數(shù)字化3D 成像及虛擬手術(shù)在口腔頜面外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用

徐 克，錢嘉誠，黃 丹，馮桂娟

（南通大學(xué)附屬醫(yī)院口腔科，江蘇 226001）

口腔頜面外科學(xué)是口腔醫(yī)學(xué)生重要的必修課，內(nèi)容繁雜，知識點密集，對口腔解剖的掌握要求高，臨床教學(xué)常常面臨教學(xué)難度大、學(xué)生因難以理解而學(xué)習(xí)興趣不高等問題[1]。因此，迫切需要對臨床實習(xí)教學(xué)進(jìn)行革新與改進(jìn)?；跀?shù)字技術(shù)的3D 虛擬成像及模擬手術(shù)系統(tǒng)能讓學(xué)生立體、多維地學(xué)習(xí)手術(shù)，參與感更強(qiáng)[2]。我們嘗試在口腔頜面外科課程教學(xué)中引入數(shù)字化3D 成像及虛擬手術(shù)技術(shù)，用數(shù)字化3D技術(shù)進(jìn)行頜骨的虛擬成像，并利用模擬手術(shù)軟件對頜骨手術(shù)進(jìn)行模擬教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。

1 對象與方法

1.1 研究對象 從本院2019 年7 月—2021 年7 月口腔頜面外科病房實習(xí)及住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的學(xué)員中隨機(jī)抽取20 例，根據(jù)隨機(jī)數(shù)字法分為觀察組和對照組各10 例，臨床教學(xué)時間為4 個月。

1.2 教學(xué)方法

1.2.1 實習(xí)前學(xué)生理論知識準(zhǔn)備：在口腔頜面外科實習(xí)前，向?qū)W生交代擬實習(xí)病種，主要包括口腔頜面部創(chuàng)傷、畸形整復(fù)和腫瘤，要求復(fù)習(xí)相關(guān)疾病的病史詢問及采集、典型臨床表現(xiàn)、?？茩z查、診斷要點及鑒別診斷、治療原則及方法、疾病預(yù)后等。

1.2.2 選擇典型臨床病例：選擇口腔頜面外科常見病種患者，上頜骨囊腫、下頜骨正中聯(lián)合骨折、下頜骨成釉細(xì)胞瘤各1 例，所選患者應(yīng)具有良好的依從性、清楚的表達(dá)能力，病情較為穩(wěn)定。教學(xué)開始前帶教教師和患者及家屬進(jìn)行充分溝通以取得支持理解。

1.2.3 傳統(tǒng)教學(xué)：對照組采取傳統(tǒng)理論授課＋手術(shù)帶教教學(xué)模式。帶教教師根據(jù)教材進(jìn)行理論授課，輔以患者CT 圖像、解剖圖譜及標(biāo)準(zhǔn)化手術(shù)視頻，講解典型病例的手術(shù)流程。然后進(jìn)行病史采集及查體示教，最后帶領(lǐng)學(xué)員觀摩手術(shù)過程，再次強(qiáng)調(diào)術(shù)中要點。

1.2.4 3D 虛擬成像及模擬手術(shù)教學(xué)：觀察組采用傳統(tǒng)理論授課+虛擬手術(shù)+手術(shù)帶教教學(xué)模式。帶教教師在進(jìn)行理論授課后，以DICOM 格式將3 例患者頭顱的CT（或MRI）數(shù)據(jù)輸入ProPlan CMF1.4 軟件，按照常規(guī)方法對頭顱進(jìn)行三維重建和圖像融合[3-4]，然后利用PmPlan 軟件模擬截骨功能在三維重建的顱頜面模型上進(jìn)行操作。對上頜骨囊腫在模型上行骨開窗，完整剝離囊壁等，并探索最佳治療方案及其效果。對下頜骨骨折完成骨折段切開等操作。對下頜骨成釉細(xì)胞瘤可通過CT、MRI 圖像融合三維重建頜面部軟硬組織，講解下頜骨的解剖關(guān)系以及手術(shù)中剝離成釉細(xì)胞瘤時的注意事項。帶教教師向?qū)W生演示三維成像虛擬手術(shù)的具體方案，邊示教邊講述操作要點和注意事項，為學(xué)生講解如何操作ProPlan CMF軟件。示教完成后，由學(xué)生在計算機(jī)上動手體驗并完成骨段切開、剝離囊壁等操作。帶教老師及時指出和糾正學(xué)生操作中的問題，增強(qiáng)學(xué)生對手術(shù)操作的理解和直觀感受。在示教查房和虛擬手術(shù)教學(xué)完成后，學(xué)生在手術(shù)室實地觀摩醫(yī)師手術(shù)操作，帶教教師向?qū)W生講解虛擬手術(shù)和實際手術(shù)操作的異同，使學(xué)生更深刻地理解手術(shù)方案

