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探析仿真模擬系統(tǒng)在口腔醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
摘 要:口腔醫(yī)學(xué)院引進(jìn)CLNSM綜合性臨床仿真模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),改革了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生和教師的反饋反映出對(duì)此系統(tǒng)的接受度較高,實(shí)用性較強(qiáng),值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:仿真模擬系統(tǒng); 口腔醫(yī)學(xué); 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
1 引 言
2003年,上海交通大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院引進(jìn)了CL IN2S IM綜合性臨床仿真模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),改革了過(guò)去的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,完成了新形勢(shì)下口腔醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初步轉(zhuǎn)型。
醫(yī)學(xué)是經(jīng)驗(yàn)型的學(xué)科,需要反復(fù)、大量病例經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)積累,才能形成快速、準(zhǔn)確的診斷和治療決策能力。尤其是口腔科門(mén)診,實(shí)踐操作性很強(qiáng),實(shí)習(xí)醫(yī)師在帶教老師的指導(dǎo)下, 需要獨(dú)立面對(duì)患者,完成溝通,進(jìn)行操作。該專業(yè)特點(diǎn)決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和臨床實(shí)習(xí)教學(xué)在口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)中的重要支柱作用,兩者的緊密聯(lián)系、相輔相成關(guān)系主要體現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際動(dòng)手能力的最早的主要平臺(tái),在理論課教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)中的引導(dǎo)過(guò)渡中起了關(guān)鍵性功能。在醫(yī)療環(huán)境嚴(yán)峻、實(shí)習(xí)資源減少的情況下,實(shí)驗(yàn)教學(xué)明顯緩解了實(shí)習(xí)教學(xué)的壓力,對(duì)提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、避免實(shí)習(xí)中的醫(yī)患糾紛具有積極意義。
許多缺乏條件的學(xué)院,主要利用口外模型或離體牙,觀察和重復(fù)帶教老師的操作來(lái)完成實(shí)驗(yàn)課,然后直接進(jìn)入臨床實(shí)習(xí),同時(shí)教師評(píng)分仍然用目測(cè)方式,準(zhǔn)確性打折扣。學(xué)生進(jìn)入臨床后會(huì)發(fā)現(xiàn)口外模型操作與臨床實(shí)際間有巨大差異。同時(shí),實(shí)習(xí)醫(yī)師開(kāi)始接觸臨床,從單純的學(xué)生身份轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)準(zhǔn)醫(yī)生,學(xué)生在轉(zhuǎn)變中可能不適應(yīng)甚至產(chǎn)生困惑。緊張和不適應(yīng)心理導(dǎo)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(xué)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(tǒng)是一套能夠模擬臨床真實(shí)操作環(huán)境,輔助臨床前操作教學(xué)的口腔專業(yè)教學(xué)工具。其仿真設(shè)計(jì)顯著縮小了實(shí)驗(yàn)室和臨床之間的差距,使學(xué)員能夠在臨床實(shí)習(xí)前順利掌握一些基本的臨床操作技能,從而實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)到臨床實(shí)習(xí)間的順利過(guò)渡。
2 仿真模擬系統(tǒng)在口腔醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的工作原理
CLNSM口腔仿真模擬由治療系統(tǒng)、頭模部分、牙齒模型、多媒體系統(tǒng)和評(píng)估系統(tǒng)等臨床模擬教學(xué)中所需的軟件與硬件所組成。
2. 1 治療系統(tǒng)、仿真頭模系統(tǒng)、牙齒模型模擬真實(shí)的臨床環(huán)境
口腔仿真模擬系統(tǒng)中綜合治療機(jī)的機(jī)械動(dòng)力部分,完全根據(jù)臨床操作實(shí)際配置,其中快慢手機(jī)、光源、噴水冷卻、吸唾系統(tǒng)、面板控制、椅位調(diào)節(jié)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(guān)系、牙齒排列等情況,具有較高的仿真性。除簡(jiǎn)單的開(kāi)閉口運(yùn)動(dòng)外,與真實(shí)病人類似的矢狀裸部和裸道裝置能夠模擬多種下領(lǐng)運(yùn)動(dòng),如前伸運(yùn)動(dòng)、側(cè)方運(yùn)動(dòng)等。模型牙齒的材質(zhì)具有與天然牙齒近似的硬度和密度,能給予學(xué)員操作時(shí)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(huán)境,有助于學(xué)員中掌握支點(diǎn)的選擇、口鏡的使用以及臨床操作時(shí)對(duì)鄰近組織的保護(hù)。在同一副模型上,既可以進(jìn)行嵌體的洞形制備,又可以進(jìn)行全冠、固定橋以及樁冠的基牙制備、取模、暫時(shí)冠制作、拔牙、齒槽外科小手術(shù)等。
