闞召俊，李運峰

（口腔疾病研究國家重點實驗室/國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心/四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院，四川 成都 610041）

正頜外科是一門專業(yè)性及實踐很強的學(xué)科，在教學(xué)工作中應(yīng)注重學(xué)生綜合素質(zhì)和動手能力培養(yǎng)。目前，正頜外科教學(xué)大多采用PPT講解理論知識、臨床見習(xí)及實習(xí)的方法，以達(dá)到學(xué)以致用的目的。然而，不論是傳統(tǒng)的傳遞—接受式的理論教學(xué)，還是圍觀式的實踐教學(xué)，都很難調(diào)動學(xué)生興趣，取得良好教學(xué)效果[2]。由于正頜手術(shù)的高風(fēng)險性及高精確性，大部分學(xué)生在實習(xí)中，對臨床相關(guān)工作望而卻步，使得正頜外科人才培養(yǎng)周期長，培養(yǎng)效率低。近年來，數(shù)字化技術(shù)在正頜外科的廣泛應(yīng)用，不僅使正頜外科的臨床診療流程有了顛覆性的改變，在正頜外科教學(xué)工作中，數(shù)字化技術(shù)也展現(xiàn)了其優(yōu)勢。

1 數(shù)字化技術(shù)在正頜外科診療中的應(yīng)用

數(shù)字化正頜外科診療流程包括臨床資料收集、數(shù)據(jù)處理、計算機輔助手術(shù)規(guī)劃與模擬、三維打印制作、牙合板處理及正頜手術(shù)術(shù)中指導(dǎo)等[3]。四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院正頜與關(guān)節(jié)外科制訂的具有華西特色的牙頜面畸形數(shù)字化診療流程如下：（1）臨床資料收集：將患者的CT掃描數(shù)據(jù)、牙模的激光掃描數(shù)據(jù)、面部外形的三維照相數(shù)據(jù)導(dǎo)入專門的軟件，建立虛擬綜合頭顱模型。（2）手術(shù)模擬：通過專業(yè)手術(shù)軟件在綜合頭顱模型上進(jìn)行模擬手術(shù)操作，評價手術(shù)效果，確定最優(yōu)手術(shù)方案。（3）制作并打印手術(shù)導(dǎo)板及牙合板：手術(shù)導(dǎo)板是連接虛擬手術(shù)和真實手術(shù)的橋梁，將虛擬手術(shù)計劃準(zhǔn)確地應(yīng)用于真實手術(shù)，最終達(dá)到和虛擬手術(shù)相同的效果。確定具體手術(shù)方案之后，在軟件上制作手術(shù)導(dǎo)板及牙合板，并通過高精度3D打印機將其打印出來。（4）效果評估：手術(shù)后對比虛擬手術(shù)和真實手術(shù)的效果差異，評價手術(shù)方案執(zhí)行的準(zhǔn)確性[4]。

2 數(shù)字化技術(shù)在正頜外科教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 數(shù)字化技術(shù)在理論教學(xué)中的應(yīng)用

口腔頜面部解剖結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，牙頜面畸形主要是指頜骨體積、形態(tài)，上下頜骨之間及其與顱面其他骨骼之間的關(guān)系異常，正頜手術(shù)主要通過骨骼高精確度的移動來實現(xiàn)頜面部功能與形態(tài)協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)及PPT教學(xué)依賴于學(xué)生的空間想象力及教師的講解能力，而利用模型教學(xué)盡管實現(xiàn)了三維空間的直觀展示，但由于缺乏顱頜面骨的整體空間結(jié)構(gòu)，僅能顯示上下頜骨的位置異常，學(xué)生理解起來較為困難。因此，面對大量的基礎(chǔ)課和專業(yè)課，大多數(shù)學(xué)生采用死記硬背的方法。

形象化教學(xué)是啟發(fā)學(xué)生形象思維、提高教學(xué)效果的重要手段。為了更生動、形象地進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生建立形象思維，提高教學(xué)效果，我們在原有形象教學(xué)設(shè)施的基礎(chǔ)上，利用數(shù)字化技術(shù)通過計算機軟件實現(xiàn)患者顱頜面部骨骼的三維重建，使學(xué)生從不同角度觀察分析，加深對顱頜面骨骼解剖形態(tài)以及牙頜面畸形的特征、種類與程度的理解、記憶。不僅如此，數(shù)字化技術(shù)還可在虛擬環(huán)境下，通過對骨骼的切割與移動來模擬正頜手術(shù)的截骨及骨塊移動，詳細(xì)、直觀地展示正頜手術(shù)過程，有利于學(xué)生對正頜手術(shù)的理解。有研究表明，與傳統(tǒng)幻燈片教學(xué)相比，數(shù)字化技術(shù)在正頜外科教學(xué)中的應(yīng)用不僅調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還使教學(xué)內(nèi)容更加生動，并且可有效縮短理論教學(xué)時間，值得在正頜外科教學(xué)中推廣[5]。

