王凱利，任家銀，唐 蓓，鄭廣寧，王 虎，劉 莉，游 夢

四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，成都 610041

“口腔頜面影像診斷學(xué)”是口腔醫(yī)學(xué)的一門重要的基礎(chǔ)課程，是連接口腔臨床醫(yī)學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的一門橋梁學(xué)科。該課程教學(xué)內(nèi)容包括成像原理、放射生物學(xué)與輻射防護(hù)、拍片基本技術(shù)與臨床適應(yīng)證、正常影像閱片，以及常見疾病的影像學(xué)診斷[1]。在傳統(tǒng)的影像實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)中存在以下難題亟待解決：

首先，目前的口腔影像設(shè)備已經(jīng)不局限于以往的牙片機(jī)和全景機(jī)，超聲、錐形束CT、螺旋CT、核磁共振等均已應(yīng)用于口腔臨床檢查。機(jī)器成像原理復(fù)雜、自動(dòng)化程度高，臺套數(shù)有限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式多以單臺設(shè)備下的演示性實(shí)驗(yàn)和醫(yī)院參觀為主，醫(yī)學(xué)影像教學(xué)質(zhì)量難以得到有效的保障[2]。其次，醫(yī)患關(guān)系矛盾日益凸顯，這種現(xiàn)狀要求學(xué)生在進(jìn)入臨床實(shí)踐前必須盡可能熟練地掌握各個(gè)設(shè)備的拍攝方法[3]。但是，牙片機(jī)、全景機(jī)、錐形束CT、螺旋CT等放射性檢查技術(shù)涉及輻射安全問題，學(xué)生不能在人體上進(jìn)行拍攝訓(xùn)練。第三，影像診斷課程與口腔臨床課程息息相關(guān)、相輔相成。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課也不能進(jìn)行真實(shí)病例的分析訓(xùn)練，缺乏還原真實(shí)診療場景的浸入式學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)入臨床后，難以將影像學(xué)檢查應(yīng)用到對臨床真實(shí)患者的診療中，進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)后往往存在檢查方法的適應(yīng)證選擇欠佳、閱片困難、漏診誤診等問題[4]。因此，需要在臨床實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)中給學(xué)生提供更真實(shí)、更先進(jìn)的模擬環(huán)境進(jìn)行各種操作技巧和病例分析的訓(xùn)練。

醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是依托多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對象的新型教學(xué)方式[3]。該教學(xué)方法可以打破時(shí)空局限性，不受場地、器械的限制，學(xué)生可以反復(fù)訓(xùn)練，且不增加實(shí)驗(yàn)成本，極大地拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容和空間，為學(xué)生提供了真正的“開放性教學(xué)環(huán)境”[5-6]。為解決口腔影像教學(xué)中存在的難題，教研室設(shè)計(jì)了口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，以期為本科生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。該研究通過分析參與虛擬仿真實(shí)訓(xùn)本科生的學(xué)習(xí)效果及學(xué)習(xí)反饋，評價(jià)此系統(tǒng)的教學(xué)價(jià)值及應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)簡介

口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)將仿真拍攝與實(shí)例影像圖像相結(jié)合，將技術(shù)與診斷相結(jié)合，模擬臨床實(shí)際工作場景，學(xué)生可以通過該平臺進(jìn)行根尖片、全景片、CBCT、螺旋CT的拍攝訓(xùn)練及臨床典型病例的診斷學(xué)習(xí)。該系統(tǒng)共分為四個(gè)模塊(如圖1所示)：基礎(chǔ)知識、拍攝訓(xùn)練、影像閱片、病例實(shí)訓(xùn)。

圖1 口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目界面

基礎(chǔ)知識模塊(如圖2所示)包括根尖片拍攝方法及原理、全景片拍攝方法及原理、CBCT拍攝方法及原理、螺旋CT拍攝方法及原理。每一個(gè)模塊又分為設(shè)備認(rèn)知、拍攝原理、拍攝方法、臨床應(yīng)用。