2. 2 多媒體演示交流系統(tǒng)即時(shí)監(jiān)控操作過(guò)程
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)需要采取老師與學(xué)生雙向教學(xué)組織形式,采取啟發(fā)性課堂教學(xué),使教學(xué)富有啟發(fā)性、思考性。借助仿真模擬系統(tǒng)配備的小型攝像頭與局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)示器,可將帶教教員操作的過(guò)程在每位學(xué)員位置的電腦上進(jìn)行直播、放大,使每位學(xué)員都能清楚觀看教員實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)。學(xué)員能夠在仿真頭顱模型系統(tǒng)上掌握多數(shù)實(shí)驗(yàn)操作技能,如病人體位的調(diào)節(jié)、支點(diǎn)的選擇、對(duì)操作區(qū)鄰近組織的保護(hù)、利用口鏡牽拉組織和觀察操作區(qū)域的方法等。同時(shí),教員能夠直接監(jiān)控學(xué)員的電腦屏幕,通過(guò)學(xué)員與老師之間的呼叫按鈕,實(shí)現(xiàn)教員與學(xué)員間一對(duì)一交流和一對(duì)多的實(shí)時(shí)交流。此外,學(xué)員的整個(gè)操作過(guò)程都能記錄為視頻保存下來(lái)以供回顧,在最后進(jìn)行評(píng)價(jià)并列出操作中所犯的錯(cuò)誤。在操作的過(guò)程中,還會(huì)在出現(xiàn)錯(cuò)誤操作時(shí)響起提示音,及時(shí)提醒學(xué)員糾正,以提高臨床操作的質(zhì)量以及效率。
2. 3 評(píng)估系統(tǒng)客觀評(píng)估學(xué)生的操作, 訓(xùn)練其正確性、高效性
系統(tǒng)自帶5套評(píng)估軟件。切削壓力評(píng)價(jià)系統(tǒng)在學(xué)生牙體預(yù)備時(shí)通過(guò)壓力傳感器隨時(shí)評(píng)估高速手機(jī)的工作情況,訓(xùn)練學(xué)生以恰當(dāng)?shù)那邢髁? 30～60 g)進(jìn)行牙體組織的磨切,以達(dá)到保護(hù)手機(jī)和避免過(guò)大壓力造成的局部產(chǎn)熱過(guò)高引起牙髓刺激。自動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)通過(guò)CCD攝像機(jī)設(shè)備等準(zhǔn)確記錄學(xué)員在進(jìn)行牙體預(yù)備時(shí)頭部、口鏡、手機(jī)、手臂等標(biāo)志點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡并綜合評(píng)分,能夠糾正學(xué)員的工作姿勢(shì),使學(xué)員養(yǎng)成良好的臨床操作習(xí)慣,提高工作效率和預(yù)防頸椎及腰背部疾病等職業(yè)性傷害。窩洞制備評(píng)估系統(tǒng)利用三維立體掃描裝置,將制備好的牙齒窩洞模型,通過(guò)高速的三維裝置掃描后,與預(yù)先設(shè)置好的標(biāo)準(zhǔn)窩洞輪廓進(jìn)行比較。計(jì)算機(jī)將對(duì)制備的窩洞進(jìn)行客觀地評(píng)分。評(píng)估內(nèi)容包括窩洞的外形輪廓和窩洞的深度評(píng)估。將操作者的窩洞洞形與預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)窩洞進(jìn)行比較后,用不同的顏色來(lái)標(biāo)記。評(píng)估窩洞的外形輪廓時(shí),過(guò)度制備的地方用紅色表示,不足的地方用藍(lán)色表示;評(píng)估窩洞的深度時(shí),紅色部分顯示比標(biāo)準(zhǔn)窩洞的淺的部分,藍(lán)色則相反。
在最后的評(píng)語(yǔ)中,還會(huì)根據(jù)洞形的不足之處,給予相應(yīng)的建議和改進(jìn)。根管制備評(píng)估系統(tǒng),通過(guò)內(nèi)置攝像頭評(píng)估學(xué)生的根管制備是否到達(dá)正確深度。肩臺(tái)制備評(píng)估系統(tǒng)可以為肩臺(tái)預(yù)備邊緣連續(xù)性、預(yù)備體的形態(tài)和光滑程度、預(yù)備量、邊緣的寬度和位置、聚合角度、肩臺(tái)的外形和角度等多個(gè)因素給出評(píng)分。與教師制備的標(biāo)準(zhǔn)肩臺(tái)的數(shù)據(jù)差異越大則表示學(xué)員的得分越低。
3 仿真模擬系統(tǒng)的教學(xué)效果
目前,我們已在仿真模擬系統(tǒng)上開(kāi)設(shè)多項(xiàng)實(shí)驗(yàn),包括口腔頜面外科學(xué)的口腔頜面外科學(xué)基本操作、牙拔除術(shù)、膿腫切開(kāi)引流術(shù)、牙間結(jié)扎、牙槽骨修整術(shù),牙體牙髓病學(xué)的洞型制備和墊基充填、牙齒髓腔預(yù)備,根管制備,種植學(xué)的種植模型操作等。通過(guò)口腔7 年制學(xué)生00～05級(jí)5屆學(xué)生的逐步應(yīng)用,大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高,同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估對(duì)自己的真實(shí)水平也有了客觀了解。為了了解與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果比較,調(diào)查了經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)教學(xué)后進(jìn)入臨床實(shí)習(xí),然后又回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行仿真模擬系統(tǒng)下繼續(xù)訓(xùn)練的40名00級(jí)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的反饋,同時(shí)調(diào)查了使用此系統(tǒng)的所有實(shí)驗(yàn)帶教10名教師對(duì)系統(tǒng)的反饋。