2.2 數(shù)字化技術(shù)在見習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

臨床醫(yī)學(xué)課程教學(xué)概括起來有兩種模式，即臨床課程教學(xué)（理論教學(xué)和課間見習(xí)）—臨床實習(xí)模式和臨床課程教學(xué)（理論教學(xué)和少量的課間見習(xí)）—集中見習(xí)—臨床實習(xí)模式[6]。不管哪種模式，臨床見習(xí)都是不可缺少的部分，是連接理論學(xué)習(xí)與臨床實踐的橋梁，在這一階段需要學(xué)生直接接觸患者，近距離觀察典型病例，從而提高臨床思維能力以及操作水平，為將來從事臨床工作打下堅實的理論基礎(chǔ)，積累實踐經(jīng)驗。

傳統(tǒng)的臨床見習(xí)以帶教教師為中心，學(xué)生被動學(xué)習(xí)理論知識，由于缺乏感性認(rèn)識，學(xué)生參與積極性不高。因此，以問題為核心的新型多元化教學(xué)模式被越來越多地應(yīng)用于臨床見習(xí)，包括以問題為基礎(chǔ)的PBL模式、以病例為基礎(chǔ)的CBL模式和以小組為單位的TBL模式等[7]。由于正頜手術(shù)的高精確度及高風(fēng)險性，在見習(xí)階段很難讓每名學(xué)生參與到手術(shù)中來，而傳統(tǒng)的圍觀式示教又無法保證所有學(xué)生看清，掌握關(guān)鍵步驟。加之傳統(tǒng)手術(shù)的取牙模、灌注石膏模型、面弓轉(zhuǎn)移、上頜架、切割石膏模型等過程不可逆，且耗時較長，容錯率較低，致使學(xué)生很難在較短時間內(nèi)觀看完整的正頜手術(shù)術(shù)前準(zhǔn)備過程，更無法參與其中，并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問題、分析問題。利用數(shù)字化技術(shù)采集臨床數(shù)據(jù)后，可在較短時間內(nèi)模擬手術(shù)及手術(shù)導(dǎo)板的制作，并可讓學(xué)生以小組為單位通過數(shù)字化虛擬平臺參與牙頜面畸形的診斷、手術(shù)方案的制訂，并模擬手術(shù)，從而發(fā)現(xiàn)問題、在教師的指導(dǎo)下解決問題，不僅提高了學(xué)習(xí)積極性、見習(xí)的趣味性，而且學(xué)生在參與過程中有效提高了臨床思維能力。

2.3 數(shù)字化技術(shù)在臨床教學(xué)中的應(yīng)用

臨床實踐是實習(xí)生由學(xué)生向醫(yī)生轉(zhuǎn)變的階段，其工作能力多取決于此階段打下的基礎(chǔ)。因此，做好臨床帶教，解決實習(xí)生存在的問題，培養(yǎng)合格的實用型人才，是臨床帶教教師義不容辭的責(zé)任[8]?？谇活M面外科臨床教學(xué)不同于課堂理論教學(xué)，也不同于其他專業(yè)的實習(xí)，專業(yè)的特殊性使得口腔頜面外科實習(xí)的實踐性更強、風(fēng)險更大，學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)更重[9]。在臨床實習(xí)過程中，學(xué)生往往實習(xí)態(tài)度不端正，對待實習(xí)較敷衍；未認(rèn)識到口腔頜面外科臨床思維培養(yǎng)的重要性，只注重臨床操作的技巧性；不重視理論知識學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)過程中缺乏必要的回顧性總結(jié)[10]。

