数字化智慧牙解系统在口腔解剖生理学教学中的建设与应用

郑文馨 郑晓丹 潘夏薇 罗小安 李奇琛 陈相宇

1.厦门医学院口腔医学系，福建厦门 361023；2.厦门医学院附属口腔医院正畸一科，福建厦门 361008

2022 年12 月教育部副部长吴岩做了《以数字化转型引领高等教育高质量发展》的报告，提出“技术赋能教育，教育塑造未来”，构建数字化转型全球高等教育共同体，推动数字化育人模式创新，培育高等教育新形态。近年来口腔数字化技术广泛应用于口腔医学临床和教学中。2019 年，教育部《关于一流本科课程建设的实施意见》，虚拟仿真实验项目的建设得到了大力支持[1]。虚拟仿真和数字化软件凭借其便捷性、可重复性逐渐应用到国内外医学院校的教学中[2-4]。

口腔解剖生理学是口腔医学的专业基础课，主要研究牙齿、口腔、颌面等部位的形态结构及其生理功能的一门学科[5-6]。以厦门医学院为例，对照培养应用型本科口腔医学人才的定位，口腔解剖生理学教学重难点为恒牙解剖外形、牙列、与颌位的掌握及应用。因此课程组研究建设数字化智慧牙解系统，装载丰富的3D 离体牙教学资源，提高课程数字化程度及学生的学习兴趣。

1 数字化智慧牙解系统的建设

1.1 收集有效离体牙

本项目在厦门医学院附属口腔医院等实践基地协助下，患者知情同意后收集300 颗冠根完整、解剖标志明显的有效离体牙。

1.2 处理消毒离体牙

将有效离体牙放入稀释比例为1∶270 多酶清洗剂（工作温度50～55 ℃、配置时间3 h 以内），浸泡1 h后用超声清洗机进行清洗预消毒；使用超声波洁牙机去除离体牙表面色素和结石，自然晾干[7]。

1.3 生成数字化离体牙数据

将灭菌后的离体牙用3Shape 口腔数字化扫描仪标准化第三代（3Shape TRIOS）扫描牙体外形。使用EXOCAD DENTAL 3.0 软件编辑图像并导出为“.html”格式（图1）。按照“切牙类、尖牙类、前磨牙类、磨牙类”进行分类归纳。

图1 数字化离体牙（15、17）各面解剖形态图

1.4 录入数字化智慧牙解系统软件平台

根据课程需求设计数字化智慧牙解系统软件框架（图2），并委托软件公司开发。本软件设计了教师端与学生端，兼容电脑、手机、平板等设备。软件交付后，团队将数字化离体牙数据导入教师端，再次核对牙位并标注其解剖特点便于查找；录入配套习题，分类组建题库；导入学生信息分班管理。

图2 数字化智慧牙解系统软件框架结构

2 数字化智慧牙解系统的应用

2.1 教师端

教师可将本软件用于课堂教学，随时调阅离体牙资源，真实反映牙齿解剖外形特点（图3）；可按不同组别牙齿特点进行讲解、对比和总结；可建设理论知识和数字化离体牙模型题库，用于练习或测试，及时掌握学生学习效果，便于对知识掌握情况进行系统地分析。

图3 数字化智慧牙解系统课堂使用场景

2.2 学生端

学生可用数据库中的离体牙资源进行学习（图4）。通过三维旋转、放大缩小、颜色改变、亮度调节等功能，实现多角度观察分析学习离体牙解剖形态（图5）；师生还能通过本软件进行互动讨论，及时帮助学生解决自学过程中遇到的难点，提高了学习效率。

图4 学生端模型练习界面

图5 数字化离体牙不同颜色比较

3 讨论

3.1 数字化智慧牙解系统丰富了课程资源

现用教材人民卫生出版社《口腔解剖生理学》[5]第8 版插图为牙素描图，二维黑白图形无法充分展示牙齿细节及各面衔接结构。现有解剖学软件如3Dbody 多以计算机建模牙标准解剖形态，形态刻板，细节呈现度差[8-12]。有院校使用X 线或CBCT 设备生成断面或三维影像并运用3D 打印技术重现牙齿或骨结构，但牙齿的色彩亮度等无法还原[2,13-14]。而数字化智慧牙解系统是运用3Shape 口腔扫描仪的优势，可放大牙齿细微结构并还原其真实色彩和亮度，且可调整明暗对比观察牙尖、窝等细节。此外每组牙均收录了10 颗以上正常和异常形态的数字化离体牙。以备注形式标注牙齿特点便于查找。丰富的数字化离体牙资源更贴近教学需求，解决了教材文字描述枯燥难懂的问题，更能锻炼学生对比分析的临床思维能力。

3.2 数字化离体牙解决了传统资源短缺的问题

口腔解剖生理学传统的教学资源为解剖图谱、头颅模型、离体牙、头面部尸体标本等[15-16]。离体牙主要来源于重度牙周病、正畸治疗、阻生牙的拔除。随着人民口腔保健意识和口腔预防水平的提高，前牙、磨牙类牙齿的收集越发困难；微创拔牙技术的成熟应用，拔除后的牙齿完整度降低。导致了形态结构正常、无磨耗的离体牙收集难度提高，且存在医患关系等问题；高年级学生口腔临床试验操作消耗了离体牙，牙数量入不敷出[17]。因此，数字化技术手段在一定程度上对离体牙起到了抢救性保护的作用，使这些离体牙可以永久保存且反复使用。

3.3 数字化离体牙提高了学生学习兴趣

口腔解剖生理学教学内容繁杂抽象，牙体解剖结构微观细致，每颗牙都存在个体差异性，学生学习需要高水平的三维空间感知能力[18-19]。数字化离体牙逼真新颖，便于学生多角度、全方位地观察牙齿的形态、结构和增龄性变化特点，有较强的感官刺激，调动了学生的钻研精神，有助于学生解剖知识体系的构建与记忆，提高了学习效果[20]。突破时空限制，学生可以在学生端重复查看和练习，便捷使用，其常见形态和异常形态对于口腔解剖初学者是很好的资源。

3.4 为口腔医学临床课程提供数字化教学资源

数字化智慧牙解系统亦可运用于其他课程。口腔修复学中全冠制作、嵌体修复等；牙体牙髓病学中开髓术、窝洞制备等；口腔颌面外科学中拔牙术等均需要学生对牙齿形态有充分的了解[21-22]。数字化智慧牙解系统可为这些课程提供丰富的临床资源和良好的素材积累，以课程内容结合数字化离体牙引导学生进行案例分析，培养学生临床思维，提高岗位胜任力。亦可借助3D 打印技术精度高、能满足个性化需求等优点，使用Solido SD300 快速成型机，将离体牙批量打印，解决实验课中离体牙数量缺乏，同质化考核材料等问题[23-26]。

4 结语

综上，数字化智慧牙解系统丰富了厦门医学院国家级一流本科课程口腔解剖生理学的教学资源。构建使用便捷、数量丰富的数字化离体牙资源库，在一定程度上优化了教学模式，提高了学习效果，驱动了教学改革，为口腔医学教学创新提供新的思路和途径，以此项目建设成果获得了第二届福建省高校教师教学创新大赛二等奖的优异成绩。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。