王雨薇，劉寅冬，朱宇弛，劉孝宇，劉 顯，包崇云，王 了

(1.四川大學(xué) 華西口腔醫(yī)院口腔頜面外科，四川 成都 610041；2.四川大學(xué) 華西口腔醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心，四川 成都 610041)

口腔頜面外科門診實習(xí)是口腔醫(yī)學(xué)生臨床理論和技能學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是學(xué)生跟隨老師出門診，通過現(xiàn)場觀摩及實踐操作，加深對口腔頜面外科知識的理解，訓(xùn)練操作技能。然而，頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)生理解起來十分困難。同時，由于口腔頜面部空間的限制，外科手術(shù)不可能允許太多學(xué)生進行現(xiàn)場觀摩，且在觀摩過程中具體操作的方法和意義常不能被學(xué)生觀察和理解。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能滿足口腔頜面外科學(xué)門診教學(xué)的需要[1-3]。

拔牙為口腔頜面外科門診的常規(guī)工作，拔除阻生及埋伏牙的情況十分常見。阻生牙是指由于鄰牙、骨或軟組織的阻礙，只能部分萌出或完全不能萌出，且以后也不能萌出的牙；其中，完全埋伏于黏膜下或骨內(nèi)稱為埋伏牙[4]。骨內(nèi)埋伏牙拔除的難點在于定位和暴露，強調(diào)術(shù)前的精準(zhǔn)定位及阻力分析。通過設(shè)計適當(dāng)?shù)酿す悄ぐ?，去除軟組織阻力，充分暴露手術(shù)野；翻瓣后根據(jù)骨質(zhì)覆蓋牙面的情況，決定去骨部位和量；分牙的主要目的是解除鄰牙阻力，減小骨阻力；當(dāng)鄰牙阻力解除，骨阻力在一定程度上解除后，根據(jù)情況選擇適用的牙挺，插入牙周間隙，使牙完全脫位[4-6]。此類牙拔除術(shù)對術(shù)者經(jīng)驗要求高，學(xué)生常無法清晰的認(rèn)識牙齒阻生的方位并理解牙拔除的方法；技術(shù)難度大，術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險高，不適合學(xué)生通過大量實踐操作訓(xùn)練技術(shù)；因此教學(xué)效果較差。

計算機輔助技術(shù)在創(chuàng)傷、腫瘤、正頜外科領(lǐng)域中，已有較廣泛的應(yīng)用。利用計算機軟件可進行術(shù)前手術(shù)設(shè)計與模擬，結(jié)合計算機輔助設(shè)計與制造(computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM)技術(shù)可制作仿真模型和外科導(dǎo)板，輔助手術(shù)方案設(shè)計及演示，提高了臨床教學(xué)與實踐的效果[7-10]。目前，上述計算機輔助技術(shù)在口腔頜面外科門診臨床教學(xué)中的應(yīng)用尚未見報道。本研究擬將計算機輔助技術(shù)引入阻生及埋伏牙拔除術(shù)的臨床教學(xué)過程中，以幫助學(xué)生更有效地進行阻生及埋伏牙的病情分析和手術(shù)方案設(shè)計，提高教學(xué)效果。

1 方法

1.1 術(shù)前手術(shù)模擬與CAD/CAM技術(shù)制作仿真模型及示教導(dǎo)板

選擇右側(cè)上頜埋伏阻生尖牙一例作為教學(xué)實例。

拍攝頜面部螺旋CT(Philips MX 16-slice/MX16EVO)并讀取DICOM數(shù)據(jù)。層厚為1mm，圖像間隔0.5mm。藻酸鹽取模灌制上下頜牙列超硬石膏模型，應(yīng)用光學(xué)模型掃描儀(3Shape R900)獲取石膏模型上的牙列和黏膜信息，以STL格式保存。利用Mimics17.0及3-matic Medical9.0(Materialise)軟件三維重建上頜骨、上頜牙列、擬拔除牙齒及切牙管等重要解剖結(jié)構(gòu)，并使掃描模型與三維重建模型配準(zhǔn)融合，最終生成全信息化模型。利用該模型進行擬拔除牙的阻力分析，制定拔牙的具體方案：包括翻瓣、去骨的方向和范圍，分牙方式及牙齒脫位方向等。

根據(jù)拔牙方案進行示教導(dǎo)板的設(shè)計，每套導(dǎo)板均包括定位導(dǎo)向板及固位板兩部分。設(shè)計定位導(dǎo)向板的內(nèi)輪廓以指示翻瓣、去骨的范圍，并在其上設(shè)計引導(dǎo)溝以指示器械去骨及分牙的方向。將三維重建信息化模型及設(shè)計完成的示教導(dǎo)板以STL格式傳輸?shù)?D打印機(3D Systems Pro-jet 3510SD)進行加工制作，建模材料VisiJet M3 Crystal，支撐材料VisiJet S300 。

1.2 利用全信息化模型、仿真模型、示教導(dǎo)板進行埋伏牙拔除術(shù)教學(xué)

