數(shù)字化模擬教學(xué)在口腔種植學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用*

王茂夏,馮毓璋,黃 思,莫安春

(口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心/四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院種植科,成都 610041)

口腔種植學(xué)作為一門新興臨床學(xué)科,具有較強(qiáng)的專業(yè)性及實(shí)踐性,實(shí)驗(yàn)課教學(xué)因而成為口腔種植學(xué)教學(xué)的重要組成部分[1]。種植體植入是種植治療的關(guān)鍵步驟,合理的種植體三維位置有助于在種植治療中實(shí)現(xiàn)良好的美學(xué)和功能效果,并與種植體的長期穩(wěn)定密切相關(guān)[2]。同時(shí),口腔解剖條件復(fù)雜多變,在徒手操作下實(shí)現(xiàn)種植體的精準(zhǔn)植入頗具挑戰(zhàn)[3-4]。種植體植入也因此成為口腔種植學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。然而,受限于有限的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)時(shí)間及單一的操作模型,學(xué)員常難以內(nèi)化種植體的植入技巧并將其發(fā)散應(yīng)用于真實(shí)患者的治療情境中,如何突破現(xiàn)有教學(xué)條件的限制而提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果是目前亟待解決的問題。

數(shù)字化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于口腔種植的臨床診療中[5]。在數(shù)字化口腔種植診療流程中,種植規(guī)劃軟件的使用能使醫(yī)生在術(shù)前設(shè)計(jì)種植體的三維位置,并利用導(dǎo)板或?qū)Ш郊夹g(shù)實(shí)現(xiàn)種植體的精準(zhǔn)植入[6]。而對教學(xué)而言,數(shù)字化技術(shù)則能幫助學(xué)習(xí)者在低成本下進(jìn)行多次的模擬練習(xí),并能通過加載不同患者的數(shù)據(jù)進(jìn)而使練習(xí)更接近于臨床診療情境,因而可能有助于提高口腔種植實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。然而,通過數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行模擬植入練習(xí)的教學(xué)效果還有待進(jìn)一步的研究。因此,本研究目的為探究數(shù)字化模擬植入練習(xí)在種植體植入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的教學(xué)效果。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究納入44名參加種植體植入培訓(xùn)的口腔執(zhí)業(yè)醫(yī)師。通過抽簽法將學(xué)員隨機(jī)分為對照組(采用傳統(tǒng)教學(xué)模式)與試驗(yàn)組(采用數(shù)字模擬教學(xué)),每組22名。隨機(jī)方案由不參加該研究的人員生成,被存放于不透光、密封的信封中,并于理論課結(jié)束后、操作培訓(xùn)前予以揭盲。在培訓(xùn)前對學(xué)員進(jìn)行種植體植入相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的測驗(yàn)。

1.2 教學(xué)實(shí)施

由1名取得四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院帶教資格的教師擔(dān)任授課教師。操作培訓(xùn)前,兩組學(xué)員一起接受理論課教學(xué),學(xué)習(xí)種植體植入的三維位置要求、種植體植入的操作技巧、種植體三維位置不理想的原因分析及糾正方法。

1.2.1對照組

通過教學(xué)錄像和多媒體向?qū)W員講解種植手術(shù)設(shè)計(jì)方案、外科手術(shù)器械及種植設(shè)備使用方法。教師利用右側(cè)下頜第一、第二磨牙缺失的樹脂模型示教種植體植入的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。然后給予學(xué)員40 min的時(shí)間熟悉手術(shù)相關(guān)器械，并在助教的幫助下進(jìn)行種植體植入練習(xí)。

