虚拟仿真牙科教学系统在本科教学的应用

［摘要］目的：探讨ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统在口腔种植体植入本科实验教学中的应用效果。方法：将２０１９级口腔医学本科班４６名学生按照随机数字表法分为种植模型组和虚拟仿真组，每组２３人。种植模型组仅进行传统的种植模型种植体植入术，虚拟仿真组采用ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统培训练习相结合方法进行种植模型种植体植入术。种植完成后由种植科高年资医师进行评分，学生对教学整体满意度进行评价。结果：虚拟仿真组学生经过ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统培训后，其考核评分显著高于种植模型组（Ｐ＜０.０５）。虚拟仿真组学生整体满意度显著高于对照组（Ｐ＜０.０５）。结论：数字化仿真模拟培训系统结合种植模型教学模式可显著提高种植体植入术的本科教学效果及学生的满意度。

［关键词］虚拟仿真牙科教学系统；种植体植入术；本科教学；效果评价

口腔种植学是一门新兴学科，该学科涉及多学科交叉，主要包括口腔修复学、口腔颌面外科学、材料学及影像学等［１］。与发达国家相比，我国口腔种植学本科教学相对滞后［２］。青岛大学口腔医学院紧跟教材大纲，首次为２０１８级口腔医学本科生开设了《口腔种植学》课程。国内各大院校口腔种植学本科教学的教学模式主要是采用种植模型操作及临床观摩等方法［３，４］，其存在教学模型及种植材料费昂贵，不可重复练习等缺点。ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统是一款数字化虚拟仿真牙科教学系统，其原理在于通过控制力反馈装置上链接的模拟手机进行口腔技能训练，将触觉力反馈与视觉的三维图像结合。与其他的虚拟仿真系统相比，ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ系统创新性地开发了种植模块及种植基础模块，可帮助学生体验种植体植入术的临床实践。本研究将ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ培训系统用于口腔医学本科生种植体植入术实验教学中，初步评价该系统在口腔种植教学中的应用效果及体验。

１资料和方法

ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统配备３Ｄ动态眼镜、触屏显示器、３Ｄ显示器、显示器支架、触觉臂、模拟牙镜、３Ｄ鼠标、模拟脚踏板、可升降主机、无线键盘及电源线。该系统软件部分包括学生操作软件、教师管理软件及病例编辑软件３个部分。通过虚拟仿真技术，力反馈触觉系统和丰富的临床项目，贴近临床实操场景，通过触觉臂手柄可获得接近真实的临床手感，可进行重复性操作，兼具客观的系统评分体系。

２研究对象

选取青岛大学口腔医学专业２０１８级本科生作为研究对象，共计４６人。学生均已完整接受种植体植入术的理论部分学习，按照随机数字表法分为两组，每组２３人。种植模型组学生仅进行传统的种植模型实操，虚拟仿真组学生虚拟仿真培训练习后进行种植模型实操。

３研究方法

３.１种植体植入术操作技能培训

由１名高年资种植科医师（带教老师）带领４６名研究对象对种植体植入术相关理论课程进行复习回顾，并再次详细对其讲解种植体植入术的相关临床操作流程及具体考核标准。种植模型组学生按照教师讲解的要点在种植模型上１个种植位点操作练习１ｈ，练习完成后，在２０ｍｉｎ内完成种植模型左上第一磨牙的种植体植入；虚拟仿真组学生听完教师的讲解后首先在ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统种植学模块的植入术进行重复模拟练习１ｈ，在２０ｍｉｎ内完成种植模型左上第一磨牙的种植体植入。由２名未参与培训的高年资种植医师对各模型上的种植体植入情况进行系统评分，取每项总分的平均值；待评分结束后，老师需结合评分标准对每位同学的模型进行点评与反馈。

３.２评分细则

①根据口腔种植学教学大纲的要求，从钻针选择（３分）、转速设置（３分）、操作程序（４分）、种植体植入深度（５分）、种植体轴向（５分）、种植体颊／腭向位点（５分）及种植体近／远中向位点（５分）７个方面设立得分点，总分合计为３０分，根据上述７个得分点对种植体植入过程进行综合评分。根据临床操作的难易程度设计不同的权重分，操作完全正确、无误记满分；每个操作与设定的理想位点存在偏差，根据误差大小进行相应的扣分。②４６名研究对象分别对虚拟仿真教学及种植模型教学的教学体验、操作精度、操作灵活性等方面进行满意度整体评价，包括非常满意、比较满意、一般、不太满意及非常不满意。

