数字化技术在口腔修复学教学中的应用研究*

邱 燕,吴小红，陈哂媛

(重庆医科大学附属口腔医院口腔修复教研室，重庆 401147)

随着计算机和互联网通信技术的飞速发展，以计算机为基本技术手段的数字化技术越来越多地应用于各行各业。近年来，口腔修复专业数字化技术不断发展，数字化影像技术、虚拟仿真技术、数字化导航种植手术、口内数字化扫描、计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术、3D打印技术等让口腔修复治疗的临床操作和义齿加工变得更加简单、方便、高效和精确，同时也让修复体成品适合性更高，美学效果更逼真。

口腔修复数字化技术的发展和应用正在改变着传统口腔修复的临床操作模式和修复体的加工制作方式，并推动口腔修复治疗向微创、精确、简便、自动、高效、高仿真和更有效恢复生理功能方向发展[1]。为适应口腔修复专业的数字化发展，重庆医科大学口腔医学院于2021年开始在口腔医学专业和口腔医学技术专业本科阶段的口腔修复学理论课教学中特别增加了《口腔修复的数字化技术》章节。口腔修复学实验室教学和临床教学必须紧跟数字化步伐，以适应口腔修复临床和义齿加工的数字化进程。

1 将虚拟仿真技术引入口腔技能操作的实验室教学

在口腔修复的专业技能操作训练中，牙体预备是固定义齿修复技能操作的训练重点。牙体预备是有创且不可逆的操作，一旦出现差错则难以恢复。虚拟仿真技术是用虚拟系统模拟真实系统的技术。在口腔修复学实验室教学中引入虚拟仿真技术能为学生提供比仿真头模更环保、更先进、更安全的模拟环境。利用虚拟仿真技术进行牙体预备操作训练，无模型损毁，可节约大量实物模型耗材。学生可在无损耗的虚拟模型上进行反复多次的操作练习，直到熟练掌握操作技巧。这样可避免因实物模型损毁而限制学生在实验室操作次数的问题，从而实现实验室教学质量的提升。同时也为学生后期进入口腔修复临床实践打下坚实基础，有效降低了学生在临床实践操作中出现医疗差错的概率[2]。

2 将数字化实时评估系统引入口腔修复实验室教学

近年来，本院引入了迪凯尔-艾知星口腔技能训练实时评估系统。该系统通过虚实结合方式帮助学生将口腔修复专业理论与技能操作相结合，从而提高实验室教学质量。数字化实时评估系统将牙体预备的标准步骤按照切端(牙合面)-唇面-舌面-邻面-颈缘顺序逐步分解，通过动画加文字的形式展现牙体预备的标准步骤和方法。学生使用装有感应器的高速涡轮手机和标准模型进行牙体预备，系统显示器可采用3D形式实时呈现牙体预备情况，针对每个步骤的牙体预备方法、车针的使用、牙体预备量及预备后的牙体形态进行纠错，一步一步规范地指导学生进行牙体预备技能训练。同时，数字化实时评估系统在牙体预备的操作过程中提供过程评估，通过在线电子教师一对一的监控和指导，规范做好每一步。该系统可提供过程和结果评估，详细解析学生操作过程中存在的各种问题，并对操作结果进行解析评分，从而帮助学生实现自我纠错、自主学习，有效提高了教学效果；同时可帮助教师了解学生操作过程中出现的问题和牙体预备的完成情况，便于教师总结实验室教学过程中所存在的问题，及时改进教学方案，提高教学质量。

3 数字化口内扫描技术在临床教学中的应用

数字化口内扫描技术将光学、电子技术及计算机图像识别和处理技术结合在一起，应用小型探入式测头通过口内光学扫描直接在患者口内进行牙体及周围软组织表面形态的获取[3-4]。近年来，数字化口内扫描技术越来越多地应用于口腔修复临床，尤其是固定修复和种植修复的印模制取。传统印模制取方法存在患者对印模材料敏感不适、腭咽反射较重的问题，尤其是当学生对印模制取技术掌握不熟练时，往往更容易增加患者的焦虑感和不适感。数字化口内扫描技术在印模制取过程中无须使用传统耗材，更加环保，避免了学生因取模技术掌握不熟练而造成患者敏感不适，以及多次反复取模造成印模材料浪费和医患矛盾等问题。数字化口内扫描技术还避免了传统模型制取过程中模型材料收缩膨胀对模型精度的影响。在数字化口内扫描过程中，教师和学生可实时对牙预备体形态进行检查。教师通过椅旁电脑中的三维图像评估学生牙体预备的质量和细节，同时通过电脑屏幕更直观地为学生讲解牙预备体所存在的问题，并实时进行修正。学生在临床实践学习中更清楚自身操作所存在的问题。这样有利于提高学生临床操作水平和口腔修复临床教学效果。

