數字化結果評估系統(tǒng)在中切牙全瓷冠牙體預備教學中的應用研究*

劉 琦 項小珍 梁悅娥 陳丹紅

精準的牙體預備是口腔固定修復的關鍵技術，這一技術在前牙美學修復中尤為重要。因此，在牙體預備教學中引導學生進行精準的牙體預備可以為培養(yǎng)學生的美學修復能力打下良好的基礎[1,2]。牙體預備的精確度主要包括牙體預備量和預備體表面的光滑度。學生在普通教學仿真頭模型上進行牙體預備時，由于缺乏對牙體空間感的認識和對器械使用、手指支點的掌握不佳，常常出現(xiàn)牙體預備量過多、過少、預備體表面粗糙等現(xiàn)象。教師給學生的傳統(tǒng)指導往往是由教師講解、演示后，由學生自行操作，再針對學生預備后牙體的情況進行評價,這種指導往往是結果認定式的，并且評估結果受不同教師經驗差異影響，難以讓學生有具象、精準的認識。近年來，多種結果或過程評估性的數字化口腔教學系統(tǒng)被廣泛應用于口腔醫(yī)學教學中，取得了良好的效果[3-7]。日本日進公司的FAIR GRADER 2000牙科數字化口腔虛擬教學評估系統(tǒng)(以下簡稱FAIR GRADER 2000系統(tǒng))是一款數字化教學結果評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對操作者預備后牙體進行掃描以及軟件分析，能夠精準評判操作者牙體預備的量和表面光滑度。本研究通過對比評價傳統(tǒng)結果評估方式與FAIR GRADER 2000系統(tǒng)在上頜中切牙牙體預備教學中的應用效果，為提高牙體預備操作技術的實驗課程及臨床教學提供依據。

1.材料和方法

1.1 試驗對象、納入標準 選取2014級五年制臨床口腔本科生(大學四年級下學期在讀)12名。

FAIR GRADER 2000系統(tǒng)(日進，日本)，樹脂牙(日進，日本)60顆，硅橡膠材料(金馬克，意大利)。

納入標準：(1)所有學生均接受過上頜中切牙牙體解剖理論課學習并完成石膏雕刻牙冠形態(tài)；(2)所有學生均接受過《固定修復學》中關于上頜中切牙全瓷冠牙體預備理論課的學習；(3)所有學生均熟練掌握CLINSIM仿頭模型(森田，日本)的操作方法。

1.2 試驗分組、試驗流程 將12名學生隨機分成兩組，每組6人。12位學生同時接受牙體預備理論知識點的復習，并由一名口腔修復學教師演示右上頜中切牙全瓷冠牙體預備的方法、硅橡膠導板制作和如何測量牙體預備量、以及FAIR GRADER 2000系統(tǒng)結果評估方法。

示教結束后將60顆樹脂牙隨機編號(圖1A)，平均分配給12名學生。所有12名學生直接在普通仿頭模上進行1顆右上中切牙全瓷冠的牙體預備，規(guī)定預備時間為45分鐘，完成后由FAIR GRADER 2000系統(tǒng)統(tǒng)一評分作為基線，學生可以看到此次評分結果。

隨后對照組和實驗組學生每日同時進行一次右上中切牙全瓷冠的牙體預備，每次預備時間為45分鐘。預備前制作硅橡膠導板(圖1B)，預備中可以隨時使用導板檢測牙體組織的預備量(圖1C)，此階段每人共計完成4顆牙的牙體預備。

圖1 試驗準備

對照組每預備完成一顆交由該老師使用FAIR GRADER 2000系統(tǒng)進行評分，但不允許學生看評分結果。實驗組每預備完成一顆交由該老師使用FAIR GRADER 2000系統(tǒng)進行評分，評分完成后學生可以查看評分結果以了解自己的得分和失分點。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS18.0軟件對數據進行統(tǒng)計學分析。采用t檢驗比較實驗組與對照組之間牙體預備后綜合得分和不同項目扣分差異；檢驗水準α=0.05。

2.結果

采用FAIR GRADER 2000系統(tǒng)對學生完成預備的樹脂牙進行全面掃描、評分，以學生第一次所備牙為基準，對比對照組和實驗組學生后四次備牙的變化，并在評估綜合得分變化的基礎上，對比切削量、肩臺、聚攏度(即軸面聚合度)、體積比(即被測預備體與系統(tǒng)標準預備體體積之比)等四個細則項目失分的變化。

