導語：如何才能寫好一篇對口腔數(shù)字化技術(shù)的認識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：口腔修復(fù)學 口腔醫(yī)學教學 虛擬口腔教學 CAD/CAM

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（a）-0175-02

口腔修復(fù)學是一門理論性、實踐性較強的口腔臨床科學，近年來，隨著計算機技術(shù)、數(shù)字化義齒加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)開辟了全新的口腔修復(fù)治療模式，推動口腔修復(fù)治療向著更加精確、簡便、高效、高仿真和有效恢復(fù)生理功能的方向發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為未來口腔醫(yī)學的發(fā)展方向之一。在口腔醫(yī)學本科生教學階段利用數(shù)字化手段開展數(shù)字化實踐教學，是順應(yīng)新時期下教學發(fā)展和完善教學內(nèi)容的必然趨勢。研究人員應(yīng)用虛擬口腔教學系統(tǒng)（Computerized Dental Simulator，CDS-100）結(jié)合CAD/CAM技術(shù)對口腔修復(fù)學實驗教學進行教學改革，實現(xiàn)冠橋修復(fù)體從牙體預(yù)備―印模制取―修復(fù)設(shè)計―義齒制作的全程數(shù)字化教學，對數(shù)字化教學系統(tǒng)在口腔修復(fù)固定義齒實踐教學中的應(yīng)用進行了初步探索。

1 數(shù)字化虛擬口腔教學系統(tǒng)在固定義齒實驗教學中的應(yīng)用

1.1 固定義齒全程數(shù)字化教學的教學過程

研究人員根據(jù)固定義齒的臨床制作過程，將數(shù)字化教學內(nèi)容分解為以下兩個步驟。

1.1.1 牙體預(yù)備的數(shù)字化教學與評估

登錄CDS-100系統(tǒng)后，首先進行課程選擇，在牙位選擇及定位校正后，系統(tǒng)顯示手機、車針、基牙預(yù)備狀態(tài)的同步3D影像，即可模擬臨床環(huán)境開始牙體預(yù)備，在牙體預(yù)備過程中可進行車針的選擇及更換。通過與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的牙體預(yù)備標準相對比，學生可實時對牙體預(yù)備準確性進行過程評估。操作完成后，CDS-100可對操作過程和操作結(jié)果進行分數(shù)評估，該系統(tǒng)還具備過程的存儲記錄及回放功能，有助于學生復(fù)習操作過程，提高實驗室教學質(zhì)量。

1.1.2 數(shù)字化印模制備、義齒設(shè)計與加工

牙體預(yù)備完成后，研究人員使用KaVo掃描系統(tǒng)（ARCTICA Autoscan）掃描工作及對頜模型，制備數(shù)字化印模，利用KaVo multiCAD設(shè)計軟件對修復(fù)體進行3維設(shè)計，該系統(tǒng)能通過易于操作的菜單導航引導初學者完成修復(fù)體設(shè)計，設(shè)計流程包括：確定邊緣線―就位道設(shè)計―內(nèi)冠設(shè)計―雕刻解剖形態(tài)。設(shè)計完成后，使用CAM系統(tǒng)（ARCTICA Engine）五軸向研磨儀切削加工修復(fù)體，最后在結(jié)晶爐內(nèi)燒結(jié)完成氧化鋯全瓷修復(fù)體。

1.2 數(shù)字化教學效果評估

為評估數(shù)字化虛擬口腔教學系統(tǒng)在固定義齒實驗教學中的應(yīng)用效果，選取應(yīng)用數(shù)字化教學的同濟大學口腔醫(yī)學院2013級本科生為研究組，對照組為傳統(tǒng)教學方法的2012級本科學生，對課堂作業(yè)成績進行了比較分析，研究組的課堂作業(yè)成績（92.28±2.56）明顯高于對照組成績（89.56±2.02），P

