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探析仿真模擬系統在口腔醫學實驗教學中的應用
摘 要:口腔醫學院引進CLNSM綜合性臨床仿真模擬教學實驗系統,改革了傳統的實驗教學。學生和教師的反饋反映出對此系統的接受度較高,實用性較強,值得進一步推廣應用。
關鍵詞:仿真模擬系統; 口腔醫學; 實驗教學
1 引 言
2003年,上海交通大學口腔醫學院引進了CL IN2S IM綜合性臨床仿真模擬教學實驗系統,改革了過去的傳統實驗項目,完成了新形勢下口腔醫學實驗教學的初步轉型。
醫學是經驗型的學科,需要反復、大量病例經驗的學習積累,才能形成快速、準確的診斷和治療決策能力。尤其是口腔科門診,實踐操作性很強,實習醫師在帶教老師的指導下, 需要獨立面對患者,完成溝通,進行操作。該專業特點決定了實驗教學和臨床實習教學在口腔醫學教學中的重要支柱作用,兩者的緊密聯系、相輔相成關系主要體現為實驗教學是培養學生把理論知識轉化為實際動手能力的最早的主要平臺,在理論課教學和實習教學中的引導過渡中起了關鍵性功能。在醫療環境嚴峻、實習資源減少的情況下,實驗教學明顯緩解了實習教學的壓力,對提高學生實踐動手能力、避免實習中的醫患糾紛具有積極意義。
許多缺乏條件的學院,主要利用口外模型或離體牙,觀察和重復帶教老師的操作來完成實驗課,然后直接進入臨床實習,同時教師評分仍然用目測方式,準確性打折扣。學生進入臨床后會發現口外模型操作與臨床實際間有巨大差異。同時,實習醫師開始接觸臨床,從單純的學生身份轉變為一個準醫生,學生在轉變中可能不適應甚至產生困惑。緊張和不適應心理導致他們不敢在病人身上操作或者操作失誤率較高,難以迅速建立學生在臨床上的工作信心和提高他們的臨床操作水平。
CL INSIM口腔仿真模擬系統是一套能夠模擬臨床真實操作環境,輔助臨床前操作教學的口腔專業教學工具。其仿真設計顯著縮小了實驗室和臨床之間的差距,使學員能夠在臨床實習前順利掌握一些基本的臨床操作技能,從而實現理論學習到臨床實習間的順利過渡。
2 仿真模擬系統在口腔醫學實驗教學中的工作原理
CLNSM口腔仿真模擬由治療系統、頭模部分、牙齒模型、多媒體系統和評估系統等臨床模擬教學中所需的軟件與硬件所組成。
2. 1 治療系統、仿真頭模系統、牙齒模型模擬真實的臨床環境
口腔仿真模擬系統中綜合治療機的機械動力部分,完全根據臨床操作實際配置,其中快慢手機、光源、噴水冷卻、吸唾系統、面板控制、椅位調節等也完全模擬臨床。仿真頭顱模型仿照病人口腔軟硬組織解剖、咬合關系、牙齒排列等情況,具有較高的仿真性。除簡單的開閉口運動外,與真實病人類似的矢狀裸部和裸道裝置能夠模擬多種下領運動,如前伸運動、側方運動等。模型牙齒的材質具有與天然牙齒近似的硬度和密度,能給予學員操作時最大程度的逼真磨切手感。其面罩裝置還模擬了人體口腔周圍軟組織環境,有助于學員中掌握支點的選擇、口鏡的使用以及臨床操作時對鄰近組織的保護。在同一副模型上,既可以進行嵌體的洞形制備,又可以進行全冠、固定橋以及樁冠的基牙制備、取模、暫時冠制作、拔牙、齒槽外科小手術等。
2. 2 多媒體演示交流系統即時監控操作過程
現代醫學教學需要采取老師與學生雙向教學組織形式,采取啟發性課堂教學,使教學富有啟發性、思考性。借助仿真模擬系統配備的小型攝像頭與局域網絡監示器,可將帶教教員操作的過程在每位學員位置的電腦上進行直播、放大,使每位學員都能清楚觀看教員實驗操作的細節。學員能夠在仿真頭顱模型系統上掌握多數實驗操作技能,如病人體位的調節、支點的選擇、對操作區鄰近組織的保護、利用口鏡牽拉組織和觀察操作區域的方法等。同時,教員能夠直接監控學員的電腦屏幕,通過學員與老師之間的呼叫按鈕,實現教員與學員間一對一交流和一對多的實時交流。此外,學員的整個操作過程都能記錄為視頻保存下來以供回顧,在最后進行評價并列出操作中所犯的錯誤。在操作的過程中,還會在出現錯誤操作時響起提示音,及時提醒學員糾正,以提高臨床操作的質量以及效率。
2. 3 評估系統客觀評估學生的操作, 訓練其正確性、高效性