在正頜外科傳統(tǒng)的牙頜面畸形診療流程中，大多使用二維頭影測量分析牙頜面畸形的特征、種類以及程度，以此制訂手術(shù)方案，之后在石膏模型上模擬手術(shù)，手工制作帶有模擬手術(shù)信息的咬合板。這種診療方法在數(shù)據(jù)信息的完整性方面存在局限性，對于確定頜骨位置尤其是面部不對稱等復(fù)雜畸形的診斷十分困難。實際操作中，不僅費時費力，而且在面弓轉(zhuǎn)移、上頜架、切割石膏模型等多個環(huán)節(jié)都存在產(chǎn)生較大誤差的可能，加之這一系列操作不可逆，容錯率低，學(xué)生一般無法獨立完成。

數(shù)字化正頜外科采用螺旋CT、牙弓掃描和面部三維照相構(gòu)建綜合頭顱模型，可以提供全面的診斷信息，尤其是面部對稱性的診斷信息，對手術(shù)有較大的指導(dǎo)意義。數(shù)字化模擬手術(shù)可以通過虛擬平臺進(jìn)行可逆的、重復(fù)的手術(shù)操作，學(xué)生可獨立操作，模擬實施手術(shù)方案并比較幾種手術(shù)方案的優(yōu)缺點，選擇最優(yōu)的手術(shù)方案，不僅可以激發(fā)學(xué)生的實習(xí)積極性，培養(yǎng)臨床思維能力，而且通過參與手術(shù)方案制訂、模擬手術(shù)操作及術(shù)后評估等，增強學(xué)生工作責(zé)任心，提高醫(yī)患溝通能力，而數(shù)字化的患者數(shù)據(jù)庫亦有利于學(xué)生對以往病例分析進(jìn)行回顧性總結(jié)。有研究顯示，讓臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生利用數(shù)字化技術(shù)參與手術(shù)方案制訂、模擬手術(shù)設(shè)計及在實際手術(shù)過程中擔(dān)當(dāng)?shù)谝恢趾?，研究生對不同手術(shù)入路、組織層次、重要解剖結(jié)構(gòu)的保護(hù)等操作掌握得更好[11-12]。

3 數(shù)字化技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的局限性

盡管數(shù)字化技術(shù)在教學(xué)中具有顯著優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)其有一定的局限性。如，相關(guān)設(shè)備及軟件價格昂貴，很難普及所有學(xué)校及研究機構(gòu)；目前數(shù)字化軟件大多為英文版，因此需要應(yīng)用者有一定英語水平；現(xiàn)階段大多數(shù)數(shù)字化軟件技術(shù)敏感性較高，需要應(yīng)用者具備一定的計算機基礎(chǔ)，提高了操作門檻等。此外，數(shù)字化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，目前還只側(cè)重于增強理論知識的趣味性及臨床思維的靈活性，在模擬手術(shù)操作過程中，缺少觸覺的感知，因此，在正頜手術(shù)的操作訓(xùn)練方面，依舊無法代替真實手術(shù)。Sternberg等發(fā)現(xiàn)，虛擬截骨模擬系統(tǒng)可顯著提高受訓(xùn)者的操作技能及自我客觀評價能力，滿足臨床醫(yī)師的手術(shù)訓(xùn)練需要，具有較高的應(yīng)用價值[13]。另外，國內(nèi)也有研究者使用VR技術(shù)使操作者在虛擬平臺上從任意角度觀察虛擬圖像，通過觸覺反饋裝置、數(shù)據(jù)手套在接觸、抓持模型中產(chǎn)生實時力反饋感知，做到真正的身臨其境[14]。筆者相信，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展、數(shù)字化技術(shù)的不斷提高，其局限性終能被克服。

將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于正頜外科教學(xué)，不僅可以使理論教學(xué)更加生動有趣，促進(jìn)學(xué)生對重點知識的掌握，而且能夠使學(xué)生真正參與到正頜手術(shù)的術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)后溝通等過程中來，將理論知識與實踐操作相結(jié)合，加深對理論知識的理解，有效提高臨床思維能力，增強參與感及責(zé)任感。當(dāng)前，數(shù)字化口腔醫(yī)療技術(shù)已實現(xiàn)深度革新，比如錐形束CT技術(shù)、CAD/CAM修復(fù)技術(shù)以及3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的大量運用[15]，數(shù)字化發(fā)展的口腔醫(yī)學(xué)已經(jīng)逐漸進(jìn)入技術(shù)飛速發(fā)展的行列[16]，讓學(xué)生早期接觸數(shù)字化技術(shù)，有利于培養(yǎng)新時代口腔專業(yè)人才。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)有望在正頜外科教學(xué)乃至口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮更大作用。