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Simodont虚拟仿真系统在口腔修复牙体预备教学中的应用

2022-01-24 251 上传者：管理员

摘要：目的分析Simodont虚拟仿真系统应用于全冠修复牙体预备的教学效果和特点。方法选取第四军医大学口腔医学专业四年级学生22名,随机分为2组,每组11名,分别在传统仿真头模上(N组)和Simodont虚拟仿真系统上(S组)完成两阶段的全冠修复牙体预备操作训练,并分别进行操作考核,记录牙体预备操作时间。按照金属烤瓷全冠牙体预备的要求,分别就轴面聚合度、修复空间、点线角、肩台质量、体位姿势5个方面进行评分,并计算总分。第二次考核结束后,S组所有学生填写对Simodont虚拟仿真系统评价的调查问卷。结果两组学生第二次考核的总分相较于第一次考核均显著提高,操作时间均明显减少,差异均有统计学意义(均P<0.05)。在第一次考核中,两组学生总分比较,差异无统计学意义(P>0.05);仅在体位姿势方面,S组学生评分高于N组(P<0.05)。在第二次考核中,S组学生总分高于N组,差异有统计学意义(P<0.05);在肩台质量、体位姿势方面,S组学生评分高于N组(P<0.05)。其他方面两组学生评分比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。S组学生对Simodont虚拟仿真系统评价的调查问卷结果显示,各项评分均较高,为3.6～4.9分。结论Simodont虚拟仿真系统能够有效提高学生的全冠修复牙体预备水平,在牙体预备教学中具有潜在优势。

关键词：
全冠
口腔修复学
教学考核
牙体预备
虚拟仿真系统
触觉反馈
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牙体预备是口腔修复中十分重要的临床操作步骤，预备的质量将直接影响基牙的健康和最终修复体的质量。因此，牙体预备一直是口腔修复学实践教学的重点内容之一。目前，在国内口腔医学院校中，口腔修复牙体预备操作教学主要是利用仿真头模及树脂牙进行，虽然这种模式具有开展便利等优点[1]，但由于树脂牙结构简单、质地与天然牙齿显著不同，仍存在操作感较差、缺乏触觉反馈等缺点；另外，还会造成大量的树脂牙消耗，使用成本高[2]。

Simodont虚拟仿真系统（MOOG，荷兰）是近年来逐渐广泛应用于口腔医学教育领域的一种3D触觉反馈虚拟仿真系统[3]，能够对常见的口腔治疗程序进行数字化模拟[4]。Simodont虚拟仿真系统可提供给操作者清晰的3D牙体影像和与操作动作相关的触觉反馈[5]。操作者通过监视器可实时看到操作的动作路径和三维虚拟影像，能够增强判断物体位置、距离和大小的能力，可更直观地了解操作技能的不足之处[3]。

Simodont虚拟仿真系统在龋病实验课教学中已显示出一定的技术优势，具有节约环保、可反复练习和安全性高等优点[6]，但其在口腔修复牙体预备教学中应用的研究较少。本研究通过分析Simodont虚拟仿真系统应用于全冠修复牙体预备的教学效果和特点，为口腔修复教学改革及课程建设提供新思路。

1、资料与方法

1.1 主要仪器

本研究使用的Simodont虚拟仿真系统由模拟操作台、计算机、3D眼镜、观测窗、显示屏，以及附加多功能钻和口镜组成（图1）。学生通过佩戴3D眼镜即可清晰地从观测窗内看到牙齿及器械的3D虚拟影像。学生通过脚踏控制手机的转速，在显示屏上可观察到手机的移动轨迹；并在操作时能够接收到系统通过手机产生的力反馈，形成接触或磨切实物的相同感觉。