４统计学处理

采用ＳＰＳＳ２６.０软件进行统计学分析，两组考核评分进行两独立样本ｔ检验，学生课程满意度进行χ２检验，Ｐ＜０.０５为差异具有统计学意义。结果虚拟仿真组学生经过仿真系统培训后，种植体体植入操作过程中操作程序、种植体植入深度、种植体轴向、种植体颊／腭向及近／远中向位点评分均高于种植模型组（Ｐ＜０.０５），虚拟仿真组整体评分［（２８.５０±０.２６）分］也显著高于种植模型组［（２７.３５±０.３０）分］（Ｐ＜０.０５）（表１）。４６名２０１８级口腔医学专业本科生对口腔种植体植入术的课程满意度调查显示，虚拟仿真组的整体满意度优于种植模型组（χ２＝１６.０５，Ｐ＜０.０１）（表２）。讨论口腔种植学是一门实践性较强的学科［５］，种植体植入术是口腔种植学的外科基础，该技术的操作规范性和准确性直接关乎到口腔种植的成功与否。目前，对于种植体植入术的实验及临床前教学主要基于仿真种植模型上实操训练为主。种植模型上操作存在着诸多影响因素，如种植模型价格昂贵，无法重复训练操作，难以让学生反复在模型上练习从而达到熟练的程度；模型材质与天然骨组织尚存在差异，无法真实模拟临床种植外科操作的手感等，从而影响其教学效果。虚拟仿真牙科教学系统是一种基于数字化软件、虚拟三维视觉及力反馈触觉平台相结合的教学培训模式［６］，克服了传统口腔实验教学过程中存在的诸多缺点，如临床前训练模式与临床操作差异大、仿真教学模型价格昂贵、学生练习强度无法保证等［７］。除此之外，该系统还配备了自动评分及回访分析等多种功能，更好地根据学生自身存在的问题，从而制定化个性化的实验指导。本研究结果显示，学生先进行了虚拟仿真培训系统练习后，其种植操作程序及种植体植入的位点、轴向等效果均要优于传统种植模型实操组，可能得益于学生在虚拟仿真培训系统上进行多次重复练习，加深了对于种植体植入位点及轴向的理解。而种植模型组其可训练的次数有限，不能很好地提升学生操作熟练程度。先进行虚拟仿真培训组学生在种植窝预备过程中，可实时观察到操作问题，及时进行相应调整，并培养良好的“手感”，更好地指导临床操作。在学生满意度方面，学生对于虚拟仿真牙科教学系统更为满意，该系统可进行多次重复练习，保留操作结果并针对结果给予评分；还可虚拟逼真的临床场景，让学生更加真实地感受临床的诊疗过程。但是，ＶｉｒｔｅａｓｙＤｅｎｔａｌ虚拟仿真牙科教学系统也存在着一些不足之处，如配套的常用种植钻针系统尚不全面，需要不断更新补充；该系统手眼配合要求较高，需要经过专业培训才能完成等。

［参考文献］

［１］宫苹．口腔种植学［Ｍ］．１版．北京：人民卫生出版社，２０２０：９．

［２］王方，范震，王佐林．《口腔种植学》课程建设及实践［Ｊ］．口腔颌面外科杂志，２０１５，２５（４）：３０４－３０６．

［３］郑园娜，王铭杰，胡琳驰，等．数字化种植引入口腔种植本科课程教学的改革成效评价［Ｊ］．浙江中医学院学报，２０１８，４２（１）：８７－９１．

［４］鄢明东，尹凤英，白轶，等．仿真模型运用于口腔种植学实践教学的效果评价［Ｊ］．临床口腔医学杂志，２０１４，３０（８）：４５４－４５６．

［５］许丰伟，尚将，宋健，等．颌骨仿真模型在口腔种植实验教学中的应用效果评价［Ｊ］．上海口腔医学，２０１７，２６（５）：５７３－５７６．

［６］李雪铃，杨凌，吴淑仪，等．数字化口腔虚拟教学评估系统用于前牙全瓷冠牙体预备评分的初步评价［Ｊ］．中华口腔医学研究杂志（电子版），２０２０，１４（３）：１８７－１９０．

［７］王琳，李子夏，王峰，等．论虚拟仿真实训系统在口腔实验教学中的应用［Ｊ］．科技资讯，２０１６，１４（１８）：１５９－１５９．

作者：李晓静 王艳辉 徐昊 王大山 李凡 赵保东 单位：青岛大学附属医院口腔种植科 青岛大学口腔医学院