圖2 基礎(chǔ)知識模塊選擇界面

拍攝訓(xùn)練模塊(如圖3所示)包括根尖片、全景片、頭影測量側(cè)位片、CBCT、螺旋CT的整個(gè)拍攝流程訓(xùn)練。拍攝流程訓(xùn)練包括接診、核對申請單、放射防護(hù)設(shè)備的選擇、病變擺位、設(shè)備操作、影像拍攝等五個(gè)部分。學(xué)生需依次按照所提示內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，以模擬放射技師為患者拍片的全過程。最后，學(xué)生通過得分細(xì)則了解訓(xùn)練過程中的錯(cuò)誤操作，并可進(jìn)行反復(fù)的強(qiáng)化練習(xí)。

圖3 拍攝訓(xùn)練模塊

影像閱片模塊包含兩個(gè)部分：第一部分是影像學(xué)圖片，包括每項(xiàng)拍攝技術(shù)的正常影像及臨床常見疾病的影像圖片；第二部分為閱片測試，學(xué)生可通過選擇題的形式進(jìn)行自我測試。

病例實(shí)訓(xùn)模塊(如圖4所示)提供了12個(gè)臨床上典型病例的診療過程，包括前牙外傷、前牙中齲、后牙深齲、后牙根尖周炎、后牙牙根折裂、智齒冠周炎、化膿性頜骨骨髓炎、下頜骨骨折、頜面部多發(fā)性骨折、含牙囊腫、成釉細(xì)胞瘤、下頜下腺結(jié)石。診療過程包括問診、臨床檢查、選擇影像學(xué)檢查方式、拍攝流程、診斷部分。學(xué)生需依次按照提示內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，模擬臨床上患者診療的全過程，通過闖關(guān)式的學(xué)習(xí)得出最終得分。根據(jù)得分細(xì)則，學(xué)習(xí)正確的診療過程。

圖4 病例實(shí)訓(xùn)模塊(病例：右下頜智齒冠周炎)

1.2 授課對象及方法

該虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)首次應(yīng)用于本科教學(xué)課程中，授課對象為2017級八年制本科生30人?？谇活M面影像課程教學(xué)計(jì)劃包括16學(xué)時(shí)的理論課與16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，其中實(shí)驗(yàn)課包括1學(xué)時(shí)的設(shè)備參觀以及15學(xué)時(shí)的電腦閱片。在設(shè)備參觀環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的授課方式為教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀影像科常用設(shè)備，并講解設(shè)備拍攝原理及拍攝步驟，即“圍觀式學(xué)習(xí)”，參觀結(jié)束，實(shí)習(xí)課結(jié)束。虛擬仿真項(xiàng)目實(shí)施后，學(xué)生可以先通過系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識模塊鞏固理論知識，然后進(jìn)行拍攝訓(xùn)練，在虛擬平臺上操作每一臺設(shè)備，完成所有的拍攝步驟。在電腦閱片實(shí)習(xí)中，傳統(tǒng)的授課方式為學(xué)生在電腦上讀片，教師隨時(shí)解答學(xué)生疑問。應(yīng)用虛擬仿真項(xiàng)目后，學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度選擇相應(yīng)的典型病例，將影像診斷與臨床實(shí)踐相結(jié)合，做到知識的融會(huì)貫通，培養(yǎng)正確的思維模式。課后學(xué)生也可隨時(shí)登錄口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真平臺進(jìn)行影像閱片學(xué)習(xí)與反復(fù)的病例訓(xùn)練。通過對拍攝流程及診療流程的關(guān)鍵步驟賦分，教師及學(xué)生可以了解各環(huán)節(jié)分步驟的得分及總分，其中36牙根尖片的拍攝訓(xùn)練、全景片的拍攝訓(xùn)練、典型病例一(36牙根尖周炎)與典型病例二(48牙智齒冠周炎)的得分作為過程性考核成績，學(xué)生可以反復(fù)訓(xùn)練，納入最高得分。

1.3 教學(xué)效果評價(jià)

教學(xué)結(jié)束后，通過系統(tǒng)使用情況及成績分析，以及自制調(diào)查問卷，了解學(xué)生對該系統(tǒng)的滿意度，內(nèi)容包括對系統(tǒng)整體使用體驗(yàn)及使用價(jià)值的評價(jià)、系統(tǒng)各個(gè)模塊是否有助于對理論知識的理解等。

