè)重要的工作源頭。設(shè)備安裝環(huán)境要求干燥通風(fēng)，潮濕的環(huán)境下易使機(jī)器發(fā)生電氣故障，同時(shí)還會(huì)加速設(shè)備的銹蝕老化。電源采用220 V交流電供電?？紤]到目前只購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)，該設(shè)備占用2 m2的空間，就安裝在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)符合安裝條件的仿真頭模實(shí)驗(yàn)室，于仿真頭模實(shí)習(xí)機(jī)的教師機(jī)旁，作為示范性虛擬教學(xué)評(píng)估考核使用。氣源從現(xiàn)有的中心供氣管路接管，使用氣壓保持在0.25～0.37 MPa之間，符合DentSim的使用標(biāo)準(zhǔn)。水源也是從現(xiàn)有的過(guò)濾裝置接入過(guò)濾精度0.1的過(guò)濾水管路中達(dá)到了設(shè)備使用要求。

2 操作使用

DentSim由電腦主機(jī)、紅外光學(xué)追蹤系統(tǒng)和仿真頭模系統(tǒng)3個(gè)部分組成。其特點(diǎn)是：①教學(xué)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化；②實(shí)時(shí)評(píng)估和反饋；③精度高，誤差在0.1 mm；④操作步驟回放；⑤系統(tǒng)預(yù)設(shè)了典型病例，更貼近臨床[2]。電腦主機(jī)部分由裝有專(zhuān)用的系統(tǒng)軟件，也是整個(gè)實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合交互的三維成像的核心，學(xué)生在練習(xí)使用裝有定位點(diǎn)的手機(jī)和牙模時(shí)，通過(guò)視覺(jué)追蹤系統(tǒng)采集反饋信息，經(jīng)過(guò)電腦軟件的計(jì)算分析實(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)致的各種分析數(shù)據(jù)、表格、圖像，并能360°變換視角從不同橫切面進(jìn)行實(shí)時(shí)給予評(píng)估和指導(dǎo)，從而能客觀(guān)評(píng)判學(xué)生的模擬操作的正確性和規(guī)范化，使學(xué)生的考核標(biāo)準(zhǔn)更具有客觀(guān)性。

2.1 DentSim的展收

2.1.1 仿真頭模的展開(kāi) ①掀開(kāi)桌面蓋板到最大角度；②雙手捏住仿真頭模后背板，左拇指按住左壓力按鈕，往后拉起直至90°位置；③右拇指按住右壓力按鈕，使仿真頭模后仰至適合位置，松開(kāi)壓力按鈕；④打開(kāi)頭模頭蓋，松開(kāi)緊固旋鈕，將頭模調(diào)整到對(duì)應(yīng)位置，旋緊緊固旋鈕以保證操作時(shí)的穩(wěn)定。

2.1.2 仿真頭模的轍收 ①掀開(kāi)桌面蓋板到最大角度；②雙手捏住仿真頭模后背板，右拇指按住左壓力按鈕，抬起直至90°位置；③左拇指按住左壓力按鈕，使仿真頭模前俯至桌面內(nèi)，松開(kāi)壓力按鈕；④右拇指按住右壓力按鈕，微調(diào)頭模直至桌面蓋板合上。

2.2 DentSim的使用

2.2.1 紅外光學(xué)導(dǎo)航追蹤儀調(diào)節(jié) 圖像導(dǎo)航攝像頭角度調(diào)節(jié)使用范圍180°。其調(diào)節(jié)通過(guò)扳手開(kāi)關(guān)把聯(lián)接支桿松緊，內(nèi)六角螺絲松緊微調(diào)角度，以及攝像頭的伸縮。在調(diào)節(jié)的過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)，應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)攝像頭，否則將可能發(fā)生掉落引起故障或緊固力降低而造成設(shè)備不穩(wěn)定。