2 討論

2.1 數(shù)字化驗教學的可行性與優(yōu)越性

牙體預(yù)備作為最重要的一項口腔修復(fù)學教學內(nèi)容，其教學手段已經(jīng)從早期的“圍觀式”教學過渡到仿真頭顱模型系統(tǒng)教學，仿真頭顱模型系統(tǒng)雖然提高了修復(fù)學教學質(zhì)量，但在操作技能培訓中的標準化、實時反饋及客觀評價功能上仍有不足。CDS是專門為口腔醫(yī)學生臨床訓練所設(shè)計的虛擬教學設(shè)備，由空間定位系統(tǒng)、互動式模擬實境系統(tǒng)、教學評分系統(tǒng)和三維虛擬技術(shù)組成。該系統(tǒng)軟件可用于口腔修復(fù)學、口腔內(nèi)科學及口腔種植學的實驗教學，如冠橋預(yù)備、窩洞制備、開髓術(shù)、種植手術(shù)導航等。Urbankova等[1]研究發(fā)現(xiàn)，CDS訓練有助于識別需要教學干預(yù)的學生，CDS早期訓練不僅能顯著提高學生的臨床操作技能，而且能節(jié)省教師的教學時間。研究人員應(yīng)用數(shù)字化口腔虛擬教學系統(tǒng)（CDS-100）開展了全程數(shù)字化固定義齒修復(fù)的教學實踐，發(fā)現(xiàn)CDS-100系統(tǒng)在牙體預(yù)備教學中的優(yōu)點主要有：（1）教學過程標準化；（2）實時評估和反饋；（3）操作過程可記錄、存儲及回放；（4）三維示教和引導。

CAD/CAM技術(shù)在修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用主要涉及固定義齒、全口義齒、可摘局部義齒幾個部分?？烧植苛x齒及全口義齒的數(shù)字化修復(fù)仍處于實驗研究階段，尚未在臨床推廣，而固定義齒的CAD/CAM制作已經(jīng)取得了較好的臨床修復(fù)效果。有學者[2]報道，椅旁CAD/CAM系統(tǒng)制作的修復(fù)體，5年成功率為97%，10年成功率達90%以上。因此，先行開展固定義齒修復(fù)的全程數(shù)字化實驗室教學，培養(yǎng)學生數(shù)字化修復(fù)臨床技能，積累教師的數(shù)字化教學經(jīng)驗，有較強的現(xiàn)實意義。筆者學院為滿足數(shù)字化教學需要，已購置1套KaVo Everest 系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個集數(shù)字化信息采集、數(shù)字化設(shè)計及制作為一體的CAD/CAM系統(tǒng)，能夠用于全瓷修復(fù)體的嵌體、貼面、全冠、冠橋基底冠或支架的加工和設(shè)計。研究人員將CDS-100與CAD/CAM系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)冠橋修復(fù)體從牙體預(yù)備―印模制取―修復(fù)設(shè)計―義齒制作的全程數(shù)字化教學，改善了傳統(tǒng)實驗教學模式，提高了學生的課堂作業(yè)成績。

2.2 底只教學結(jié)合PBL教學法的優(yōu)越性

PBL（Problem-Based Learning）教學方法是以問題為導向的教學方法，是基于現(xiàn)實世界的以學生為中心的先進教學模式，PBL實驗教學法適合應(yīng)用于數(shù)字化教學系統(tǒng)中。3D數(shù)字化虛擬教學不僅能創(chuàng)建一個清晰、立體的教學環(huán)境，幫助學生對修復(fù)抽象理論的理解，而且能對教學內(nèi)容進行即時反饋及實時評估，進而激發(fā)學生的學習興趣，提高學生自主學習能力。Schwindling等[3]學者比較了常規(guī)觀看教學視頻與小組實踐CAD/CAM模塊軟件的教學效果，結(jié)果顯示CAD/CAM組對知識掌握情況明顯好于常規(guī)組，利用CAD軟件制作單冠，更有利于學生對數(shù)字化義齒設(shè)計知識的掌握。筆者在教學中利用CDS-100&CAD的圖像處理系統(tǒng)，將牙體預(yù)備及義齒設(shè)計的過程轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖像，學生通過電腦屏幕直觀、逼真地看到牙體的預(yù)備及冠設(shè)計過程，并且可以利用軟件工具進行基牙軸壁角度、就位道方向、肩臺寬度等的測量，從而對牙體預(yù)備標準有了深刻認識。利用3D虛擬技術(shù)的實時評估功能，學生可以隨時將自己的操作細節(jié)與標準數(shù)字化模型比對，不需要依賴教師的指導，學生就能對操作過程中的錯誤環(huán)節(jié)進行自我改進，從而提高了學生的自我評價及自主學習能力。數(shù)字化教學模式符合PBL 實驗教學法的教學特點，學生在完成教學過程中，及時發(fā)現(xiàn)并提出新的問題，可返回到問題的初始狀態(tài)，教學的重點及難點在反復(fù)循環(huán)之后得到理解和鞏固。

