張 斌，王春燕，牛 林，李蘊(yùn)聰，汪 鵬

西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院:1教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心;2口腔修復(fù)科，西安 710004

口腔醫(yī)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的臨床學(xué)科，學(xué)生只有通過大量的基本技能訓(xùn)練，才能將理論轉(zhuǎn)化為臨床操作能力。口腔仿真頭模的仿真設(shè)計(jì)顯著縮小了實(shí)驗(yàn)室與臨床之間的差距，使學(xué)生在臨床實(shí)習(xí)前掌握一些基本的臨床操作技能，從而實(shí)現(xiàn)從理論學(xué)習(xí)到臨床實(shí)習(xí)間的順利過渡［1］。示教是仿真頭模實(shí)驗(yàn)課的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的示教方式是學(xué)生分散在教師實(shí)驗(yàn)臺周圍觀看教師操作，由于口腔操作的視野較小，造成只有教師和少數(shù)的幾個(gè)學(xué)生能看到操作視野，大部分學(xué)生無法看到完整的示教操作，使教學(xué)效果大打折扣［2］。學(xué)生如果不能將教師的操作要領(lǐng)深刻領(lǐng)會，隨后的具體實(shí)驗(yàn)需要教師反復(fù)的糾正和指導(dǎo)。

隨著口腔實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，目前國內(nèi)多個(gè)院校的仿真頭模實(shí)驗(yàn)課逐漸放棄圍觀式示教方式，采用多媒體技術(shù)。西安交通大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院先后引進(jìn)了兩種不同的多媒體示教系統(tǒng)，文章結(jié)合近年來的應(yīng)用情況，探討不同示教方式對仿真頭模實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的作用。

1 仿真頭模多媒體示教系統(tǒng)的類型與特點(diǎn)

根據(jù)視頻采集的方式不同，仿真頭模多媒體示教系統(tǒng)分為內(nèi)置式和外置式兩種方式。除了圖像采集、傳輸、還原和教師的示教操作相協(xié)調(diào)一致，具有醫(yī)學(xué)診斷級別的高清晰度外，在設(shè)備配置、圖像演示方式等方面有一定的差異。兩種不同示教類型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。

圖1 兩種仿真頭模多媒體示教系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.1 內(nèi)置式多媒體示教系統(tǒng)

內(nèi)置式多媒體示教系統(tǒng)由教師端主體系統(tǒng)和學(xué)生仿生頭模操作臺上的電腦組成實(shí)驗(yàn)教學(xué)局域網(wǎng)。該系統(tǒng)可將操作要點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、典型病例通過網(wǎng)絡(luò)在學(xué)生機(jī)播放，消除了學(xué)生圍觀示教的弊端。

教師端的設(shè)置一般由服務(wù)器、教學(xué)軟件、圖像采集等系統(tǒng)組成。主機(jī)采用IBM700服務(wù)器，要求具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，使采集來的圖像能迅速傳遞給子機(jī)，圖像延遲應(yīng)在1 s以內(nèi)，以保證教師講解內(nèi)容與學(xué)生機(jī)圖像的同步;凌波多媒體教學(xué)軟件可將教師的電子課件、影像資料、操作圖像以及典型圖像講解等實(shí)時(shí)發(fā)送至學(xué)生課桌電腦，并具有教師點(diǎn)名、遠(yuǎn)程遙控等功能。

圖像采集系統(tǒng)采用類似牙刷樣的微型攝像頭，由實(shí)驗(yàn)課助手手持著將主講教師在頭?？谇粌?nèi)的示教操作過程、操作結(jié)果等實(shí)時(shí)視頻通過服務(wù)器傳遞給學(xué)生機(jī)。另外，微型攝像頭的手柄部位有攝影功能的按鈕，可將典型操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果拍成圖片并固定畫面，通過CDR圖形圖像軟件處理，有利于主講教師詳細(xì)講解;而畫面圖片還可在電腦中保存成實(shí)驗(yàn)課資料。教師的操作講解和學(xué)生的疑問通過音頻耳麥互動。

1.2 外置式多媒體示教系統(tǒng)

外置式多媒體示教系統(tǒng)是將具體實(shí)驗(yàn)操作通過放置在口腔外的數(shù)字化示教系統(tǒng)，教師的操作視頻實(shí)時(shí)采集后通過投影儀及幕布播放，學(xué)生在自己的仿真頭模操作實(shí)驗(yàn)臺上集中觀看的示教方式。

以蘇州協(xié)晟的外置式DV200型口腔示教系統(tǒng)為例，整個(gè)由可移動主機(jī)和外置式示教機(jī)頭、視頻信號采集系統(tǒng)及輔助結(jié)構(gòu)組成，其主要功能在示教機(jī)頭。示教機(jī)頭與仿真頭模治療系統(tǒng)的照明頭燈臂對接，置有高清晰度的攝像頭和影像采集系統(tǒng)，既可實(shí)時(shí)演示示教操作，示教機(jī)頭的LED照明燈也起到口腔內(nèi)操作時(shí)的照明功能。

