口腔數(shù)字化定位體系結(jié)合CBL 教學(xué)方法在正畸托槽定位粘接教學(xué)中的應(yīng)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(xué)附屬延安醫(yī)院口腔科，云南 昆明 650051;2）昆明醫(yī)科大學(xué)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(xué)是一門獨(dú)立、抽象、專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)科。目前，直絲弓矯治是正畸主流技術(shù)，正確的托槽位置是這項技術(shù)能否取得成功的關(guān)鍵[1-2]，所以，在臨床實習(xí)中，托槽的定位和粘接訓(xùn)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(dǎo)學(xué)生進(jìn)行托槽定位粘接。由于牙冠解剖結(jié)構(gòu)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(dǎo)時間較長，效率低，患者體驗差，這要求筆者在教學(xué)中不斷地進(jìn)行改革和創(chuàng)新。

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

本文旨在探討應(yīng)用數(shù)字化托槽定位體系結(jié)合CBL 教學(xué)方式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和對托槽定位知識點(diǎn)的深入理解，提高學(xué)生在臨床上托槽直接定位粘結(jié)的準(zhǔn)確性，能夠在短時間內(nèi)幫助初學(xué)醫(yī)生達(dá)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(xué)習(xí)并在昆明醫(yī)科大附屬延安醫(yī)院實習(xí)的學(xué)生和在昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院第二門診初次進(jìn)修正畸的醫(yī)生（兩類醫(yī)生均為初次進(jìn)入正畸臨床學(xué)習(xí)，正畸臨床操作水平無差異）共56 人，按照隨機(jī)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(xué)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。

1.2 研究方法

選擇昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院第二門診的1 例輕度牙列擁擠的病例，應(yīng)用3-shape TRIos pod 3D 掃描儀進(jìn)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(jī)（美國3D system）制作托槽定位粘接位置訓(xùn)練模型，批量打印，確保學(xué)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。

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

實驗B 組按照傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)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(diǎn)，接著在模型上示范定位過程，最后讓學(xué)生自行在模型上進(jìn)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(shù)人員進(jìn)行3D 掃描，構(gòu)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(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.3.2 建立坐標(biāo)系將對照組掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic Studio 作為參考，獲得原始基準(zhǔn)坐標(biāo)（見圖1、圖2），在此坐標(biāo)系中，將實驗組的模型資料與對照組進(jìn)行最優(yōu)匹配，保證所有模型重疊配準(zhǔn)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(biāo)系中完成。

圖1 上頜坐標(biāo)系Fig.1 Maxillary coordinate system

圖2 下頜坐標(biāo)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(diǎn)托槽定位準(zhǔn)確度一般從近遠(yuǎn)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(diǎn)，可構(gòu)成穩(wěn)定三角形，作為定位測量的參考點(diǎn)，見圖5。

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

1.4 統(tǒng)計學(xué)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(jìn)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(jìn)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(xùn)練后托槽定位差異，檢驗水準(zhǔn)以P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

測量各實驗組和對照組11～47 牙位上托槽定位點(diǎn)Pt1，Pt2 和Pt3 在三維坐標(biāo)的位置。結(jié)果顯示，對照組在PT1，PT2，PT3 3 個坐標(biāo)方向離坐標(biāo)原點(diǎn)距離分別為（0.46 mm，1.92 mm，1.39 mm）A 組在PT1，PT2，PT3 3 個坐標(biāo)方向離坐標(biāo)原點(diǎn)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(biāo)方向離坐標(biāo)原點(diǎn)距離分別為（5.41 mm，8.40 mm，6.07 mm）。Kruskal-Wallis H 檢驗結(jié)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(xué)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(xué)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(xué)意義（P＜ 0.05）。由此可見，口腔數(shù)字化定位體系結(jié)合CBL 教學(xué)方法能夠提高學(xué)生直絲弓托槽定位粘接精確性，教學(xué)效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)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(jì)70 年代初，Andrews 設(shè)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(yù)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(guān)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(xué)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(xué)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(jié)的概念[10]。目前使用的間接粘接技術(shù)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(jìn)行精確分析，在模型上定位粘接托槽，利用壓膜技術(shù)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(jié)的優(yōu)點(diǎn)是定位準(zhǔn)確、椅旁操作時間較短，但制作過程相對復(fù)雜、技工室耗時和費(fèi)用較高，制約了其發(fā)展。目前，我國口腔醫(yī)療技術(shù)水平飛速發(fā)展，數(shù)字化口腔技術(shù)在某種程度上得到了推廣和運(yùn)用，但口腔醫(yī)療的優(yōu)勢資源主要集中在各大口腔專科醫(yī)院及三甲綜合醫(yī)院口腔科。3D 數(shù)字化技術(shù)對軟硬件設(shè)施與成本要求高，數(shù)字化間接粘結(jié)技術(shù)還不能廣泛應(yīng)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(yīng)用于臨床教學(xué)。該方法可以直觀、定量地反映出學(xué)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(jìn)行錯誤原因分析后，教師指導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行反復(fù)的定位練習(xí)，使其定位精度得到很大的提升，同時也有利于提高學(xué)生的臨床操作能力。

本實驗分別對托槽上的3 個定位點(diǎn)（Pt1、Pt2、Pt3）進(jìn)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(xué)者對后牙區(qū)定位標(biāo)志點(diǎn)不容易掌握，且后牙區(qū)視野不清楚有關(guān)。初學(xué)者可以應(yīng)用口鏡進(jìn)行后牙區(qū)的反光進(jìn)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(xué)意義），今后筆者將擴(kuò)大樣本量，進(jìn)行更深入的研究。這提示學(xué)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的表達(dá)效果，最終導(dǎo)致牙齒移動不佳的結(jié)果。所以在直絲弓托槽定位準(zhǔn)確后應(yīng)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的充分表達(dá)和促進(jìn)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(yīng)，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(xué)生對托槽的定位有了更加全面的認(rèn)識，獲得更多的依據(jù)，保證治療效果的最大優(yōu)化。

CBL 教學(xué)是以個案病例為導(dǎo)向（case-based learning，CBL）教學(xué)的一種方法，它是以臨床個案為依據(jù)，以病例為先導(dǎo)，以教師為引導(dǎo)，以學(xué)生為重點(diǎn)的小組討論教學(xué)方法[12]。CBL 教學(xué)模式能夠?qū)⒅苯z弓槽定位粘結(jié)的知識要點(diǎn)進(jìn)行有效的銜接，使學(xué)生能夠在案例分析中結(jié)合自學(xué)、獨(dú)立思考和團(tuán)隊合作進(jìn)行理論教學(xué)。通過模擬的臨床實習(xí)來掌握理論知識，結(jié)合數(shù)字化托槽定位系統(tǒng)的指導(dǎo)，有利于學(xué)生自主、快速、精準(zhǔn)掌握直絲弓托槽定位粘接過程的核心知識，利于團(tuán)隊協(xié)作，并能促進(jìn)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(xùn)，能夠使初學(xué)醫(yī)生克服傳統(tǒng)教學(xué)中粗略、抽象，視野不清楚等問題，具有獨(dú)立進(jìn)行正畸托槽精確定位的能力，使學(xué)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(xué)方案，從而提高教師的教學(xué)水平，提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的臨床實踐能力。筆者后期將繼續(xù)進(jìn)行數(shù)字化定位技術(shù)結(jié)合CBL 教學(xué)方法在口腔臨床教學(xué)的深入研究，期待能夠提供標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、可重復(fù)性的規(guī)范化培訓(xùn)流程，并將其應(yīng)用于口腔各個學(xué)科的臨床教學(xué)。