1.2 研究对象

选取第四军医大学口腔医学专业四年级学生22名，其中男14名，女8名；年龄21～23岁。所有学生均已接受过使用牙科手机的训练，在理论课上学习了冠修复的牙体预备原理和方法，并均已在仿真头模上使用树脂牙进行了4学时的冠修复牙体预备操作训练。但所有学生未接受过关于Simodont虚拟仿真系统的任何技能培训。

1.3 研究方法与分组

22名学生按随机数字表法分为2组，每组11名，分别在传统仿真头模上（N组）和Simodont虚拟仿真系统上（S组）完成两阶段的全冠修复牙体预备操作训练，并进行操作考核。在进行训练之前，教师向所有学生再次讲解冠修复牙体预备的详细要求和考核标准。此外，S组学生需额外学习Simodont虚拟仿真系统的使用说明和实际操作步骤，学习时长为0.5h。随后，两组学生进行两阶段的全冠修复牙体预备操作训练，每阶段训练时长为1.5h。在完成第一阶段和第二阶段训练后分别进行操作考核。

1.4 评价指标

操作考核是在仿真头模上进行，考核内容为左下第一磨牙金属烤瓷全冠修复的牙体预备。在整个考核过程中，所有学生都需使用相同的高速手机和切割车针。评分标准参照人民卫生出版社《口腔修复学》教材中对金属烤瓷全冠牙体预备的要求，主要包括5个方面：轴面聚合度、修复空间、点线角、肩台质量、体位姿势。完成的预备体由3名具有多年口腔修复实践教学经验的高年资教师进行评分，每方面共10分，总分合计50分。以3名教师的平均分数作为该学生操作考核的最终成绩。同时，记录每名学生完成牙体预备所用的操作时间。

第二次考核结束后，S组学生需要匿名填写调查问卷，分析他们对Simodont虚拟仿真系统的评价。问卷包括10个问题，使用“5分”评定量表法，其中1分被定义为“完全不同意”，5分被定义为“完全同意”。

1.5 统计学处理

应用SPSS20.0软件对数据进行统计学分析。正态分布的计量资料以“均数±标准差”表示，采用独立样本t检验比较两组学生牙体预备评分和操作时间，组内2次考核结果比较采用配对t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 操作时间

两组学生完成第一阶段和第二阶段训练后分别进行操作考核，N组和S组学生第二次考核的牙体预备操作时间均小于第一次考核，差异均有统计学意义（t值分别为3.982、4.840，均P<0.05）；但2次考核两组学生的牙体预备操作时间比较，差异均无统计学意义（均P>0.05）。见表1。

2.2 牙体预备评分

N组和S组学生第二次考核的总分均高于第一次考核，差异均有统计学意义（t值分别为-3.947,-7.822，均P<0.05）。在第一次考核中，两组学生总分比较，差异无统计学意义（P>0.05）；仅在体位姿势方面，S组学生评分高于N组（P<0.05），其他方面两组学生评分比较，差异均无统计学意义（均P>0.05）。在第二次考核中，S组学生总分高于N组，差异有统计学意义（P<0.05）；在肩台质量、体位姿势方面，S组学生评分高于N组（P<0.05）；其他方面两组学生评分比较，差异均无统计学意义（均P>0.05）。见表2。2.3调查问卷评分第二次考核结束后，对S组学生进行问卷调查发现，学生对Simodont虚拟仿真系统的评分较高（3.6～4.9分）；尤其在操作界面、力反馈、3D影像等方面给出了很高的评分。见表3。

3、讨论

3D触觉反馈虚拟仿真系统最初是为飞行模拟训练而开发的，近30年来，其已广泛应用于医学教育领域，帮助学生进行各种临床操作的模拟训练，如腹腔镜、乙状结肠镜的操作练习等。3D触觉反馈虚拟仿真系统除了能够提供解剖结构的详细数字化影像以外，还可反映切割、插入探针和触诊的感觉。有研究表明，使用3D触觉反馈虚拟仿真系统进行培训的学生与没有使用该系统培训的学生相比，动手能力显著提高，通过触觉模拟系统传递到手的力反馈，可以很好地模拟实际手术过程中的触感[7,8,9]。