4 CAD-CAM技术在临床教学中的应用

随着数字化印模技术精度的提高，CAD-CAM技术在口腔修复领域的应用也更加广泛。CAD-CAM是指采用逆向工程技术测量和扫描各种数字、图形信息，进行产品设计，再由计算机的数控加工设备对产品进行加工成型的制作技术[3]。修复体数字化设计是基于CAD技术，而修复体的数字化制作技术则是应用CAM技术进行加工制作，具有高效、精确、节约成本、污染少等诸多优点。学生在临床实习过程中可通过椅旁CAD-CAM系统配置的口腔扫描系统了解数字化印模的制取过程，同时也可通过椅旁系统的电脑显示器更清晰、直观地了解修复体设计和修改过程，还可尝试自己动手进行修复体设计和修改。如果是非椅旁系统，学生可在本院口腔修复工艺中心通过对口腔石膏模型进行扫描获得模型数据，然后进入CAD程序，同时还可了解CAD如何通过CAM实现修复体加工。当学生从口腔修复工艺中心实习结束再次回归修复临床工作时，又可见证利用数字化技术制作的修复体最终是如何在患者口内实现口腔修复功能，让学生在修复临床实习过程中实现“医-技-医”全流程融会贯通。

5 3D打印技术在口腔修复工艺中心教学中的应用

3D打印属于快速成形技术，又称增材制造,是信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术紧密结合的产物[5]。3D打印技术以三维数字模型为基础，再将模型分割成众多层面，采用逐点喷洒黏结剂来黏结粉末材料或逐点喷洒树脂液滴并同步光固化的方式，逐层堆积叠加，最终形成实体模型[6-8]。利用3D打印技术制作修复体，将传统义齿加工的“减法”过程转变成“加法”过程，从而大大节省了义齿加工制作的原材料[9]。目前，本院口腔修复工艺中心将3D打印技术广泛地应用于口颌模型制作、金属基底冠制作、活动义齿金属支架制作，以及各类具有个性化特征的种植手术导板制作等。按照口腔医学专业本科教学计划，口腔医学本科学生必须到口腔修复工艺中心完成实习轮转。在口腔修复工艺中心，学生可以看到自己在口腔修复临床实习过程中使用口内扫描获取的数字化模型数据通过3D打印技术制作成高精度树脂模型的过程，以及在模型上完成各种类型修复体制作的过程。这让学生在临床实习过程中实现了修复临床到义齿加工的数字化全流程学习。

6 数字化导航技术在种植修复临床教学中的应用

口腔种植手术属于精细化手术，早期骨平面二维影像让医生难以较好地判断缺牙区域的牙槽骨密度、宽度及种植体与周围邻近重要解剖结构的关系，因此种植手术精准度偏差相对较大[10]。伴随着口腔锥形束CT(CBCT)的引入和数字化导航技术的飞速发展，以术前三维种植设计、术中全程数字化导板导航手术及术后CAD-CAM修复为主要内容的数字化种植技术，大大提高了种植体植入手术和后期修复的精确性和安全性[11-12]。口腔种植手术导航系统通过对三维医学影像的虚拟可视化应用，制订理想的术前种植设计方案，并结合精准的红外线光学定位技术，实现手术器械、医学影像和患者颌骨位置的融合，从而实现实时精准导航。在临床教学过程中，学生可从患者拍摄CBCT开始全程参与患者术前规划。在种植一期手术过程中，数字化导航系统可全程对种植体植入位点、角度、深度进行实时引导。学生在这个过程中可更好地了解和掌握种植体植入手术的要领。数字化导航可避开重要解剖结构，从而让学生更好地掌握如何避开上颌窦、神经管等重要解剖结构，避免伤及邻牙牙根，有效避免了手术操作的盲目性。数字化导航系统可充分利用患者颌骨骨量，减少植骨，在保证种植体植入方向的同时确保种植植入位点的安全性，从而确保后期种植体均匀受力并获得更佳的咬合承受能力。这样可让学生更好地理解以修复为导向的种植理念。数字化导航系统在种植体植入后可对种植体植入精度进行验证，从而可对学生的技能操作进行有效评估，并加以指导改进，提高教学质量。

7 小 结

数字化技术已经越来越多地应用于口腔修复临床操作和修复体加工制作，其让口腔修复变得更加简单、精确、高效、美观。为适应口腔修复学数字化进程，口腔修复学实验室教学和临床教学必须与时俱进，紧跟数字化发展的步伐，这样才能培养出能够适应口腔修复数字化变革的口腔修复专科人才。