系統自帶5套評估軟件。切削壓力評價系統在學生牙體預備時通過壓力傳感器隨時評估高速手機的工作情況,訓練學生以恰當的切削力( 30～60 g)進行牙體組織的磨切,以達到保護手機和避免過大壓力造成的局部產熱過高引起牙髓刺激。自動軌跡跟蹤系統通過CCD攝像機設備等準確記錄學員在進行牙體預備時頭部、口鏡、手機、手臂等標志點的運動軌跡并綜合評分,能夠糾正學員的工作姿勢,使學員養成良好的臨床操作習慣,提高工作效率和預防頸椎及腰背部疾病等職業性傷害。窩洞制備評估系統利用三維立體掃描裝置,將制備好的牙齒窩洞模型,通過高速的三維裝置掃描后,與預先設置好的標準窩洞輪廓進行比較。計算機將對制備的窩洞進行客觀地評分。評估內容包括窩洞的外形輪廓和窩洞的深度評估。將操作者的窩洞洞形與預置的標準窩洞進行比較后,用不同的顏色來標記。評估窩洞的外形輪廓時,過度制備的地方用紅色表示,不足的地方用藍色表示;評估窩洞的深度時,紅色部分顯示比標準窩洞的淺的部分,藍色則相反。
在最后的評語中,還會根據洞形的不足之處,給予相應的建議和改進。根管制備評估系統,通過內置攝像頭評估學生的根管制備是否到達正確深度。肩臺制備評估系統可以為肩臺預備邊緣連續性、預備體的形態和光滑程度、預備量、邊緣的寬度和位置、聚合角度、肩臺的外形和角度等多個因素給出評分。與教師制備的標準肩臺的數據差異越大則表示學員的得分越低。
3 仿真模擬系統的教學效果
目前,我們已在仿真模擬系統上開設多項實驗,包括口腔頜面外科學的口腔頜面外科學基本操作、牙拔除術、膿腫切開引流術、牙間結扎、牙槽骨修整術,牙體牙髓病學的洞型制備和墊基充填、牙齒髓腔預備,根管制備,種植學的種植模型操作等。通過口腔7 年制學生00～05級5屆學生的逐步應用,大大調動了學生的積極性。學生的學習興趣明顯提高,同時通過計算機標準評估對自己的真實水平也有了客觀了解。為了了解與傳統實驗教學的效果比較,調查了經過傳統教學后進入臨床實習,然后又回到實驗室進行仿真模擬系統下繼續訓練的40名00級學生對系統的反饋,同時調查了使用此系統的所有實驗帶教10名教師對系統的反饋。結果表明,學生在學習體驗、學習效率、對系統的認同度等方面和教師在教學體驗、教學效率、對系統的認同度等方面的平均分都超過了3分(贊同) ,說明系統被師生的普遍接受和肯定。
4 本系統的不足及解決途徑
4. 1 仿真模擬系統的不足
(1) 教師能力。全新的系統教學要教師首先克服以往在臨床上沒有客觀評估造成的一些不規范的工作習慣;全進口的設備和軟件需要教師進行整體培訓;日方根據日本實驗教學標準開發的系統需要兼備臨床教學經驗和計算機軟件開發能力的教師進行改進和完善。雖然我院已邀請日方技術人員對教師進行培訓并派教師赴日專項學習后對系統實現了一些完善, 仍存在因為知識產權、技術屏蔽等無法解決的技術難題。
(2) 制備評估系統的有限性。窩洞制備評估系統目前只是在有限的幾個牙位可以進行評估。第一磨牙的評估可以開展。其系統自帶的只是上頜第一磨牙Ⅰ類洞形評估模塊,通過摸索、比對和反復調整,制作了Ⅱ類洞形的評估模塊。但是,在Ⅱ類洞形的細節部分的評估尚有不足,如鳩尾峽部、齦壁、軸壁、梯的位置設計等等。另外,上頜中切牙有相應的掃描夾具,由于牙齒大小、體積不同,制作標準窩洞模塊時,沒有相應的參考模式,原準備在上頜中切牙制作Ⅲ類和Ⅴ類洞形評估模塊,試驗多次未果。其他牙位沒有相應的掃描夾具,無法建立評估模塊。肩臺制備評估系統由于標準與國內差異較大,無法使用。
(3) 成本較高。發達國家的口腔醫療市場比較成熟,牙醫職業收入高且穩定,并在社會上有較高的地位,高等口腔醫學教育被普遍認同為精英教育。模擬實驗教學多數需要學生額外付費。如德國,雖然目前的高等教育不收學費,但口腔醫學的學生許多練習需要的器械和耗材得自己花錢。國內使用的系統配套耗材、模型等依賴進口,而且許多模型屬于一次性使用,完成所有仿真試驗項目,平均達到2 500 元/學生,為了降低成本,有的項目只能2名學生共同操作,這是目前此系統無法大面積推廣的最大障礙。
4. 2 解決上述問題的途徑
(1) 在醫師繼續教育培訓中,應加強師資隊伍教學理念與技能的培訓,造就一支教學理念先進、教學意識強的骨干教師隊伍,充分發揮臨床教師在教學中的主導作用。通過長期、連續的培養過程, 培養相應的仿真模擬實驗教學素質。
(2) 學校和國內相應技術企業應建立合作關系,共同加速開發適應中國口腔醫學教學標準的系統和耗材,減少進口依賴。
(3) 口腔醫學專業院校應加大對實驗教學的經費投入,同時鑒于單個院校開發成本過高,可以通過加強交流合作,共同開發改進此系統后進行資源共享,共同提高教學水平,實現實驗室的高效使用率。
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