2.2.2 LED紅外發(fā)射裝置調(diào)節(jié) 紅外線(xiàn)發(fā)射裝置調(diào)節(jié)稱(chēng)為L(zhǎng)EDs，定位于DentSim專(zhuān)用手機(jī)和在仿真頭?？谇焕锏膶?zhuān)用牙模作為參考體，專(zhuān)用手機(jī)柄上前后各8個(gè)紅外發(fā)光點(diǎn)，上下頜牙模支架上也分別有7個(gè)點(diǎn)依次排列，和導(dǎo)航追蹤儀構(gòu)成一個(gè)完整的光學(xué)跟蹤采集系統(tǒng)，學(xué)生操作姿勢(shì)在攝像頭的視角范圍內(nèi)被實(shí)時(shí)追蹤。

2.2.3 正確操作姿勢(shì) DentSim實(shí)時(shí)追蹤系統(tǒng)利用的光學(xué)原理，一旦在發(fā)光點(diǎn)和導(dǎo)航追蹤儀之間出現(xiàn)遮擋物，信號(hào)就會(huì)中斷。通過(guò)無(wú)數(shù)次的調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)DentSim還能糾正學(xué)生常見(jiàn)的身體及頸部的屈曲等不規(guī)范的操作姿勢(shì)。一旦學(xué)生操作時(shí)出現(xiàn)姿勢(shì)錯(cuò)誤， 會(huì)阻擋攝像頭， 所有操作的實(shí)時(shí)顯示中斷，學(xué)生會(huì)得到錯(cuò)誤反饋信息，及時(shí)調(diào)整椅位和姿勢(shì)，直至操作顯示重新出現(xiàn)， 獲得評(píng)分[1]。

3 維護(hù)保養(yǎng)

3.1 DentSim手機(jī)的保養(yǎng)

DentSim使用的是專(zhuān)用手機(jī)，長(zhǎng)約23 cm，分為手機(jī)部分和發(fā)光二極管構(gòu)成的定位小球手柄部分。手機(jī)部分同一般的帶光纖的手機(jī)結(jié)構(gòu)一樣，采用渦輪驅(qū)動(dòng)，軸承筒夾結(jié)構(gòu)，使用過(guò)程中防止摔落，禁止使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿和酒精溶液擦拭，以防腐蝕手機(jī)。車(chē)針使用商家指定的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)針，因?yàn)檐?chē)針在系統(tǒng)實(shí)時(shí)評(píng)估窩洞深度過(guò)程中起著決定性作用，使用其他型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)針對(duì)數(shù)據(jù)分析毫無(wú)意義。安裝車(chē)針一定要正確，到位。如果插入太淺，不到位，一方面可能在高速運(yùn)轉(zhuǎn)削切時(shí)，由于夾軸夾固在車(chē)針末端部，經(jīng)常在旋轉(zhuǎn)時(shí)脫位飛出，另一方面對(duì)數(shù)據(jù)的采集分析產(chǎn)生偏差。當(dāng)然表面不光滑有銹斑的車(chē)針也不能使用，即使能裝入，也容易出現(xiàn)手機(jī)抱死車(chē)針，不能拆卸更換。每次用完都要注油清洗，起到潤(rùn)滑軸承。清洗的話(huà)，通常是卸下手機(jī)部分單獨(dú)保養(yǎng)維護(hù)，使用注油機(jī)或通過(guò)手動(dòng)注油清潔潤(rùn)滑。清洗后要讓手機(jī)在無(wú)水狀態(tài)下空轉(zhuǎn)2～3 s，利用氣壓清除手機(jī)在削磨仿真塑料牙時(shí)產(chǎn)生的殘留物。注意手機(jī)不能長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)，不然會(huì)導(dǎo)致三簧瓣夾軸損壞，不用時(shí)要裝入定標(biāo)車(chē)針，使三簧瓣保持一定的固位力和彈性。

