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虚拟仿真技术在口腔正畸实验教学中的应用

发布时间:2021-07-05所属分类:医学论文浏览:1

摘 要: 【摘要】托槽粘结是口腔正畸学操作的关键步骤之一,托槽的正确粘接及精准定位将极大影响后续的矫治效果。传统的正畸实验教学受示教者体位、实验环境、实验器材、操作步骤等限制,难以达到理想效果。正畸托槽粘结虚拟仿真实验系统使用3dmax软件进行三维重建,

  【摘要】托槽粘结是口腔正畸学操作的关键步骤之一,托槽的正确粘接及精准定位将极大影响后续的矫治效果。传统的正畸实验教学受示教者体位、实验环境、实验器材、操作步骤等限制,难以达到理想效果。“正畸托槽粘结”虚拟仿真实验系统使用3dmax软件进行三维重建,并利用HTML、CSS编程语言进行页面设计。通过术前准备,操作前准备,托槽粘结,术后处理四个模块,分步骤系统性学习了正畸患者从初诊资料搜集、X线片分析、托槽粘结及术后医嘱等临床一系列流程。该系统还提供了多个训练课程、评分标准和不同项目内容供学生反复操作练习,优化教学过程,提高教学效果,提升口腔临床技能教学效率。

虚拟仿真技术在口腔正畸实验教学中的应用

  【关键词】虚拟仿真技术;托槽粘结;医学教育;口腔正畸学;实验教学;数字化教学

  口腔正畸学的主要内容是研究错合畸形的病因机制、诊断分析及其预防治疗,是一门实践性很强的学科[1]。传统的正畸实验教学受教师体位、器械、仿头模口唇遮挡等影响,学生往往得不到全方位的三维感受,出现很多理解上的偏差。近年来,随着信息技术的高速发展,高校纷纷推陈出新,将信息技术融入到现有教学中,形成新的教学模式。数字化虚拟仿真技术是近年来出现的一种基于虚拟现实技术的教学系统,以其安全性,即时交互性,过程规范性,便于监控性,成为越来越重要的临床诊疗技能学习工具[2],目前已在牙体牙髓病学、牙周病学、口腔修复学、口腔颌面外科等多专业的教学中开展应用[3-7]。在教学活动中,合理应用虚拟仿真教学,可以从视觉、听觉、触觉等多方面调整学生的认知模式,将抽象的内容直观化,呆板的内容生动化,并能提供学生大量的锻炼机会,同时不会对患者造成伤害,形成一个良好的教学氛围。文章的研究目的为进一步探索口腔正畸实验教学中引入虚拟仿真技术的教学效果,以期提高口腔正畸教学技术水平,培养学生正畸临床思维,优化教学过程。

  1我院正畸教学的现状

  近年来,随着患者维权意识的增强,以及日益紧张的医患关系,学生临床中实际动手机会大大减少[8]。因此,如何在教学中完善学生的临床技能训练,培养学生良好的医患沟通技巧,成为教师们需要特别考量的问题。

  托槽粘结是口腔正畸学操作中极为关键的步骤,托槽的正确粘接及精确定位将直接影响患者后续的矫治效果。传统的实验教学由教师示教,学生听讲,无法模拟正畸患者临床问诊、检查、沟通等必要步骤。实验应用耗材贵,环境要求高等,则限制了训练的强度,导致学生很难在单次实验课中熟练掌握操作技巧。这些都将直接影响未来的临床实际操作,最终导致正畸治疗效果差、牙齿往复移动等问题,增加患者的就诊次数和费用,甚至造成不可挽回的后果。另外,我们在既往的本科实验课教学反馈中发现,学生操作时对自己粘结的托槽并不能准确判断其定位是否准确,操作是否规范,存在自我评估准确性低的问题。这值得教师反思传统的正畸实验教学是否存在可改进提高之处。

  2正畸实验教学虚拟仿真系统及其应用

  基于我院正畸实验教学的现状,进行了构建正畸实验教学虚拟仿真系统的探索。该系统能够低成本、零风险的模拟正畸患者粘结托槽的全套流程,提供了一个全新的口腔教学训练平台,开创了新的教学模式。