選擇14名本科實習(xí)學(xué)生作為教學(xué)對象。所有學(xué)生均接受過牙及牙槽外科章節(jié)的常規(guī)理論教學(xué)，均未參加過復(fù)雜埋伏牙拔除相關(guān)的培訓(xùn)或?qū)嵺`。抽簽隨機分為2組，每組7人。

學(xué)生閱讀患者病歷，初步了解患者的基本情況。

實驗組：學(xué)生利用Mimics17.0軟件生成的全信息化模型進行觀察和測量，明確患牙阻生的方位及其與鄰近重要結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系。隨后進行小組討論，分析患牙阻力并提出可能的拔牙方案。帶教老師在全信息化模型上演示手術(shù)過程，并讓學(xué)生仔細(xì)觀察仿真模型，依次將翻瓣、去骨、分牙導(dǎo)板固位于仿真模型牙列上，模擬手術(shù)操作的過程。老師指出存在的問題并進行總結(jié)。

對照組：讓學(xué)生先自行閱讀患者的螺旋CT圖像并進行測量，了解阻生的方位及其與鄰近重要結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，想象患牙區(qū)的立體解剖結(jié)構(gòu)。隨后進行小組討論，分析阻力并提出可能的拔牙方案，老師指出存在的問題并進行總結(jié)。

最后，兩組學(xué)生在觀看帶教老師主刀的患牙拔除視頻后，進行問卷調(diào)查(表1)。每項調(diào)查內(nèi)容按1-5共5個級別打分(1完全不符-5完全符合)。應(yīng)用SPSS19.0進行統(tǒng)計分析。

表1 計算機輔助技術(shù)應(yīng)用于多生、阻生及埋伏牙拔除教學(xué)的效果問卷評估

表1(續(xù)表)

2 結(jié)果

應(yīng)用計算機軟件生成的全信息化模型能夠清晰直觀地顯示擬拔除埋伏尖牙阻生的方位及其與鄰牙、鄰近重要解剖結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，如圖1所示。

(a)牙未見萌出

(b)計算機軟件生成的全信息化模型：可見13牙完全骨埋伏，牙根偏頰側(cè)，牙冠偏腭側(cè)，位于11、12牙根之間

利用計算機軟件進行手術(shù)模擬并設(shè)計出在不同階段(包括：翻瓣、去骨、分牙階段)應(yīng)用的示教導(dǎo)板，如圖2所示。

(a)拔牙方案：標(biāo)示1為設(shè)計的去骨、分牙導(dǎo)向線，標(biāo)示2、3為模擬的分牙效果

(b)翻瓣導(dǎo)板：虛線所示為黏膜切開的部位，導(dǎo)向板內(nèi)輪廓指示翻瓣的范圍

(c)去骨導(dǎo)板：箭頭所示為引導(dǎo)溝，導(dǎo)向板內(nèi)輪廓指示去骨的范圍

(d)分牙導(dǎo)板：箭頭所示為引導(dǎo)溝，沿兩側(cè)引導(dǎo)溝的連線(即虛線方向)進行分牙

將示教導(dǎo)板依次固位于仿真模型牙列上進行手術(shù)操作模擬，如圖3所示。

(a)固位板

(b)翻瓣導(dǎo)板

(c)去骨導(dǎo)板：虛線箭頭示引導(dǎo)溝，虛線示導(dǎo)向板內(nèi)輪廓上緣

(d)分牙導(dǎo)板：虛線箭頭示引導(dǎo)溝，虛線方向示分牙方向

問卷結(jié)果如表2所示：兩組學(xué)生均認(rèn)為所經(jīng)歷的教學(xué)方式能有效幫助其對于拔除患牙整個流程的理解和掌握。實驗組學(xué)生對于擬拔牙區(qū)解剖結(jié)構(gòu)的理解更好，全信息化模型、仿真模型及示教導(dǎo)板輔助的術(shù)前模擬與臨床實踐操作能很好的匹配，有指導(dǎo)意義。

表2 調(diào)查問卷結(jié)果

表2(續(xù)表)

3 討論

3.1 有利于學(xué)生直觀了解術(shù)區(qū)解剖結(jié)構(gòu)

口腔頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)受投照角度的影響，存在不同程度的圖形失真、變形和結(jié)構(gòu)重疊；螺旋CT及CBCT實現(xiàn)了三維成像，但仍需依賴空間想象力及經(jīng)驗從在二維斷層圖像中分析以理解術(shù)區(qū)的立體解剖結(jié)構(gòu)[11]?？谇活M面外科門診工作中，需要拔除的患牙情況復(fù)雜多變，特別是阻生及埋伏牙，其埋伏的部位、方向、深度及其本身的形態(tài)、與周圍骨質(zhì)的粘連程度、與鄰牙及鄰近重要解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系等都影響了拔牙方法的選擇，因此術(shù)前的精確定位尤為重要。