1.2.2試驗(yàn)組

在理論課結(jié)束后向?qū)W員介紹數(shù)字化種植規(guī)劃軟件(Simplant Pro 17.01,Dentsply Sirona,美國)使用方法,示教如何將患者的CBCT數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建,并選擇合適的種植體進(jìn)行模擬植入。然后進(jìn)行小組討論,讓學(xué)員在助教的幫助下進(jìn)行種植體的模擬植入,熟悉種植體位置與相鄰口腔解剖結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,并輪流在課堂上進(jìn)行展示,通過教師點(diǎn)評和學(xué)員討論的方式評價(jià)各組的種植體模擬植入情況,對植入位置不佳者提出改進(jìn)建議。在學(xué)員初步掌握種植體模擬植入技巧后,向?qū)W員提供紙質(zhì)版軟件操作指南及10個(gè)臨床患者的CBCT數(shù)據(jù)以便于其在課后進(jìn)行練習(xí)。在數(shù)字化模擬植入教學(xué)完成后進(jìn)行種植體植入實(shí)操教學(xué),該部分內(nèi)容與傳統(tǒng)教學(xué)組相同,在實(shí)操教學(xué)后給予學(xué)員40 min的時(shí)間熟悉手術(shù)相關(guān)器械，并在助教的幫助下進(jìn)行種植體植入練習(xí)(圖1)。

1.3 教學(xué)效果評價(jià)

在學(xué)員完成種植體植入練習(xí)后進(jìn)行考核,請學(xué)員利用右側(cè)下頜第一、第二磨牙缺失的樹脂模型于第一、第二磨牙處分別各植入1顆直徑4.5 mm、長度10 mm的種植體(Neobiotech,韓國)。然后由1名不參加該研究且具有四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院帶教資格的教師在被設(shè)盲的情況下進(jìn)行評分。評分內(nèi)容包括：種植體深度、近遠(yuǎn)中向位置、頰舌向位置、近遠(yuǎn)中向軸向及頰舌向軸向。每個(gè)單項(xiàng)滿分為10分,對植入的2顆種植體均進(jìn)行評分,總分100分。培訓(xùn)結(jié)束后,通過問卷調(diào)查的方式調(diào)查試驗(yàn)組學(xué)員對數(shù)字化模擬植入教學(xué)模式的看法[7]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料采用Fisher確切概率法進(jìn)行組間比較。采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。滿足正態(tài)分布的計(jì)量資料采用t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。不滿足正態(tài)分布的計(jì)量資料采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 學(xué)員基本情況

兩組學(xué)員性別、年齡、從事口腔行業(yè)的時(shí)間、接觸種植的時(shí)間、獨(dú)立完成種植手術(shù)的數(shù)目及課前測驗(yàn)正確率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 學(xué)員基本情況

2.2 考核結(jié)果

與對照組相比,試驗(yàn)組在近遠(yuǎn)中向位置、近遠(yuǎn)中向軸向及總分上獲得了更高的評分,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組在種植體深度、頰舌向位置、頰舌向軸向上得分的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 操作考核成績分)

2.3 問卷調(diào)查結(jié)果

大部分試驗(yàn)組的學(xué)員認(rèn)為數(shù)字化模擬植入練習(xí)有助于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性、提高操作的熟練程度,從而能獲得較好的學(xué)習(xí)效果，見表3。

表3 數(shù)字化教學(xué)組學(xué)員對數(shù)字化虛擬植入教學(xué)模式的評價(jià)[n(%)]

3 討 論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,種植治療已成為口腔臨床診療的重要組成部分。建立合理的種植醫(yī)生培養(yǎng)體系是提高口腔種植診療水平的基礎(chǔ)[8]。然而,口腔種植學(xué)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)仍受到課程時(shí)間、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、經(jīng)費(fèi)等因素的制約[9]。本研究將數(shù)字化模擬植入練習(xí)引入口腔種植學(xué)實(shí)驗(yàn)課中,并對這種低成本教學(xué)方式的教學(xué)效果進(jìn)行分析,結(jié)果表明,與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比,數(shù)字化模擬植入練習(xí)能提高學(xué)員對種植體植入的掌握程度。

