數(shù)字化模擬教學在口腔種植學實驗課教學中的應(yīng)用*

王茂夏,馮毓璋,黃 思,莫安春

(口腔疾病研究國家重點實驗室/國家口腔疾病臨床醫(yī)學研究中心/四川大學華西口腔醫(yī)院種植科,成都 610041)

口腔種植學作為一門新興臨床學科,具有較強的專業(yè)性及實踐性,實驗課教學因而成為口腔種植學教學的重要組成部分[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現(xiàn)良好的美學和功能效果,并與種植體的長期穩(wěn)定密切相關(guān)[2]。同時,口腔解剖條件復雜多變,在徒手操作下實現(xiàn)種植體的精準植入頗具挑戰(zhàn)[3-4]。種植體植入也因此成為口腔種植學教學的重點及難點。然而,受限于有限的實驗課教學時間及單一的操作模型,學員常難以內(nèi)化種植體的植入技巧并將其發(fā)散應(yīng)用于真實患者的治療情境中,如何突破現(xiàn)有教學條件的限制而提高實驗課的教學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)計種植體的三維位置,并利用導板或?qū)Ш郊夹g(shù)實現(xiàn)種植體的精準植入[6]。而對教學而言,數(shù)字化技術(shù)則能幫助學習者在低成本下進行多次的模擬練習,并能通過加載不同患者的數(shù)據(jù)進而使練習更接近于臨床診療情境,因而可能有助于提高口腔種植實驗課的教學效果。然而,通過數(shù)字化技術(shù)進行模擬植入練習的教學效果還有待進一步的研究。因此,本研究目的為探究數(shù)字化模擬植入練習在種植體植入實驗教學中的教學效果。

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的口腔執(zhí)業(yè)醫(yī)師。通過抽簽法將學員隨機分為對照組(采用傳統(tǒng)教學模式)與試驗組(采用數(shù)字模擬教學),每組22名。隨機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、操作培訓前予以揭盲。在培訓前對學員進行種植體植入相關(guān)基礎(chǔ)知識的測驗。

1.2 教學實施

由1名取得四川大學華西口腔醫(yī)院帶教資格的教師擔任授課教師。操作培訓前,兩組學員一起接受理論課教學,學習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

通過教學錄像和多媒體向?qū)W員講解種植手術(shù)設(shè)計方案、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及注意事項。然后給予學員40 min的時間熟悉手術(shù)相關(guān)器械，并在助教的幫助下進行種植體植入練習。

1.2.2試驗組

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)進行三維重建,并選擇合適的種植體進行模擬植入。然后進行小組討論,讓學員在助教的幫助下進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,并輪流在課堂上進行展示,通過教師點評和學員討論的方式評價各組的種植體模擬植入情況,對植入位置不佳者提出改進建議。在學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個臨床患者的CBCT數(shù)據(jù)以便于其在課后進行練習。在數(shù)字化模擬植入教學完成后進行種植體植入實操教學,該部分內(nèi)容與傳統(tǒng)教學組相同,在實操教學后給予學員40 min的時間熟悉手術(shù)相關(guān)器械，并在助教的幫助下進行種植體植入練習(圖1)。

1.3 教學效果評價

在學員完成種植體植入練習后進行考核,請學員利用右側(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華西口腔醫(yī)院帶教資格的教師在被設(shè)盲的情況下進行評分。評分內(nèi)容包括：種植體深度、近遠中向位置、頰舌向位置、近遠中向軸向及頰舌向軸向。每個單項滿分為10分,對植入的2顆種植體均進行評分,總分100分。培訓結(jié)束后,通過問卷調(diào)查的方式調(diào)查試驗組學員對數(shù)字化模擬植入教學模式的看法[7]。

1.4 統(tǒng)計學處理

使用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計數(shù)資料采用Fisher確切概率法進行組間比較。采用Shapiro-Wilk檢驗進行正態(tài)性檢驗。滿足正態(tài)分布的計量資料采用t檢驗進行組間比較。不滿足正態(tài)分布的計量資料采用Mann-WhitneyU檢驗進行組間比較。檢驗水準α=0.05，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 學員基本情況