目前，3D虛擬教學還不能夠完全替代傳統(tǒng)教學模式及教學內(nèi)容，數(shù)字化教學只是一種先進的教學手段。隨著教學理念的更新與數(shù)字化醫(yī)學的發(fā)展，如何將先進的教學理念與數(shù)字化教學手段相結(jié)合，保證口腔醫(yī)學畢業(yè)生滿足現(xiàn)代醫(yī)學模式的要求，仍需深入探討。總之，以學生為中心，積極開展數(shù)字化教學實踐，提高學生的科學素養(yǎng)和臨床能力，是口腔修復(fù)學實驗教學改革的重要內(nèi)容。

參考文獻

[1] Urbankova A.Impact of computerized dental simulation training on preclinical operative dentistry examination scores[J].Dent Educ， 2010，74（4）：402-409.

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【關(guān)鍵詞】：三維重建；口腔科學；教學

口腔科學是整個醫(yī)學的一部分，是影像專業(yè)本科的一門專業(yè)必修課，主要研究牙體、牙周及頜面軟、硬組織的疾病，以及這些疾病與全身疾病的關(guān)系，并對其進行預(yù)防和治療的一門臨床學科。由于目前我國還沒有專門的口腔影像專業(yè)，因此，一部分影像專業(yè)的學生畢業(yè)后會從事專門的口腔放射工作，這就需要口腔專業(yè)的相關(guān)知識，因此口腔科學的教學就顯得尤為重要。針對影像專業(yè)而言，口腔科學的教學目的主要是通過課程的教學，使學生全面了解口腔頜面部的解剖結(jié)構(gòu)及X線的診斷特點、口腔頜面部的投照技術(shù)及正常X線表現(xiàn)以及口腔頜面部的常見病，等。為了使學生在有限的學時內(nèi)掌握相應(yīng)的口腔知識，提高教學質(zhì)量，達到理想的教學效果，為學生提供從事口腔放射工作所必需的口腔基礎(chǔ)知識，筆者在傳統(tǒng)教學方法基礎(chǔ)上，考慮到影像專業(yè)的性質(zhì)，從CBCT圖像入手，將三維重建技術(shù)應(yīng)用到口腔科學的教學中，對提高學生的學習興趣和學習效果起到了良好的促進作用。

1三維重建資料的獲得

錐形束CT（conebeamCT，CBCT）主要用于口腔頜面部的檢查，它與傳統(tǒng)的螺旋CT相比具有圖像精確、掃描速度快、劑量小、偽影少等優(yōu)點［13］，目前在口腔臨床上已廣泛使用。筆者分別選取該院臨床患者正常的CBCT圖像和伴有齲病、牙周病、阻生牙、多生牙等牙齒病變的CBCT圖像進行三維重建，具體如下：

1．1正常數(shù)據(jù)圖像

將未見明顯異常的CBCT圖像以DICOM格式導入Mimics三維重建軟件，根據(jù)頜骨和牙齒的性質(zhì)選擇適當?shù)拈撝?，分別重建出牙齒及上下頜骨［4］及重要的解剖結(jié)構(gòu)（如髁狀突、喙突等），以不同的顏色進行標記。

1．2病理數(shù)據(jù)圖像

將帶有缺損的齲壞牙齒、牙周病、各種類型的阻生牙及多生牙等常見口腔疾病的CBCT圖像導入Mimics軟件，根據(jù)定位的有病變的牙齒位置，利用菜單中的cropproject命令選擇病變區(qū)域，三維重建齲壞的牙齒、阻生牙及多生牙等個別牙齒的模型及伴有牙周病變的全口牙齒模型，這些模型分別用不同的顏色顯示，以示區(qū)分。在重建過程中錄制視頻資料，以便在教學中播放，目的是讓學生掌握相應(yīng)的重建方法，方便課后復(fù)習及學習。

2傳統(tǒng)教學資料的獲得

傳統(tǒng)教學法是指教師通過系統(tǒng)、細致的講解，使學生掌握大量知識的教學方法。教學資料的獲得以教材的插圖、掛圖、斷層標本為主，用多媒體教學方式向?qū)W生展示，這些資料共同特點均為二維資料。