應(yīng)用計算機軟件可以通過選擇不同的閾值，對螺旋CT圖像中不同灰度的組織分別進行重建，并將重建的三維模型與石膏模型掃描的黏膜、牙列信息配準(zhǔn)融合，生成全信息化模型。生成的全信息化模型能夠清晰的顯示患牙的位置，并對其與鄰牙牙根和鄰近重要解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行全面而準(zhǔn)確的評估。學(xué)生可以利用計算機軟件任意的旋轉(zhuǎn)、縮放三維立體圖像，通過改變透明度直觀觀察完全骨內(nèi)埋伏的患牙，并可選擇感興趣的一個或幾個組織單獨觀察及測量。此外，打印的仿真模型的材料VisiJet M3 Crystal是一種半透明的堅硬塑料，能夠直觀展示頜骨形態(tài)及潛在于頜骨內(nèi)部的解剖結(jié)構(gòu)。全信息化模型及仿真模型彌補了X射線平片、常規(guī)CT橫斷面圖像及傳統(tǒng)的石膏模型的不足，能夠顯著提高教學(xué)效果。

3.2 有利于幫助學(xué)生理解掌握阻生及埋伏牙等復(fù)雜牙拔除術(shù)的手術(shù)原則和方法

阻生及埋伏牙等復(fù)雜牙拔除的關(guān)鍵在于患牙的定位和去除阻力。精確定位患牙后，進行阻力分析，具體包括軟組織阻力、骨阻力、鄰牙阻力分析，制定拔牙的具體方案：包括手術(shù)入路的選擇，翻瓣、去骨的方向和范圍，分牙方式及牙齒脫位方向等?！拔?chuàng)拔牙”的一般原則是盡量減少翻瓣的創(chuàng)傷及最有效去骨，保存重要的解剖結(jié)構(gòu)[5-12]。Mimics17.0軟件可以將不同灰度的組織分別進行重建，可以任意軸向和角度旋轉(zhuǎn)，有利于在設(shè)計手術(shù)方案時選擇去骨及分牙的最佳方向；利用其切割功能能夠模擬去骨及分牙，能夠向?qū)W生直觀展示選擇此種分牙方式的原因及分牙完成的結(jié)果；利用其消除功能能夠模擬牙齒脫位。

目前，已有的可置入仿頭模中進行訓(xùn)練的成品下頜阻生牙拔除訓(xùn)練模型，采用的制作材料可以很好的模擬術(shù)區(qū)局部軟硬組織的位置和質(zhì)地，獲得良好的操作真實感，但為標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，與臨床上復(fù)雜多變的情況存在較大差距，無法訓(xùn)練學(xué)生靈活運用基本原理解決實際問題的能力[13]。本研究中結(jié)合具體病例制作的仿真模型及示教導(dǎo)板能夠作為補充，學(xué)生通過明確設(shè)計翻瓣、去骨導(dǎo)板內(nèi)輪廓形態(tài)、范圍、方向及分牙導(dǎo)板分牙方向的原因，能夠加強阻生及埋伏牙等復(fù)雜牙拔除術(shù)手術(shù)原則和方法的實際應(yīng)用能力。

3.3 符合以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)教學(xué)法和以案例為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)教學(xué)法相結(jié)合的新型教學(xué)模式

PBL(problem based learning)教學(xué)法是指以問題為基礎(chǔ)，學(xué)生為主體，教師為導(dǎo)向，以小組討論的方式進行教學(xué)的方式；而CBL(case based learning)教學(xué)法則是以臨床實際病例為切入點，結(jié)合理論和實際應(yīng)用，以啟發(fā)性為主要模式進行教學(xué)。PBL和CBL教學(xué)法相結(jié)合，能夠?qū)⒗碚撝R以臨床實踐的形式展現(xiàn)出來，提高學(xué)生靈活運用的能力[2]。本研究基于具體病例建立數(shù)字化和實體模型，帶習(xí)老師引導(dǎo)學(xué)生進行小組討論，符合PBL教學(xué)法和CBL相結(jié)合的新型教學(xué)模式，增強了學(xué)生理解掌握理論知識后解決實際問題的能力，能夠提高教學(xué)效果。

3.4 局限性

此仿真模型只能展示牙、頜骨及黏膜的形態(tài)，不能反映不同組織的不同性質(zhì)，與真實情況存在差距，可進一步結(jié)合成品阻生牙拔除訓(xùn)練模型及其他動物模型，進行具體的切開、翻瓣、去骨、分牙、縫合等實操練習(xí)。

4 結(jié)束語

將計算機輔助技術(shù)應(yīng)用于口腔頜面外科實習(xí)教學(xué)中，與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，更有利于學(xué)生直觀了解術(shù)區(qū)解剖結(jié)構(gòu)，促進學(xué)生對于阻生及埋伏牙等復(fù)雜牙拔除術(shù)的手術(shù)原則和方法的理解掌握。同時，本研究符合PBL教學(xué)法和CBL相結(jié)合的新型教學(xué)模式，能夠增強學(xué)生解決實際問題的能力，提高了教學(xué)效果，有較好的教學(xué)應(yīng)用前景。