论虚拟仿真实训系统在口腔实验教学中的应用

王琳+李子夏+王峰+曾辉+谢娜

摘 要：口腔实验教学在口腔临床教学中有着非常重要的作用。虚拟仿真实训系统有效地解决了传统口腔实验教学中存在的问题，减少了实验材料的重复消耗，提供了安全、节能的实验环境，有利于学生更加扎实地掌握口腔基本操作技能，建立缜密的临床诊疗思路。

关键词：虚拟 仿真 口腔实验教学

中图分类号：R781.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（c）-0159-02

口腔临床医学是一门技术性和操作性都很强的专业，口腔实验教学是口腔医学生将理论知识转化为实践操作能力最主要的平台，在口腔医学生培养过程中起着非常关键的作用，实验教学模式对学生掌握相应的临床操作技术至关重要。

1 传统口腔实验教学中存在的问题

（1）训练模式与临床操作差距较大。传统的口腔实验教学方法主要在石膏牙或离体牙上练习备洞、充填及根管治疗、备冠、桩冠等基本口腔操作技术。医患体位的调节、口镜的镜像操作、口镜与手机、其他牙科器械的配合都得不到训练，学生进入临床实习后，直接面对患者，不熟练地操作容易导致紧张和不适应心理，操作失误率较高，大大增加了医患纠纷的隐患。

（2）离体牙供不应求。离体牙是学生进行操作练习最佳的实验材料，但是其来源非常有限，随着人们对牙齿的保护意识越来越强，拔牙的数量日渐减少[1]。解剖结构完好的离体牙远远达不到需求量。智齿相对较易收集，但其冠部形态及根部变异较大，并非口腔实验操作训练的理想模型。

（3）离体牙替代品的应用局限性。目前，离体牙替代品多用塑料牙，但这样的材质不能完全模拟牙釉质、牙本质的硬度、强度等物理机械指标，影响学生预备窝洞、根管时的手感；如，仿真牙髓腔、根管均较大较直，没有生理性缩窄区，影响学生对髓腔、根管形态和弯曲度的正确了解。此外，目前的几种口腔仿真模拟系统均由国外设计制造，价格昂贵，并且其配套的实习模型、耗材等也均依赖进口[2]。塑料牙钻磨时产生的粉尘和气味对学生健康不利，容易使学生产生厌恶情绪，降低学生练习的积极性。

（4）实践操作训练不足。由于实验室离体牙来源有限，高品质仿真牙价格昂贵，国内大多数高校现有的实验条件只能提供给学生额定的实验材料并在课堂上有限的时间内进行练习，大多数学生操作训练不足，实验效果很难保证。

（5）危险度较高。离体牙若前期处理不当，容易携带致病菌，学生用高速涡轮机进行钻磨时，随着大量水雾喷出，污染实验室环境。其次，在学生对高速涡轮机不熟悉或操作不当的情况下，锐利的车针或器械可能会对学生造成意外伤害。

（6）操作过程及结果评判中的问题。学生进行实验操作时，由于条件所限，教师往往只能对操作结果进行评估，很难及时发现学生操作过程中的问题并给予及时有效指导。再者，离体牙解剖形态各异，操作难度不一，结果评判主要靠教师目测，很难做到客观、公允。

2 Simodont数字化虚拟仿真牙医培训系统的特点

Simodont数字化虚拟仿真牙医培训系统结合穆格的领先触觉技术以及ACTA（阿姆斯特丹牙科学术中心）在口腔教学方面的经验，开发了一系列可在虚拟环境中进行实践练习的牙科治疗程序，牙钻手持件内装配的力传感器允许对钻磨和接触力道进行异常精确逼真的模拟。帮助学生学习去除龋损、窝洞充填或冠齿预备等程序操作。牙釉质的硬度被忠实再现，并可与牙本质和牙髓轻松区分开来。利用口镜柄可对牙齿从各个侧面进行真实检查，视像显示中“看到”的图像与口腔镜及其镜映像均为实际尺寸，从而构成自然真实的视觉景象。使用真实的踏板来控制虚拟牙钻的速度及牙钻钻磨牙齿时发出的声音。练习中所使用的牙齿图片来自于真牙扫描图库，模拟器可提供给学生更加多样和复杂的病例训练，针对学生各自的情况可以进行不同程度的训练。