3三維重建資料在口腔科學教學中的應(yīng)用

按照教學大綱要求，將傳統(tǒng)的教學模式與三維重建資料相結(jié)合，360°全方位立體向?qū)W生展示顱頜面部的正常解剖結(jié)構(gòu)，了解牙齒的組成、排列及功能作用，以及牙齒在頜骨內(nèi)的位置關(guān)系，再結(jié)合口腔臨床，講解臨床上常見的疾病，以及其在X線片上的表現(xiàn)。

3．1針對正常解剖結(jié)構(gòu)

①對于上頜骨的一體四突，用不同顏色分別重建出與之相接的額骨、顴骨及兩側(cè)上頜骨，通過分步顯示再整合，使學生真正理解一體四突的由來。利用顏色的刺激達到使學生記住解剖結(jié)構(gòu)的目的。②顳下頜關(guān)節(jié)（temporomandibularjoint，TMJ）是面部非常復(fù)雜的關(guān)節(jié)，對關(guān)節(jié)的前后斜面、關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)等的講解學生很難分清楚，通過對CBCT圖像的三維重建，360°全方位地對不同的部位可以分步展示，再配合CBCT對關(guān)節(jié)的不同剖面顯示，有助于學生更好地掌握TMJ的解剖形態(tài)。有了扎實的解剖知識作基礎(chǔ)，對理解顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病有很大幫助。

3．2針對異常病變結(jié)構(gòu)

①齲病是臨床發(fā)病率最高的口腔疾病，也是教學重點。通過對患有齲病牙齒的三維重建和正常牙齒的解剖對比，學生可以清楚地看到病變牙齒的缺損情況，很容易通過CBCT影像診斷出來。②智齒阻生在口腔臨床比較常見，也是臨床教學的重點。對于低位、中位、高位、近中阻生智齒，分別用不同顏色重建出各種類型的智齒與相鄰牙的三維模型，通過三維模型可以清晰地展示智齒與相鄰牙的關(guān)系，便于講解智齒的類型，更有助于學生理解和掌握，同時為臨床醫(yī)師拔除智齒提供幫助。這種直觀教學方式可方便學生理解，簡化教學過程。③牙周病也是臨床常見的口腔疾病。CBCT圖像經(jīng)三維重建后可以直觀地看到牙槽骨骨量，通過展示正常的牙齒及頜骨的三維重建模型，并和牙周患者的三維重建模型進行對比，可使學生清楚地看到患者牙槽骨的變化，對牙周病的理解更為具體，也方便教師講解，為牙周病的診斷和治療提供依據(jù)。④CBCT三維重建模型在埋伏牙的檢查和診斷方面也具有優(yōu)勢，它可以幫助醫(yī)師準確評估埋伏牙的狀態(tài)［5］、與鄰牙的關(guān)系及可能存在的牙根吸收，等。因埋伏牙在頜骨內(nèi)，傳統(tǒng)的二維圖像很難講解清楚，將CBCT三維重建資料應(yīng)用到埋伏牙的檢查和診斷教學中，學生可以通過三維圖像更直觀、方便、準確地對埋伏牙進行診斷，為口腔臨床的診療提供幫助?？傊?jīng)三維重建后的模型可以更直觀地向?qū)W生展示口腔頜面部正常解剖結(jié)構(gòu)及異常病變，對影像專業(yè)而言，更能直接了解口腔臨床疾病的特點，掌握其在X線下的表現(xiàn)，為以后的口腔放射工作打下基礎(chǔ)。

4結(jié)果

為了了解新教學方法的教學效果，對2015級學生（45人）與采用傳統(tǒng)教學方法的2014級學生（48人）的期末成績進行對比，兩組的考試內(nèi)容一致。同時對學生的學習效果和教學效果分別進行問卷調(diào)查，共發(fā)放調(diào)查問卷93份，回收93份，回收率100％。調(diào)查內(nèi)容包括對異常病變的掌握情況，以及增加學習興趣、加深知識理解、增強自主學習能力、教學滿意度等方面。

4．1期末成績對比

將2015級學生與采用傳統(tǒng)教學法教學的2014級學生的期末考試成績對比，2015級期末成績明顯高于2014級學生，差異有統(tǒng)計學意義（如表1所示）。表12015級學生與2014級學生期末成績比較組別人數(shù)期末成績（x±s，分）P2014級學生48（83．6±5．01）2015級學生45（87．6±6．51）＜0．01。