結(jié)果表明,學(xué)生在學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)習(xí)效率、對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)同度等方面和教師在教學(xué)體驗(yàn)、教學(xué)效率、對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)同度等方面的平均分都超過(guò)了3分(贊同) ,說(shuō)明系統(tǒng)被師生的普遍接受和肯定。
4 本系統(tǒng)的不足及解決途徑
4. 1 仿真模擬系統(tǒng)的不足
(1) 教師能力。全新的系統(tǒng)教學(xué)要教師首先克服以往在臨床上沒(méi)有客觀評(píng)估造成的一些不規(guī)范的工作習(xí)慣;全進(jìn)口的設(shè)備和軟件需要教師進(jìn)行整體培訓(xùn);日方根據(jù)日本實(shí)驗(yàn)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)需要兼?zhèn)渑R床教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)能力的教師進(jìn)行改進(jìn)和完善。雖然我院已邀請(qǐng)日方技術(shù)人員對(duì)教師進(jìn)行培訓(xùn)并派教師赴日專項(xiàng)學(xué)習(xí)后對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一些完善, 仍存在因?yàn)橹R(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)屏蔽等無(wú)法解決的技術(shù)難題。
(2) 制備評(píng)估系統(tǒng)的有限性。窩洞制備評(píng)估系統(tǒng)目前只是在有限的幾個(gè)牙位可以進(jìn)行評(píng)估。第一磨牙的評(píng)估可以開(kāi)展。其系統(tǒng)自帶的只是上頜第一磨牙Ⅰ類洞形評(píng)估模塊,通過(guò)摸索、比對(duì)和反復(fù)調(diào)整,制作了Ⅱ類洞形的評(píng)估模塊。但是,在Ⅱ類洞形的細(xì)節(jié)部分的評(píng)估尚有不足,如鳩尾峽部、齦壁、軸壁、梯的位置設(shè)計(jì)等等。另外,上頜中切牙有相應(yīng)的掃描夾具,由于牙齒大小、體積不同,制作標(biāo)準(zhǔn)窩洞模塊時(shí),沒(méi)有相應(yīng)的參考模式,原準(zhǔn)備在上頜中切牙制作Ⅲ類和Ⅴ類洞形評(píng)估模塊,試驗(yàn)多次未果。其他牙位沒(méi)有相應(yīng)的掃描夾具,無(wú)法建立評(píng)估模塊。肩臺(tái)制備評(píng)估系統(tǒng)由于標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)差異較大,無(wú)法使用。
(3) 成本較高。發(fā)達(dá)國(guó)家的口腔醫(yī)療市場(chǎng)比較成熟,牙醫(yī)職業(yè)收入高且穩(wěn)定,并在社會(huì)上有較高的地位,高等口腔醫(yī)學(xué)教育被普遍認(rèn)同為精英教育。模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)多數(shù)需要學(xué)生額外付費(fèi)。如德國(guó),雖然目前的高等教育不收學(xué)費(fèi),但口腔醫(yī)學(xué)的學(xué)生許多練習(xí)需要的器械和耗材得自己花錢。國(guó)內(nèi)使用的系統(tǒng)配套耗材、模型等依賴進(jìn)口,而且許多模型屬于一次性使用,完成所有仿真試驗(yàn)項(xiàng)目,平均達(dá)到2 500 元/學(xué)生,為了降低成本,有的項(xiàng)目只能2名學(xué)生共同操作,這是目前此系統(tǒng)無(wú)法大面積推廣的最大障礙。
4. 2 解決上述問(wèn)題的途徑
(1) 在醫(yī)師繼續(xù)教育培訓(xùn)中,應(yīng)加強(qiáng)師資隊(duì)伍教學(xué)理念與技能的培訓(xùn),造就一支教學(xué)理念先進(jìn)、教學(xué)意識(shí)強(qiáng)的骨干教師隊(duì)伍,充分發(fā)揮臨床教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用。通過(guò)長(zhǎng)期、連續(xù)的培養(yǎng)過(guò)程, 培養(yǎng)相應(yīng)的仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)素質(zhì)。
(2) 學(xué)校和國(guó)內(nèi)相應(yīng)技術(shù)企業(yè)應(yīng)建立合作關(guān)系,共同加速開(kāi)發(fā)適應(yīng)中國(guó)口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)和耗材,減少進(jìn)口依賴。
(3) 口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)院校應(yīng)加大對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)費(fèi)投入,同時(shí)鑒于單個(gè)院校開(kāi)發(fā)成本過(guò)高,可以通過(guò)加強(qiáng)交流合作,共同開(kāi)發(fā)改進(jìn)此系統(tǒng)后進(jìn)行資源共享,共同提高教學(xué)水平,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的高效使用率。
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