示教機(jī)頭的大臂長度650 mm，衡臂長度660 mm，機(jī)頭旋轉(zhuǎn)角度350°、俯仰角度180°，可從口外拍攝到牙列的各個(gè)部位。示教機(jī)頭主要功能由示教頭上的操控面板控制，示教頭距離口腔的最佳距離為500 mm±50 mm，可通過變焦鍵調(diào)整圖像的大小，并通過操作臂上的調(diào)焦鍵調(diào)節(jié)圖像的清晰度。操控面板上設(shè)置二級菜單，調(diào)節(jié)逆光、白平衡，等，并有圖像旋轉(zhuǎn)、黑白切換等功能，對于口腔上下頜牙列的不同角度以及實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牟煌馁|(zhì)造成的圖像變化可隨時(shí)調(diào)整。

2 仿真頭模實(shí)驗(yàn)示教效果的影響因素

仿真頭模實(shí)驗(yàn)課的示教目的是通過學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的模仿，進(jìn)而達(dá)到對臨床操作的模仿。由于口腔范圍和離體牙標(biāo)本太小，如果學(xué)生不能看清及掌握操作要點(diǎn)，將導(dǎo)致在親自操作時(shí)不得要領(lǐng)，出現(xiàn)操作失誤(如側(cè)穿、底穿、器械折斷，等)，造成浪費(fèi)。同時(shí)，教師又不得不在學(xué)生操作時(shí)重復(fù)講解和示教，工作強(qiáng)度加大，教學(xué)效率下降，甚至出現(xiàn)課時(shí)不夠用的現(xiàn)象［3］。

學(xué)生對教師實(shí)驗(yàn)操作的觀察與模仿體現(xiàn)在兩個(gè)方面:

2.1 視野與圖像構(gòu)成

口腔內(nèi)視野的大小體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是局部視野，在操作中，表現(xiàn)為單個(gè)牙齒從某個(gè)角度看到的圖像。如從側(cè)方觀察牙齒頰、舌面的圖像和從牙冠正上方觀察到的牙頜面乃至牙髓腔、根管口的圖像，等;一個(gè)是整體視野，如相鄰牙齒之間、牙齒與牙列乃至上下頜牙列之間相互關(guān)系的圖像構(gòu)成，等。對兩種不同觀察視野的理解是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)掌握程度的重要因素。

2.2 圖像的觀察角度

在口腔臨床操作中，醫(yī)師能否在合理的觀察視野和操作角度下進(jìn)行臨床操作是取得治療質(zhì)量的關(guān)鍵。由于受到口裂大小的限制，醫(yī)師一方面通過調(diào)整患者的頭位和自己的體位取得最佳的觀察視野;另一方面通過口鏡的鏡面反射取得局部治療牙齒的視野，從而調(diào)整操作器械的位置和角度。多媒體攝像頭對手術(shù)視野的觀察角度直接影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的理解和掌握，這也是衡量多媒體示教系統(tǒng)性能的重要因素［4］。

3 多媒體示教系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容

西安交大口腔醫(yī)學(xué)院仿真頭模實(shí)驗(yàn)課一共開展24個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，占實(shí)驗(yàn)大綱整個(gè)臨床課程部分近40%。主要分布于《口腔修復(fù)學(xué)》、《牙體牙髓病學(xué)》、《牙周病學(xué)》、《兒童口腔醫(yī)學(xué)》等口腔臨床課程。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的性要求將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基本型、提高型和研究創(chuàng)新型三個(gè)層面［5］。近年來結(jié)合實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢Σ煌膶?shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取了相對應(yīng)的示教方式(如表1所示)。

表1 不同仿真頭模實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目的示教方式應(yīng)用

3.2 多媒體示教系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

內(nèi)置式示教系統(tǒng)的攝像頭伸入在頭?？谇粌?nèi)，圖像清晰度高，圖像采集的角度不受口裂的阻礙，由教學(xué)助手靈活掌握;但焦距受到空間狹小的影響，圖像以局部視野為主。因此，多應(yīng)用于《口腔內(nèi)科學(xué)》中以單顆牙的局部治療為主的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如洞型制備與充填、開髓術(shù)和根管治療術(shù)，等。在拍攝時(shí)實(shí)驗(yàn)助手要注意拍攝角度與操作教師觀察角度的一致性，特別是對教師口鏡反射觀察角度的運(yùn)用，而操作教師要時(shí)常觀看顯示屏圖像與自己的差異，提醒助手調(diào)整，并在操作講解中加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)圖像和觀察角度的理解(如圖2所示)。