4．2調(diào)查問卷結(jié)果

4．2．1對學生學習效果調(diào)查對異常病變分別按掌握、基本掌握、了解及未掌握四個等級進行評分，分值分別為4、3、2、1。結(jié)果顯示，2015級學生對疾病的掌握情況明顯優(yōu)于2014級學生（P＜0．05），差異具有統(tǒng)計學意義（如表2所示）。表2應(yīng)用CBCT對異常病變結(jié)構(gòu)的學習效果統(tǒng)計常見病2015級（x±s，分）2014級（x±s，分）P齲病（3．67±0．48）（2．73±0．65）＜0．05牙周?。?．46±0．59）（2．94±0．53）＜0．05智齒（3．63±0．62）（2．95±0．52）＜0．05多生牙（3．81±0．39）（3．11±0．81）＜0．05其他（3．56±0．52）（3．05±0．41）＜0．054．2．2針對教學效果調(diào)查通過對增加學習興趣、加深知識理解、增強自主學習能力及教學滿意度方面進行調(diào)查，按好、較好、一般、差四個級別進行評分，分值為4、3、2、1。結(jié)果表明，無論從增加學習興趣、加深知識理解，自主學習能力及教學滿意度等方面2015級學生都明顯高于2014級學生（P＜0．05），差異有統(tǒng)計學意義（如表3所示）。

5討論

5．1三維重建模型在口腔科學教學中的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的教學方式采用教材插圖、掛圖、斷層標本進行學習，以多媒體教學的方式向?qū)W生展示，這些資料都是二維資料，而人體為三維結(jié)構(gòu)，學生在學習過程中需要經(jīng)過空間轉(zhuǎn)換才能完成對解剖結(jié)構(gòu)的認識，這就需要學生有很強的空間思維能力，有些結(jié)構(gòu)教師很難通過二維圖像向?qū)W生講解清楚，這些教學方式過于枯燥，很難提起學生的學習興趣。而與二維圖像相比，三維重建圖像具有較好的直觀性，解剖結(jié)構(gòu)的空間位置一目了然［6］，而且通過重建后的模型對不同的解剖結(jié)構(gòu)附加了不同的顏色顯示，這種視覺上的刺激更能吸引學生、方便學生化整為零地學習系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高學生的學習興趣。它既可優(yōu)化教師的教學過程，還可幫助學生直觀地理解并記憶各種解剖結(jié)構(gòu)，變抽象概念為形象生動的三維動畫。教師可以用簡單的動態(tài)變化過程幫助學生理解復(fù)雜的影像特征，配合CBCT的三維圖像，從各個不同的角度讓學生更充分地學習和理解正常的解剖結(jié)構(gòu)及其異常病變，充分調(diào)動學生自主學習和探索知識的積極性，提高了學生課堂參與的主動性。三維可視化模型隨著數(shù)字化影像技術(shù)的不斷進步，會越來越多地應(yīng)用于教學與科研中。學生通過三維重建，不僅可以更好地掌握正常的解剖結(jié)構(gòu)，牙齒的形態(tài)特點，增強學習的趣味性，而且掌握了三維重建方法，不受學習時間和學習進度的限制，自主地進行其他學科（如影像解剖學、影像診斷學，等）相關(guān)知識的學習，更好地理解人體的正常解剖結(jié)構(gòu)及異常病變，為其他學科的學習奠定基礎(chǔ)，從而滿足個性化學習的需求。

5．2三維重建模型在口腔教學中的不足

三維重建模型在口腔科學的教學中有著明顯的優(yōu)勢［78］，但是也存在著不足之處。例如：前期工作量巨大；圖像分割的工作需要人工干預(yù)，效率低等［6］。因為，CBCT圖像對于軟組織的顯示分界并不清晰，在重建過程中很難分割清楚，因此對于肌肉、筋膜等軟組織的重建效果欠佳［9］，故多用于硬組織的重建。因此，在教學中三維重建技術(shù)還需要配合傳統(tǒng)的教學手段，如掛圖，多媒體教學及人體標本等，取長補短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，以達到教學目的。

5．3三維重建教學方法對學生學習主動性的影響