口腔數(shù)字化定位體系結合CBL 教學方法在正畸托槽定位粘接教學中的應用

周 靜 ，陳麗瓊 ，馮雯娟 ，吳長云 ，孫 素 ，李昌全 ，王 荃

（1）昆明醫(yī)科大學附屬延安醫(yī)院口腔科，云南 昆明 650051;2）昆明醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院第二門診部，云南 昆明 650100;3）昆明市中醫(yī)醫(yī)院口腔科，云南 昆明 650051）

口腔正畸學是一門獨立、抽象、專業(yè)性較強的學科。目前，直絲弓矯治是正畸主流技術，正確的托槽位置是這項技術能否取得成功的關鍵[1-2]，所以，在臨床實習中，托槽的定位和粘接訓練是非常必要的。傳統(tǒng)口腔正畸托槽定位粘接帶教常為帶教老師講解粘接原理、部位及步驟，然后在患者口腔內(nèi)操作示教，接著“手把手”指導學生進行托槽定位粘接。由于牙冠解剖結構的變化及位置的偏差，使無經(jīng)驗的臨床醫(yī)師難以一次得到理想的托槽定位[3-5]，且指導時間較長，效率低，患者體驗差，這要求筆者在教學中不斷地進行改革和創(chuàng)新。

近年來，由于精準的口腔掃描技術和數(shù)字化模型建立，3D 打印技術的廣泛應用，推進口腔正畸技術的發(fā)展[6-7]，也帶來了正畸教學理念的變革[8]。如何與時俱進，把新的數(shù)字化技術結合帶教經(jīng)驗傳遞給初學醫(yī)生是筆者需要思考的問題。

本文旨在探討應用數(shù)字化托槽定位體系結合CBL 教學方式，提升學生的學習主動性和對托槽定位知識點的深入理解，提高學生在臨床上托槽直接定位粘結的準確性，能夠在短時間內(nèi)幫助初學醫(yī)生達到托槽的精確定位，對提高錯合畸形治療有效性有著重要的現(xiàn)實意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象

抽取2020 年至2022 年已完成所有理論課程學習并在昆明醫(yī)科大附屬延安醫(yī)院實習的學生和在昆明醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院第二門診初次進修正畸的醫(yī)生（兩類醫(yī)生均為初次進入正畸臨床學習，正畸臨床操作水平無差異）共56 人，按照隨機數(shù)字表法分為實驗A 組和實驗B 組，每組28 人。實驗A 組男18 例，女10 例；年齡19～25 歲，平均（21.52±3.35）歲。實驗B 組，男20 例，女8 例；年齡19～25 歲，平均（21.32±2.25）歲。2組一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05）。對照組由3 名經(jīng)驗豐富的正畸帶教老師在同一模型上進行托槽定位，調(diào)整，粘接，得出最終的托槽定位數(shù)據(jù)作為參照標準。

1.2 研究方法

選擇昆明醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院第二門診的1 例輕度牙列擁擠的病例，應用3-shape TRIos pod 3D 掃描儀進行掃描，獲取精度20 μm，采用STL 格式輸出上下牙列模型數(shù)據(jù)，利用3D 打印機（美國3D system）制作托槽定位粘接位置訓練模型，批量打印，確保學生使用的模型一致。

對照組由3 名正畸經(jīng)驗豐富的帶教老師在同一模型上進行直絲弓托槽定位，調(diào)整、粘接，最終形成的托槽定位數(shù)據(jù)作為參照標準。

實驗A 組提前1 周由教師提出直絲弓托槽粘接相關問題，指導實驗組學生查閱參考文獻，并自行設計出適合的托槽定位粘合方案。教學時，學生在閱讀參考文獻時，進行分析討論，闡明自己的觀點。而后，教師應用數(shù)字化定位系統(tǒng)對該病例托槽定位粘接要點進行講解，討論存在的問題并進行總結，對重要知識點和疑難問題進行深入講解，最后由學生自行在模型上進行托槽定位粘接。

實驗B 組按照傳統(tǒng)教學進行講解，帶教老師首先使用PPT 課件講解直絲弓托槽定位粘接要點，接著在模型上示范定位過程，最后讓學生自行在模型上進行托槽定位粘接。

1.3 測量方法及項目

1.3.1 數(shù)字化模型在完成托槽定位粘接后，通過專業(yè)技術人員進行3D 掃描，構建包括托槽在內(nèi)的牙頜三維數(shù)字化模型，并將STL 格式輸入到GeomagicStudio2012（64 bit）軟件（Raindrop Technologies Limited）進行數(shù)據(jù)分析。