圖2 內(nèi)置式仿真頭模示教系統(tǒng)應(yīng)用

外置式示教系統(tǒng)攝像頭視點(diǎn)與照明燈視點(diǎn)相一致，圖像受到口裂和操作器械的阻礙，雖可通過旋轉(zhuǎn)臂調(diào)整拍攝角度，但與操作教師的視點(diǎn)不易協(xié)調(diào);調(diào)焦范圍大，圖像清晰度稍低于內(nèi)置式;示教機(jī)頭可由教師像臨床調(diào)整光源一樣方便完成，如果選擇口外的拍攝角度與醫(yī)師的臨床觀察角度接近，且圖像以整體視野為主，對于操作細(xì)節(jié)可通過調(diào)焦放大畫面。外置式示教系統(tǒng)比較適合于《口腔修復(fù)學(xué)》中注重與鄰牙相關(guān)的基牙制備，特別是多個(gè)牙齒單位如固定橋基牙制備等需整體觀察的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(如圖3所示)。

圖3 外置式仿真頭模示教系統(tǒng)應(yīng)用

4 存在的問題及解決思路

4.1 多媒體示教系統(tǒng)的局限性

對于需要關(guān)注整個(gè)仿真頭模協(xié)調(diào)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，雖然是由經(jīng)驗(yàn)豐富的教師示教，多媒體示教系統(tǒng)往往只能照顧到“點(diǎn)”，不能照顧到“面”，或剛好相反［6］，在應(yīng)用中有一定的局限性。如口腔基本術(shù)式訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，涉及體位、頭位調(diào)整，口鏡牽拉、握持治器械操作與腳控開關(guān)，等，同時(shí)隨著治療部位和程度的變化而要適當(dāng)調(diào)整。而《牙周病學(xué)》的“齦上潔治術(shù)”和“齦下刮治術(shù)”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，往往涵蓋了口腔整個(gè)牙列的6個(gè)區(qū)段和不同牙面的操作，術(shù)者的體位與操作位置、潔牙器械的放置和角度、術(shù)者的支點(diǎn)方式等在整個(gè)操作過程中不斷的變化［7］。

隨著口腔醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)建立內(nèi)、外兼?zhèn)涞碾s交式多媒體示教系統(tǒng)，將口腔內(nèi)、外多個(gè)圖像通過兼容性處理，與教師的講解思路相匹配后播放，這需要一個(gè)整體的專業(yè)團(tuán)隊(duì)完成［8］。在條件不允許的情況下，可采用圍觀式示教，要相對投入一定的人力物力，適當(dāng)增加示教教師的數(shù)量，將學(xué)生分成5-7人以內(nèi)的實(shí)驗(yàn)小組，系統(tǒng)性的操作和詳細(xì)的示教會顯著提高實(shí)驗(yàn)課效果。

4.2 加強(qiáng)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)

口腔多媒體示教系統(tǒng)的運(yùn)行與管理，涉及到口腔醫(yī)學(xué)、教學(xué)科研及網(wǎng)絡(luò)信息工程技術(shù)等跨學(xué)科領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)教師多由臨床醫(yī)師承擔(dān)，很難長期穩(wěn)定的從事教學(xué)工作，教師在示教時(shí)往往根據(jù)自己的臨床經(jīng)驗(yàn)來安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，對仿真頭模的教學(xué)特點(diǎn)缺乏充分的認(rèn)識。為此，應(yīng)針對承擔(dān)口腔臨床醫(yī)學(xué)仿真頭模實(shí)驗(yàn)課的授課教師和參與教學(xué)的研究生，進(jìn)行仿真頭模實(shí)驗(yàn)課培訓(xùn)，以掌握仿生頭模特異性信息技術(shù)的應(yīng)用［9］，充分將臨床實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。

針對口腔教學(xué)的發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)專門的仿真頭模多媒體教學(xué)技術(shù)人員［10］。該技術(shù)人員既要具有口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)背景，又能熟練掌握各種仿真頭模示教系統(tǒng)的操作，能將每個(gè)實(shí)驗(yàn)課的專業(yè)要求、操作重點(diǎn)、主講教師的講解思路等完美的展示給學(xué)生，避免或減少視頻視點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)操作者視點(diǎn)之間的不一致性。

綜上所述，多媒體示教系統(tǒng)應(yīng)用于口腔仿真頭模實(shí)驗(yàn)教學(xué)，具有一定的優(yōu)越性。將多媒體技術(shù)與不同的口腔實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相結(jié)合，造就一支教學(xué)理念先進(jìn)、教學(xué)意識強(qiáng)的骨干教學(xué)隊(duì)伍，才能不斷提高仿真頭模實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

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