手機(jī)的手柄部分也是手機(jī)定位部分，長(zhǎng)14 cm，由LED紅外發(fā)光定位小球及與主機(jī)相連的數(shù)據(jù)線(xiàn)組成的中空?qǐng)A柱體，同樣日常也要定期清潔表面，使用完用中性溶劑擦拭去除手握持時(shí)產(chǎn)生的汗?jié)n，以防腐蝕定位點(diǎn)，導(dǎo)致定位不精確。由于專(zhuān)用手機(jī)采用的快接方式是一個(gè)轉(zhuǎn)接口，加之手柄是較長(zhǎng)的空腔，手機(jī)部分接口處于手柄前段的1/3處，在拔插的時(shí)候要輕柔，避免連接管破損，水電氣管線(xiàn)脫落。拿光纖手機(jī)時(shí)要特別小心，避免損壞發(fā)光的端部。平時(shí)光纖手機(jī)接口要裝上安全套[3]。因此，建議清洗完或不用時(shí)連同數(shù)據(jù)線(xiàn)一起放入防潮防震的安全地方，或者裝入配套的手機(jī)專(zhuān)用盒子里。

3.2 仿真頭模系統(tǒng)的保養(yǎng)

DentSim的仿真頭模系統(tǒng)配備的是Kavo的仿真頭，仿真頜架，仿真牙模3個(gè)部分組成。

3.2.1 仿真頭 由面罩和頭蓋兩部分拼成。平時(shí)定期擦拭，面罩易損壞，盡量避免劃傷，口腔周?chē)蝗κ褂脮r(shí)避免過(guò)度用力牽拉。

3.2.2 仿真牙模 仿真牙模是Kavo的專(zhuān)用牙，分為上下頜，共28顆樹(shù)脂牙。與一般牙模不同的是DentSim系統(tǒng)為了精確的數(shù)據(jù)，在上下頜模型上裝上了定位支架，配有定位發(fā)光點(diǎn)。在使用時(shí)防止磕磕碰碰，否則定位支架易摔斷。使用完用三用槍吹干或擦干，保持牙模干燥，避免上下頜背面的吸附磁塊生銹起翹無(wú)法固定。

3.2.3 仿真頜架 仿真頜架主要由固定軸，上下頜固定旋鈕，上下頜固定基準(zhǔn)版構(gòu)成。裝上牙模放入仿真頭內(nèi)就可以模擬口腔。同樣每次用完吸干“口腔”內(nèi)余留的水，保持“口內(nèi)”清潔干燥，防止因潮濕發(fā)霉發(fā)黑。所有聯(lián)接及調(diào)節(jié)后的鎖緊裝置都應(yīng)確保其可靠的緊固狀態(tài)。使用過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查各種活動(dòng)零件是否松動(dòng)，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即對(duì)該部位進(jìn)行緊固維修。

3.3 紅外發(fā)射裝置的保養(yǎng)

紅外發(fā)射裝置（LEDs）表面可用柔軟的干布定期擦拭，有污物處請(qǐng)用干洗劑擦拭。其次，由于該系統(tǒng)運(yùn)用三維虛擬及紅外發(fā)射裝置定位技術(shù)，定位儀通過(guò)識(shí)別工具上的紅外線(xiàn)定位小球或IRED，進(jìn)行對(duì)手機(jī)和牙模的空間定位，實(shí)時(shí)跟蹤模擬，在實(shí)際應(yīng)用中存在定位失蹤現(xiàn)象，因此每次進(jìn)入主界面要運(yùn)行Trax軟件進(jìn)行校對(duì)，在監(jiān)視器上顯示六組點(diǎn)（每組顯示至少3個(gè)點(diǎn)）以上為校正完成。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 鄭家偉，曹霞，林育華，等.DentSim實(shí)時(shí)交互式虛擬口腔教學(xué)系統(tǒng)在口腔臨床前實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用[J].上?？谇会t(yī)學(xué)，2014， 23（6）：749-754.

[2] 林育華，池政兵.兩種虛擬操作系統(tǒng)在臨床前實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用評(píng)價(jià)[J].口腔材料器械雜志，2017，26（3）：163-166.

[3] 陳國(guó)勝.淺談牙科綜合治療機(jī)的使用與故障檢修[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2008，23（10）：95-97.

（收稿日期：2017-10-10）