1.3.2 建立坐標系將對照組掃描數(shù)據(jù)導入Geomagic Studio 作為參考，獲得原始基準坐標（見圖1、圖2），在此坐標系中，將實驗組的模型資料與對照組進行最優(yōu)匹配，保證所有模型重疊配準后偏差小于0.1（全局注冊偏差分析顯示綠色，見圖3、圖4），且所有的測量均在同一坐標系中完成。

圖1 上頜坐標系Fig.1 Maxillary coordinate system

圖2 下頜坐標系Fig.2 Mandibular coordinate system

圖3 上頜最佳擬合后全局注冊偏差分析Fig.3 Analysis of global registration bias after maxillary best-fit

圖4 下頜最佳擬合后全局注冊偏差分析Fig.4 Analysis of global registration bias after mandibular best-fit

1.3.3 托槽測量參考點托槽定位準確度一般從近遠中方向、高度、扭轉(zhuǎn)等方面考慮。托槽為多邊形，選擇托槽上3 個恒定的頂點，可構成穩(wěn)定三角形，作為定位測量的參考點，見圖5。

圖5 托槽測量參考點Fig.5 Reference points for bracket measurement

1.4 統(tǒng)計學處理

變量均以中位數(shù)（下四分位數(shù)，上四分位數(shù)）Medium（Q1，Q3）進行表示。采用SPSS 25.0 軟件對實驗A 組，實驗B 組與對照組之間托槽定位的差異進行分析；采用Kruskal-Wallis H 檢驗分析實驗A 組和實驗B 組和對照組在訓練后托槽定位差異，檢驗水準以P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

測量各實驗組和對照組11～47 牙位上托槽定位點Pt1，Pt2 和Pt3 在三維坐標的位置。結果顯示，對照組在PT1，PT2，PT3 3 個坐標方向離坐標原點距離分別為（0.46 mm，1.92 mm，1.39 mm）A 組在PT1，PT2，PT3 3 個坐標方向離坐標原點距離分別為（0.28 mm，1.54 mm，1.28 mm），而B組在PT1，PT2，PT3 3 個坐標方向離坐標原點距離分別為（5.41 mm，8.40 mm，6.07 mm）。Kruskal-Wallis H 檢驗結果顯示，對照組、實驗A 組和實驗B 組3 組PT1、PT2 和PT3 差異均有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）（表1）；實驗A 組與對照組PT1、PT2 和PT3 差異無統(tǒng)計學意義（P＞ 0.05）；實驗B組與對照組、實驗A 組PT1、PT2 和PT3 差異均有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。由此可見，口腔數(shù)字化定位體系結合CBL 教學方法能夠提高學生直絲弓托槽定位粘接精確性，教學效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學組。

表1 對照組、實驗A 組和實驗B 組PT1-3 比較[M（Q1，Q3），mm]Tab.1 Comparison of PT1-3 in control，experimental group A and experimental group B [M（Q1，Q3），mm]

3 討論

20 世紀70 年代初，Andrews 設計出直絲弓矯治器，該矯治器源于方絲弓矯治器，在托槽內(nèi)預置了不同的軸傾角、轉(zhuǎn)矩角且有不同的托槽底形態(tài)與厚度。要求托槽置于臨床冠中心，軸向與臨床冠長軸線平行。正確的托槽位置可以使牙齒的位置和排列更接近正常合六關鍵，并簡化治療，實現(xiàn)了事半功倍的矯治，提高矯正的效率[1]。

在傳統(tǒng)教學中，帶教老師講解托槽定位的方法比較抽象，常規(guī)目測法將托槽放置在口內(nèi)定位粘接，學生難以理解。由于口腔內(nèi)視野有限，容易產(chǎn)生橫向、縱向上的偏差，尤其是后牙托槽的軸向和橫向定位困難，最后造成了不正常的軸傾度和牙旋轉(zhuǎn)[9]。