3 Simodont数字化虚拟仿真牙医培训系统应用于口腔实验教学的优势

（1）提升教学效果。Simodont数字化虚拟仿真牙医培训系统内设的教学模块主要有虚拟诊室和虚拟实验室两部分。虚拟诊室建立有不同牙体疾病的患者资料，学生完全模拟临床诊疗程序，根据系统所提供的病史及检查结果做出诊断，提出治疗计划，并在此基础上给予相应治疗。虚拟诊室最大限度地模拟了临床接诊程序，可以很好地培养学生的诊疗思路。虚拟实验室的手部精细度训练模块，旨在训练学生对手机及钻针的操控能力，Simodont可以标记重要的或是容易操作失误的环节，在窝洞的制备、开髓训练及冠桥的制备模块中，学生针对个人需要改进的地方反复练习，从而提高训练效率。有研究表明，经过Simodont教学系统训练过的口腔医学生，不仅获得了良好的实验教学效果，当他们进入临床实习后，也能够更加自信，从容的面对患者，更快地适应临床诊疗工作，完成实验室向临床工作的顺利过渡[3，4]。

（2）系统自主检测评分，减少学生对教师的依赖。Simodont教学系统可以记录操作过程，学生通过回看，自我发现问题，通过反复训练，得到有效改善。系统对操作给予客观的检测评分，减少学生对教师的依赖，也使得开放性实验更易开展进行。

（3）安全可靠，无材料消耗。Simodont教学系统采用力传感器模拟高保真感觉的独特准入控制技术，备牙以及手持仪器模拟操作提供逼真的力反馈，通过高性能视像与音效合成模拟提供逼真的学习体验，实验过程无实验材料的重复消耗，大大地节省了耗材支出，亦无锐利器械、高速钻针伤及学生等安全隐患。

（4）丰富课堂教学形式。Simodont教学系统可以将教师的操作过程进行记录，并通过多媒体投影让同学们重复观看、学习。学生的操作过程、学生对虚拟患者的诊断、诊疗流程也可通过多媒体与其他同学分享，通过讨论及共同分析，将理论知识与实践更好结合，提高学生的诊疗分析能力。虚拟诊室所提供的病例因其病史、检查结果详尽完整，也是PBL（problem based learning）教学案例的最佳来源。

综上所述，虽然我国目前医疗形势严峻，对口腔医学生的培养提出了更高要求，但日新月异的科学技术，以Simodont教学系统为代表的虚拟仿真实训系统以其独有的高度虚拟仿真操作、丰富的课程安排及高度安全性无疑给口腔实验教学注入了新的生命力。相信随着该教学系统的不断完善，会有越来越多的口腔操作训练模块，如，根管治疗、种植等相关的操作训练都可以实现，我们期待越来越完善的虚拟教学系统可以让学生更好的思考、分析、解决问题，实现他们在知识、能力、素质各方面的协调发展。

参考文献

[1] 柳毅，郑元娜，刘月莲.虚拟实验室Simodont在荷兰口腔医学教学中的应用简介[J].上海口腔医学，2013，22（2）：237-239.

[2] 贾骏，段嫄嫄，金磊，等.口腔仿真模拟系统及其在临床前教学中的应用[J].中国教育技术装备，2007（2）：29-30.

[3] 张文，王冠博，凌均棨，等.Simodont虚拟仿真系统和KaVo仿真头模在龋病学实验课教学中的联合应用[J].中华口腔医学研究杂志：电子版，2015，9（3）：226-231.

[4] I.R.de Boer，P.R.Wesselink，J.M.Vervoorn.Student performance and appreciation using 3D vs.2D vision in a virtual learning environment[J].Eur J Dent Educ，2016，20（3）：142-147.