2.1 綜合得分結果 依據FAIR GRADER 2000系統(tǒng)已錄入的右上中切牙全瓷冠牙體預備數據標準，通過對切削量、肩臺、聚攏度、體積比等方面進行綜合評估，得出綜合得分，同時系統(tǒng)截取與標準差異最大的相關界面，供師生分析參考(圖2)。隨著備牙次數的增加(圖3)，兩組綜合得分均逐漸升高，第一次訓練時實驗組得分與對照組無明顯差異(P＞0.05)；從第二次訓練開始，實驗組得分高于對照組，且第二、四、五次差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。

圖2 FAIR GRADER 2000系統(tǒng)綜合評分界面

圖3 實驗組與對照組綜合得分對比(P＜0.05，*代表差異具有統(tǒng)計學意義)

2.2 切削量扣分 實驗組及對照組的切削量扣分在訓練過程中均呈現(xiàn)明顯下降趨勢(圖4A)，其中第四、五組訓練實驗組扣分低于對照組，且差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。

2.3 肩臺扣分 兩組肩臺扣分均隨訓練次數增加而呈逐漸下降的趨勢(圖4B)。前四次訓練中，實驗組肩臺扣分稍高于對照組，但差異不具統(tǒng)計學意義；最后一次扣分實驗組低于對照組，且差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。

2.4 聚攏度扣分 五次訓練中，兩組聚攏度扣分存在差異(圖4C)，但均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

2.5 體積比扣分 五次訓練兩組體積比扣分均逐漸下降(圖4D)；組間體積比扣分均存在差異，差異均為統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

圖4 實驗組與對照組扣分項對比(P＜0.05，*代表差異具有統(tǒng)計學意義)

3.討論

基于牙體預備是口腔固定修復臨床實踐中的關鍵步驟之一，因此也成為了《口腔修復學》教學的重點。傳統(tǒng)的教學方法一般由實踐指導教師演示牙體預備流程，學生自行進行牙體初步預備，交由教師評判或指導后，學生再進一步預備和修整。這種教學方式存在多方面缺陷，一方面評判過程存在教師評估的主觀性，給予學生的評判標準可能存在不一致的情況；另一方面實踐指導教師需兼顧不同學生，難以在過程中全程觀察、指導學生操作，從而導致指導效率和效果低下[8]。因此，近年來，大量教學研究致力于牙體預備教學方法的革新。如，學生可在備牙前制作硅橡膠導板，用于備牙過程中的指導，可以一定程度上在備牙過程中輔助指導學生對備牙量的認識。但是，該方法因硅橡膠導板的硬度、人工測量讀數存在誤差等原因而存在一定的不準確性和標準不統(tǒng)一性；同時，導板的制作、切割、使用導板測量牙體預備量等操作也比較耗時。

隨著計算機技術、虛擬技術等的發(fā)展，數字化培訓系統(tǒng)應運而生，并逐漸發(fā)展為口腔實踐培訓的熱門手段[9-12]。仿真實習模擬系統(tǒng)主要用于模擬臨床實踐中的牙椅、患者頭顱，便于學生練習體位、支點等，目前已廣泛應用于各大院校的實驗課程和實習前崗前培訓等[13]。虛擬仿真過程模擬/評估系統(tǒng)通過數字化轉換將虛擬的牙體預備信號傳遞到觸覺手機上，操作者根據手機的力度反饋牙體預備情況[14-18]。該類系統(tǒng)目前又有兩種形式：一是完全虛擬練習，不進行實際的樹脂牙預備[11]；這種形式可謂是現(xiàn)實和虛擬的橋梁，對口腔臨床訓練具有高仿真模擬、減少耗材、可重復性、過程無風險等優(yōu)點；一是進行與系統(tǒng)匹配的特定樹脂牙預備，由手機頭反饋信號[7]，在實時記錄操作的同時，可以讓學生更實際的模擬臨床操作感受，也可以實時提示操作者錯誤以及時評估調整，從而協(xié)助教師實現(xiàn)及時教學以達到更好的操作效果，另外還能進行過程回放。理論上說，過程評估系統(tǒng)一般都包含有結果評估，屬于較為理想的教學評估方式。但是，目前現(xiàn)有的多種過程評估系統(tǒng)尚存在臨床模擬度不足、觸覺手機的運動維度有限等問題，容易影響學生在訓練過程中以及對標準化結果的判斷。