  2.1文字资料收集

  参考人民卫生出版社教材《口腔正畸学》(第六版)[9]及厦门医学院附属口腔医院正畸科患者知情同意书进行收集。

  2.2实验仪器设备和材料收集

  我们列出本实验必需的实验仪器和材料,包括:牙椅、托槽、开口器、口镜、镊子、细丝切断钳、末端切断钳、光固化灯、低速手机、酸蚀剂、粘结剂、吸唾管等。由专业相机(佳能EOS5D单反相机,有效像素2230万)进行拍摄,将获得图片导入3dmax软件,运用三维虚拟建模,对以上临床常用的矫治器械进行建模重现,并利用HTML、CSS编程语言进行页面设计并实现页面之间的逻辑相关业务处理。

  2.3虚拟仿真系统的应用

  通过校内虚拟仿真实验平台点击进入口腔正畸学实验界面,选择“正畸托槽粘结”虚拟仿真实验即可进入正式学习页面。实验步骤共包含四大模块,共15步具体操作(见图1)。全部过程如下:(1)术前准备。包含X线片及模型测量分析。(2)做前准备。包含医生准备、患者准备、调整体位、器械准备、手术前准备五个操作内容。(3)托槽粘结。包含涂粘结剂、树脂粘结、光固化灯固化、结扎钢丝四个操作内容。(4)术后处理。包含术后检查、调整座椅、整理用物、洗手用物、注意事项五个操作内容。通过鼠标点选,即可分步骤系统性的学习正畸患者从初诊资料搜集、X线片分析、托槽粘结及术后医嘱等临床一系列流程,进行技能训练。同时,在拓展实验中,系统还提供多个操作测验及其评分标准供学生反复练习,给予学生针对性指导,从而提升口腔临床技能及教学效率(见图2)。虚拟仿真项目的整体设计框架及流程图见图3。

  2.4学习成果评价

  本次课程教学结束后,采用不记名方式对学生开展问卷调查使用情况,发放问卷78份,收回有效问卷78份,有效问卷回收率100%。调查结果表明,92.3%(72/78)的学生认为“正畸托槽粘结”虚拟仿真实验对提高临床思维能力,加深理论知识与临床实际相结合有帮助。88.5%(69/78)的学生认为通过该虚拟仿真实验,可以得到一些课本上无法提供的信息,有助于熟练临床操作技巧。97.4%(76/78)的学生认为虚拟仿真实验应该加入课堂,作为口腔专业学生实验教学的补充。

  3结语

  图1虚拟仿真项目的四大模块现代社会网络资讯高度发达,越来越多的高校借助网络教育平台(高校MOOC、微课课程网站、蓝墨云班课等)完成教学任务[10]。通过借力先进的数字化技术,对以往抽象的概念三维化、立体化,无疑是时代推动教学进步的体现。虚拟仿真技术作为一种新兴的现代化信息技术,内容涉及各个领域[11]。在正畸实验教学中应用虚拟仿真技术,对于提高实验教学质量,培养新时代下具有创造性思维能力与创新精神的医学生具有重大意义。其主要具备以下优点:(1)安全性。在虚拟化实验教学过程中,学生可以在短时间内进行反复操作练习而无需担心因误操作而引发的安全事故,大大提高了诊疗操作的熟练度,很大程度的避免在实习工作中产生不必要的医患矛盾[12]。(2)沉浸感。虚拟仿真技术可以生成一个三维虚拟环境,模拟了整个诊室布局、牙椅摆放等,使学生在使用过程中可以更深入的沉浸其中,产生身临其境的“真实”感受[13]。(3)趣味性。虚拟仿真技术有效的提高了课堂知识的趣味性和参与感,突破了传统教学方式生动性、实践性不足的限制,对真实情景进行高度还原和模拟,另外辅助插入视频、动画等,形成良好的教学氛围,提高了教学效果[14]。

  目前,虚拟仿真项目已成为传统纸质版教材的有力补充,通过对有深度和广度的研究型实验的全面仿真,能更大程度的激发学生们的学习兴趣.为其未来的临床和科研工作打下一定基础[15-16],已经成为口腔医学临床教学的核心高新技术,将开启口腔教学数字化新模式。——论文作者:陈雪婷1,2陈玉萍1,2赖颖真3

  相关期刊推荐:《继续医学教育》(月刊)创刊于1987年,是由卫生部委托,天津市卫生局主管,天津市职工医学院主办的学术性刊物。以宣传继续医学教育为宗旨,本刊面向全国公开发行,是全国卫生专业技术人员继续医学教育专业期刊,以提高卫生专业技术人员素质,促进医学科学技术发展。读者对象为各级卫生机构的管理、教学和临床实践的卫生工作者。

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