1.3 教學(xué)效果評價 （1）理論及操作考核：出科前對學(xué)生進(jìn)行理論和操作考核。理論考核內(nèi)容包括病史采集（20 分）、診斷和鑒別診斷（20 分）和治療方案設(shè)計（20 分）。操作考核內(nèi)容包括?？茩z查（20 分）、在頜骨模型上完成虛擬手術(shù)流程并陳述操作步驟和技術(shù)要點（20 分）?？偡帧?0 分為優(yōu)秀，75～89 分為良好，60～74 分為合格，＜60 分為不合格。（2）教學(xué)滿意度調(diào)查：①課程內(nèi)容：調(diào)研充分，重點突出，框架設(shè)計條理清晰，內(nèi)容豐富，層次鮮明，對實際工作有指導(dǎo)意義（30 分）；②教學(xué)手段：表達(dá)簡練易懂，講解邏輯清楚，重點突出，培訓(xùn)方法能有效引導(dǎo)思考，對整體節(jié)奏和范圍把握到位（40 分）；③教學(xué)效果：鞏固臨床理論知識，提高臨床操作技巧，對以后的工作發(fā)展有幫助（40 分）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 18.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計量資料以表示，差異性比較采用t檢驗，以P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組考核成績比較 理論考核成績觀察組為51.00±3.69 分，對照組為48.90±3.48 分，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.23）。操作考核成績觀察組為33.60±2.65分，高于對照組的25.70±2.65 分，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。觀察組總分為84.60±6.17 分，高于對照組的74.60±4.86 分，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。

2.2 兩組教學(xué)滿意度比較 觀察組學(xué)生教學(xué)滿意度評分為93.50±5.50 分，高于對照組的76.00±4.36分，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。

3 討論

臨床實習(xí)是醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分，是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生初步具備臨床醫(yī)師基本素質(zhì)的重要階段，不僅可以幫助醫(yī)學(xué)生加深對疾病的認(rèn)識和理解，將理論與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)良好的臨床思維，還能幫助學(xué)生明確感興趣的專業(yè)方向，為以后發(fā)展打下基礎(chǔ)。口腔頜面外科?？菩暂^強(qiáng)，口腔頜面部的解剖結(jié)構(gòu)精細(xì)而復(fù)雜，需要掌握的內(nèi)容豐富，實習(xí)生不易在短期內(nèi)掌握，給實習(xí)造成一定困難。傳統(tǒng)臨床見習(xí)或?qū)嵙?xí)多采用多媒體課件教學(xué)，輔以臨床案例床邊教學(xué)，最后讓學(xué)生直接參與觀摩手術(shù)過程，即理論授課+手術(shù)帶教，教學(xué)效果欠佳。原因：（1）病區(qū)有時無相應(yīng)病例供床邊講解，只能以圖片、視頻以及病歷資料的方式講解，學(xué)生無參與感，亦無實質(zhì)感受；（2）學(xué)生對口腔頜面部解剖結(jié)構(gòu)掌握不足，無法理解教師講解；（3）臨床病例不典型，或為復(fù)合傷、多發(fā)傷，學(xué)生難以將理論知識和臨床實踐結(jié)合對照，成就感不佳。因此，在口腔頜面外科學(xué)的臨床教學(xué)中，尤其是涉及口腔頜面部骨性結(jié)構(gòu)、口腔頜面外科外傷、拔牙及唇腭裂，種植，腫瘤等章節(jié)，迫切需要開展新的教學(xué)方式[5]。

借助數(shù)字化3D 成像技術(shù)和3D 打印模型輔助口腔頜面外科的實習(xí)教學(xué)，教師選擇典型病例不受時間地點的限制，只要臨床上有合適病例即可采集其數(shù)據(jù)，克服了典型生理標(biāo)本不易獲得的問題。此外，手術(shù)操作對無菌環(huán)境要求嚴(yán)格，需要嚴(yán)格限制手術(shù)觀摩人數(shù)，教學(xué)效率低下?；?D 成像技術(shù)進(jìn)行的虛擬手術(shù)則無無菌環(huán)境的限制，學(xué)生可以近距離、多角度觀察手術(shù)操作，并能重復(fù)手術(shù)步驟直至透徹理解，獲得更佳的學(xué)習(xí)體驗[6]。本研究結(jié)果顯示，觀察組操作考核成績及總分高于對照組，教學(xué)滿意度高于對照組，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），提示應(yīng)用數(shù)字化3D 成像及虛擬手術(shù)輔助教學(xué)能明顯提高學(xué)生臨床實習(xí)成績和教學(xué)滿意度，值得推廣應(yīng)用。

當(dāng)然，數(shù)字化3D 成像技術(shù)及虛擬手術(shù)仍有不少不足之處，如購買所需軟件的費用較高，且該軟件原本為臨床工作設(shè)計，用于教學(xué)仍有不便，需繼續(xù)摸索改進(jìn)。