數字化結果評估系統(tǒng)著重于對訓練結果的評估，在不考慮訓練過程中問題的前提下，可以對訓練結果有較為精準的評判，使教師與學生對自己預備后牙體的各方面參數更加直接、客觀的認識，更容易發(fā)現(xiàn)牙體預備的不足之處，便于學生提高操作技能，也便于教師調整教學側重點，目前在我國高校教學中逐漸推廣應用[19-22]。日進FAIR GRADER 2000系統(tǒng)是近年來新推出的一種數字化結果評估系統(tǒng)，包含掃描儀及評估軟件兩個主要部分，多被運用于各項口腔本科生、規(guī)培生、青年教師等的技能操作大賽中，經實踐證實，掃描精度較高，評分標準貼近臨床實際，但目前尚未被廣泛應用于各大院校的常規(guī)教學中。本實驗選取了口腔醫(yī)學本科生的實驗課教學作為評估目標，采用了傳統(tǒng)的教師講解演示、學生練習實踐的方式，并借助已被實驗教學與臨床實踐廣泛接受的硅膠導板作為過程指導，同時可以隨時請教老師，對比有無標準化的結果評估對學生理解和接受的影響，客觀評價FAIR GRADER 2000系統(tǒng)在牙體預備教學中運用的效果，為更好的將該系統(tǒng)運用于牙體預備常規(guī)教學提供新的指導。

從綜合得分來看，隨著訓練次數增加，實驗組的提高效果要顯著優(yōu)于對照組，這與學生可以從FAIR GRADER 2000系統(tǒng)上觀察到自己預備后的效果相關。直觀的三維立體結構對比，清晰的不同項目、不同部位扣分點顯示，給了學生更好的感性認識，容易明確修正的方向，獲得更大的進步和提高。

從失分項目來看，兩組學生的主要失分都在于對牙體切削量的把控不足上，但經過FAIR GRADER 2000系統(tǒng)評估結果的提示，實驗組學生能夠及時調整自己的問題，因此扣分數有了顯著的下降，并在肩臺、聚合度、以及整體體積比的上，有了優(yōu)于對照組的細節(jié)把控。對不同修復體預備后基牙的三維形態(tài)以及牙體預備量的把控需要較高的空間感，一直是牙體預備教學中的難點，尤其是在體積較小、但美觀要求更高的前牙區(qū)。通過該FAIR GRADER 2000系統(tǒng)的輔助，可以幫助學生分析該次預備中的優(yōu)點與不足之處，加快對量與形的掌握，盡可能實現(xiàn)精準牙體預備的目標。在該系統(tǒng)軟件界面形象的輔助下，學生對教師的提問亦有所減少，減少了學生自評及教師評估的時間，提高訓練效率。

誠然，本次教學實踐在研究過程中也發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)存在著一定的問題。如，該系統(tǒng)的評分標準需由研發(fā)公司統(tǒng)一設定，各教研室無法根據自身情況進行個性化的教學設計、隨時更改評分要求；且由于該系統(tǒng)僅為結果評估，過程教學仍為人工測量和觀測，學生對牙體預備的精準度評估以及操作的效率仍受到一定的影響。而如前所述，目前市售的多種過程評估系統(tǒng)，也存在著標準不統(tǒng)一的現(xiàn)象，同時實時信號采集受體位、手機壓力等限制，易發(fā)生信號丟失或采集不完整等問題，干擾教師和學生的評判。

綜上所述，F(xiàn)AIR GRADER 2000系統(tǒng)可以輔助教師提高牙體預備教學質量，使學生的總體牙體預備質量得到提高，并有助于學生在實踐過程中提高自我評估能力。但數字化教學評估系統(tǒng)如何開發(fā)出臨床模擬度高、評估精度高、過程與結果評估相結合、并統(tǒng)一不同學科、類型教學標準，是未來數字化口腔教學系統(tǒng)研發(fā)的重點。