1972 年Silveman 提出了間接粘結的概念[10]。目前使用的間接粘接技術是 Sondhi[11]提出的一種快速粘接工藝，它主要通過口腔掃描或取模來完成，然后在實驗室進行精確分析，在模型上定位粘接托槽，利用壓膜技術將托槽轉(zhuǎn)移至個別托盤內(nèi)，最后由醫(yī)生將托槽粘接在牙齒上。間接粘結的優(yōu)點是定位準確、椅旁操作時間較短，但制作過程相對復雜、技工室耗時和費用較高，制約了其發(fā)展。目前，我國口腔醫(yī)療技術水平飛速發(fā)展，數(shù)字化口腔技術在某種程度上得到了推廣和運用，但口腔醫(yī)療的優(yōu)勢資源主要集中在各大口腔?？漆t(yī)院及三甲綜合醫(yī)院口腔科。3D 數(shù)字化技術對軟硬件設施與成本要求高，數(shù)字化間接粘結技術還不能廣泛應用于基層醫(yī)院臨床工作。因此，筆者著重研究將數(shù)字化托槽定位體系應用于臨床教學。該方法可以直觀、定量地反映出學生在托槽定位和粘接過程中出現(xiàn)的錯誤，從而提高了醫(yī)生的托槽定位精度，避免過去教師的主觀視覺評價誤差。在對定位不佳的托槽進行錯誤原因分析后，教師指導學員進行反復的定位練習，使其定位精度得到很大的提升，同時也有利于提高學生的臨床操作能力。

本實驗分別對托槽上的3 個定位點（Pt1、Pt2、Pt3）進行三維測量（X、Y、Z），能夠更好地判斷托槽在三維方向上的位置精確性。筆者發(fā)現(xiàn)實驗A 組、B 組與對照組托槽精確度的差異多集中在后牙區(qū)，前牙區(qū)精確度高，這是因為初學者對后牙區(qū)定位標志點不容易掌握，且后牙區(qū)視野不清楚有關。初學者可以應用口鏡進行后牙區(qū)的反光進行托槽定位的調(diào)整，或調(diào)節(jié)自身體位，能夠直視托槽。筆者從測量原始數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)2 個實驗組在Z 軸上獲得的數(shù)據(jù)偏差與對照組有一定差別（無統(tǒng)計學意義），今后筆者將擴大樣本量，進行更深入的研究。這提示學生放置托槽粘接材料過厚，定位按壓不均勻，將會影響直絲弓托槽預設數(shù)據(jù)的表達效果，最終導致牙齒移動不佳的結果。所以在直絲弓托槽定位準確后應該均勻按壓托槽，使托槽底部附著薄層粘接樹脂，與牙面貼合良好，有利于直絲弓托槽預設數(shù)據(jù)的充分表達和促進粘接的穩(wěn)固性。

本課題通過3D 掃描獲得托槽定位粘接后的三維模型，使用Geomagic Studio2012（64bit）圖像處理軟件可將托槽在牙面上的位置清晰地反應，使用軟件自帶測量工具精確測量托槽在牙面三維方向上位置，使學生對托槽的定位有了更加全面的認識，獲得更多的依據(jù)，保證治療效果的最大優(yōu)化。

CBL 教學是以個案病例為導向（case-based learning，CBL）教學的一種方法，它是以臨床個案為依據(jù)，以病例為先導，以教師為引導，以學生為重點的小組討論教學方法[12]。CBL 教學模式能夠?qū)⒅苯z弓槽定位粘結的知識要點進行有效的銜接，使學生能夠在案例分析中結合自學、獨立思考和團隊合作進行理論教學。通過模擬的臨床實習來掌握理論知識，結合數(shù)字化托槽定位系統(tǒng)的指導，有利于學生自主、快速、精準掌握直絲弓托槽定位粘接過程的核心知識，利于團隊協(xié)作，并能促進師生間交流互動。

綜上所述，通過系統(tǒng)化、規(guī)范化、數(shù)字化直絲弓托槽定位粘接培訓，能夠使初學醫(yī)生克服傳統(tǒng)教學中粗略、抽象，視野不清楚等問題，具有獨立進行正畸托槽精確定位的能力，使學生在有限的時間內(nèi)獲得更多的實踐技能。該方法能夠有效地解決過去由教師主觀視覺評價帶來的誤差，為教師提供更為規(guī)范化的教學方案，從而提高教師的教學水平，提高教學質(zhì)量，提高學生的臨床實踐能力。筆者后期將繼續(xù)進行數(shù)字化定位技術結合CBL 教學方法在口腔臨床教學的深入研究，期待能夠提供標準化、程序化、可重復性的規(guī)范化培訓流程，并將其應用于口腔各個學科的臨床教學。