口腔医学是一门实践性很强的学科，学生在进入临床前，获得规范的实践操作技能训练是至关重要的。本研究结果显示，与N组学生相比，S组学生经过Simodont虚拟仿真系统训练后，牙体预备水平显著提高，尤其在肩台质量和体位姿势方面具有显著的优势。Simodont虚拟仿真系统需通过固定的观测窗来观察3D虚拟牙齿影像，并利用仿真口镜可实现任意方位角度的镜面反射观察，这样更利于学生保持标准的体位姿势，不易养成弯腰、偏头等不良习惯，练习的效率更高，这也与之前相关研究结果一致[3,10]。Simodont虚拟仿真系统可虚拟正常牙体解剖结构（包括：牙釉质、牙本质、牙骨质和髓腔），通过参数的设置，不同结构会有不同的触觉反馈，能够让学生感受到牙本质和牙釉质不同的磨切手感。这会更有利于训练学生对力量的控制，在预备肩台时更易达到光滑、连续一致的要求。

S组学生对Simodont虚拟仿真系统评价的调查结果显示，学生对操作界面、力反馈、3D影像等方面评分较高。问卷调查结果亦提示，学生对Simodont虚拟仿真系统的认同度较高，认为其能够起到很好的实践教学效果。Simodont虚拟仿真系统提供了规范化的病例素材和教学训练课程，学生可在标准化的3D虚拟牙齿上进行操作，整个过程完全模拟临床操作[11]。以往研究结果也表明，虚拟仿真系统能够提供自动反馈，强化学生训练的自主性和独立性[12,13]。此外，利用虚拟仿真系统进行临床前训练的学生需要的课堂授课时间显著降低，可提高教学效率[14]。

Simodont虚拟仿真系统通过内置的软件处理，能够将牙体形态、车针等以三维影像生动的呈现。在操作时，不仅能够模拟磨切声音，而且可提供触觉反馈，学生可同时接收视觉、听觉、触觉等多感官反馈。相较于传统仿真头模的练习模式，Simodont虚拟仿真系统更能够提升学生的参与感和学习兴趣，进而提高学生的临床技能，且具有安全性高、可重复利用的优势[15]。此外，Simodont虚拟仿真系统的应用也有利于教师对学生进行操作过程和结果的管理，实现了教学、训练和考核的标准化和数字化。

综上，Simodont虚拟仿真系统能够有效提高学生的全冠修复牙体预备水平，在口腔修复牙体预备教学中具有潜在优势。但Simodont虚拟仿真系统亦存在一些不足之处，如初始安装成本高、使用前需接受专业培训、软件功能扩增速度慢等。3D触觉反馈虚拟仿真系统解决了部分口腔修复学教学问题，但如何有效结合3D触觉反馈虚拟仿真系统和传统仿真头模训练在教学实施中的各自优势，仍是亟待解决的课题。

参考文献:

[1]杨鹏飞.仿真头模教学系统在口腔医学教学中应用及其效果的调查研究[J].全科口腔医学电子杂志,2018,5(32):130-131.

[5]石巧,侯建霞.虚拟现实技术在口腔诊疗操作培训中的应用[J].国际口腔医学杂志,2015,42(1):69-74.

[6]王冠博,张婧,张文.Simodont虚拟仿真系统在龋病学实验课教学中的应用[J].中国医学教育技术,2017,31(1):33-37.

[11]龚启梅,麦穗,权晶晶,等.基于Simodon数字化接诊系统的"医患沟通教学"在口腔实验教学的应用分析[J].中华口腔医学研究杂志(电子版)2018,12(4).246-250.

文章来源：王富,田敏,马赛.Simodont虚拟仿真系统在口腔修复牙体预备教学中的应用[J].中国实用口腔科杂志,2022,15(01):36-40.