兩組學員性別、年齡、從事口腔行業(yè)的時間、接觸種植的時間、獨立完成種植手術(shù)的數(shù)目及課前測驗正確率比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 學員基本情況

2.2 考核結(jié)果

與對照組相比,試驗組在近遠中向位置、近遠中向軸向及總分上獲得了更高的評分,差異有統(tǒng)計學意義(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)計學意義(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

大部分試驗組的學員認為數(shù)字化模擬植入練習有助于激發(fā)學習興趣、提高學習的積極性與主動性、提高操作的熟練程度,從而能獲得較好的學習效果，見表3。

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

3 討 論

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進步,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,口腔種植學的實驗課教學仍受到課程時間、實驗設(shè)備、經(jīng)費等因素的制約[9]。本研究將數(shù)字化模擬植入練習引入口腔種植學實驗課中,并對這種低成本教學方式的教學效果進行分析,結(jié)果表明,與傳統(tǒng)教學方法相比,數(shù)字化模擬植入練習能提高學員對種植體植入的掌握程度。

數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)學教學中發(fā)揮著越來越重要的作用,虛擬現(xiàn)實技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(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)學實驗課教學中[10-14]。在口腔種植學實驗課教學中,ZHAN等[15]將種植動態(tài)導航系統(tǒng)用于種植體植入的教學并對其教學效果進行探究,結(jié)果表明使用動態(tài)導航系統(tǒng)進行培訓能提高改善學員徒手植入的種植體角度的偏差,有利于提升學員的操作技能。CASAP等[16]的研究也有相似的結(jié)果。然而,種植動態(tài)導航系統(tǒng)成本較高,使用較復雜,需要較長的額外學習時間,這些因素都限制了其在口腔種植實驗課教學中的普及。因此,將數(shù)字化模擬植入練習引入口腔種植學實驗課教學,具有以下優(yōu)勢：(1)僅需要種植規(guī)劃軟件就能實施教學,能節(jié)約教學經(jīng)費；(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間教學就能使學生掌握；(3)方便學生在課后進行練習,從而突破實驗課課程時間、場地的限制,使學生在課堂外進行多次練習以提升自身的操作熟練度；(4)能加載不同患者的真實數(shù)據(jù)使學生進行練習,從而使實驗課教學更接近真實的臨床情境。

在本研究中,對傳統(tǒng)教學和數(shù)字化模擬植入練習在種植體植入的實驗課教學中的教學效果進行了評價。兩組學員性別、年齡、從事口腔行業(yè)的時間、接觸種植的時間、獨立完成種植手術(shù)的數(shù)目及課前測驗正確率之間的差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),表明兩組在基線水平具有良好的組間可比性。在教學完成后發(fā)現(xiàn),數(shù)字化教學組在近遠中向位置、近遠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、頰舌向軸向三項均具有明顯的解剖參照(如牙槽骨頰舌向中點、對頜牙功能尖等),易于確認。而在后牙連續(xù)缺失的情況下,初學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中向位置和軸向。通過多次的模擬植入練習能強化學員對種植體位置和軸向的控制和修正能力,從而使數(shù)字化教學組學員表現(xiàn)更佳。這也表明數(shù)字化模擬植入教學能強化學員對操作難點的掌握能力。此外,在課后對數(shù)字化教學組學員進行了問卷調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示數(shù)字化模擬植入練習受到了學員的接受與支持,大多數(shù)學員認為數(shù)字化模擬植入練習有助于獲得更好的學習效果。

綜上所述,基于數(shù)字化模擬植入練習的教學模式有助于提高學員對種植體植入過程的掌握程度,取得了良好的教學效果。然而,數(shù)字化教學模式的開展需要教師熟練地掌握數(shù)字化種植工作流程,對其教學能力提出了更高的要求。同時,數(shù)字化模擬植入練習僅通過軟件使學員進行虛擬練習,缺乏實物模擬訓練,對學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員進行實物練習也許能為學員提供更接近臨床真實情境的教學體驗[17]。此外,本研究僅為小樣本前瞻性研究,基于數(shù)字化模擬植入練習的教學模式在口腔種植實驗課中的應(yīng)用效果還有待進一步研究。