數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及數(shù)字化虛擬評估系統(tǒng)等多種數(shù)字化技術(shù)已逐漸被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中[10-14]。在口腔種植學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,ZHAN等[15]將種植動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)用于種植體植入的教學(xué)并對其教學(xué)效果進(jìn)行探究,結(jié)果表明使用動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)能提高改善學(xué)員徒手植入的種植體角度的偏差,有利于提升學(xué)員的操作技能。CASAP等[16]的研究也有相似的結(jié)果。然而,種植動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)成本較高,使用較復(fù)雜,需要較長的額外學(xué)習(xí)時(shí)間,這些因素都限制了其在口腔種植實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的普及。因此,將數(shù)字化模擬植入練習(xí)引入口腔種植學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué),具有以下優(yōu)勢：(1)僅需要種植規(guī)劃軟件就能實(shí)施教學(xué),能節(jié)約教學(xué)經(jīng)費(fèi)；(2)種植規(guī)劃軟件操作簡單,通過向?qū)W生提供操作指南及短時(shí)間教學(xué)就能使學(xué)生掌握；(3)方便學(xué)生在課后進(jìn)行練習(xí),從而突破實(shí)驗(yàn)課課程時(shí)間、場地的限制,使學(xué)生在課堂外進(jìn)行多次練習(xí)以提升自身的操作熟練度；(4)能加載不同患者的真實(shí)數(shù)據(jù)使學(xué)生進(jìn)行練習(xí),從而使實(shí)驗(yàn)課教學(xué)更接近真實(shí)的臨床情境。

在本研究中,對傳統(tǒng)教學(xué)和數(shù)字化模擬植入練習(xí)在種植體植入的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的教學(xué)效果進(jìn)行了評價(jià)。兩組學(xué)員性別、年齡、從事口腔行業(yè)的時(shí)間、接觸種植的時(shí)間、獨(dú)立完成種植手術(shù)的數(shù)目及課前測驗(yàn)正確率之間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),表明兩組在基線水平具有良好的組間可比性。在教學(xué)完成后發(fā)現(xiàn),數(shù)字化教學(xué)組在近遠(yuǎn)中向位置、近遠(yuǎn)中向軸向及總分上得分更高,而兩組在種植體深度、頰舌向位置、頰舌向軸向上得分相似。這可能是由于種植體深度、頰舌向位置、頰舌向軸向三項(xiàng)均具有明顯的解剖參照(如牙槽骨頰舌向中點(diǎn)、對頜牙功能尖等),易于確認(rèn)。而在后牙連續(xù)缺失的情況下,初學(xué)者常因解剖參照不足、體位等的限制而難以獲得良好的種植體近遠(yuǎn)中向位置和軸向。通過多次的模擬植入練習(xí)能強(qiáng)化學(xué)員對種植體位置和軸向的控制和修正能力,從而使數(shù)字化教學(xué)組學(xué)員表現(xiàn)更佳。這也表明數(shù)字化模擬植入教學(xué)能強(qiáng)化學(xué)員對操作難點(diǎn)的掌握能力。此外,在課后對數(shù)字化教學(xué)組學(xué)員進(jìn)行了問卷調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示數(shù)字化模擬植入練習(xí)受到了學(xué)員的接受與支持,大多數(shù)學(xué)員認(rèn)為數(shù)字化模擬植入練習(xí)有助于獲得更好的學(xué)習(xí)效果。

綜上所述,基于數(shù)字化模擬植入練習(xí)的教學(xué)模式有助于提高學(xué)員對種植體植入過程的掌握程度,取得了良好的教學(xué)效果。然而,數(shù)字化教學(xué)模式的開展需要教師熟練地掌握數(shù)字化種植工作流程,對其教學(xué)能力提出了更高的要求。同時(shí),數(shù)字化模擬植入練習(xí)僅通過軟件使學(xué)員進(jìn)行虛擬練習(xí),缺乏實(shí)物模擬訓(xùn)練,對學(xué)員的空間想象能力具有較高的要求。在數(shù)字化模擬植入練習(xí)的基礎(chǔ)上,利用3D打印技術(shù)制作典型臨床患者的頜骨模型以供學(xué)員進(jìn)行實(shí)物練習(xí)也許能為學(xué)員提供更接近臨床真實(shí)情境的教學(xué)體驗(yàn)[17]。此外,本研究僅為小樣本前瞻性研究,基于數(shù)字化模擬植入練習(xí)的教學(xué)模式在口腔種植實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用效果還有待進(jìn)一步研究。