2 結(jié)果

2.1 口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用情況及成績分析

30名學(xué)生對納入過程性考核的部分共進(jìn)行了437次訓(xùn)練，總用時(shí)5275 min，平均每人每個(gè)項(xiàng)目訓(xùn)練的次數(shù)為3.64次，用時(shí)12 min。所有學(xué)生通過反復(fù)訓(xùn)練，取得了所有測試項(xiàng)目的滿分。具體結(jié)果如表1所示。

表1 口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真平臺的使用情況

2.2 問卷調(diào)查結(jié)果

共有29名學(xué)生完成了問卷調(diào)查，結(jié)果如表2所示。所有學(xué)生認(rèn)為該系統(tǒng)操作不復(fù)雜，約45%的學(xué)生認(rèn)為操作非常簡單。對于該系統(tǒng)及其每個(gè)模塊的使用價(jià)值，學(xué)生均給予肯定，且69%的學(xué)生認(rèn)為該系統(tǒng)非常有使用價(jià)值。93.1%的學(xué)生表示愿意在臨床實(shí)習(xí)前通過該系統(tǒng)進(jìn)行崗前培訓(xùn)，近90%的學(xué)生對此次教學(xué)改革表示滿意。同時(shí)，部分學(xué)生也給出了建議，希望可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的流暢性，適當(dāng)美化建模人物形象，并在影像閱片部分增加圖片標(biāo)注。

表2 問卷調(diào)查內(nèi)容及結(jié)果

3 討論

虛擬仿真技術(shù)已逐步應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域。在醫(yī)學(xué)影像方面，部分院校已將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)。這些項(xiàng)目主要集中在螺旋CT[7]及超聲方面。實(shí)驗(yàn)平臺通過形象生動(dòng)的操作畫面，真實(shí)地模擬了常規(guī)設(shè)備的工作原理和操作過程，部分還結(jié)合了臨床病例分析，靈活運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和虛擬技術(shù)來輔助教學(xué)，改善了教學(xué)效果[7-9]。

“口腔頜面醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)”既是口腔醫(yī)學(xué)的分支學(xué)科，同時(shí)又是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的一部分?？谇会t(yī)師在掌握臨床技能的同時(shí)，還須掌握影像拍攝與影像診斷知識?？谇会t(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真系統(tǒng)根據(jù)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求，設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)知識、拍攝訓(xùn)練、影像閱片、病例實(shí)訓(xùn)四個(gè)模塊，將理論與實(shí)踐、影像拍攝與臨床病例分析有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)能極大滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求的平臺。

基礎(chǔ)知識模塊包括設(shè)備的拍攝原理及拍攝步驟，不僅有課本上的理論知識，還有影像醫(yī)師總結(jié)的拍攝技巧。另外，構(gòu)建虛擬的照片室環(huán)境與設(shè)備，讓學(xué)生提前認(rèn)識設(shè)備，熟悉照片室環(huán)境。影像閱片模塊包含正常影像與常見疾病的影像圖片、閱片測試。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生往往只能在實(shí)驗(yàn)課自行閱讀影像圖片，但是課程時(shí)間有限，課后也無法及時(shí)復(fù)習(xí)[10]。該模塊與實(shí)驗(yàn)課相補(bǔ)充，突破了時(shí)間和地域的限制，更好地利用了學(xué)生的課余時(shí)間[11]，另外閱片測試也便于學(xué)生在課下學(xué)習(xí)和自我檢測。86.2%的學(xué)生表示會(huì)在操作訓(xùn)練前通過基礎(chǔ)知識與影像閱片模塊鞏固理論知識。拍攝訓(xùn)練模塊通過構(gòu)建虛擬場景，結(jié)合規(guī)范的操作訓(xùn)練，為學(xué)生提供真實(shí)、先進(jìn)的模擬環(huán)境以進(jìn)行各種臨床操作技巧的訓(xùn)練，給臨床實(shí)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有效地避免倫理與輻射問題[12]。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在一個(gè)絕對安全的環(huán)境下開展，可以消除學(xué)生的心理顧慮，降低操作失誤所帶來的人身設(shè)備安全事故的發(fā)生[13]。因此，93.1%的學(xué)生表示該模塊非常有助于其對拍攝技巧的訓(xùn)練。病例實(shí)訓(xùn)模塊模擬真實(shí)的口腔醫(yī)療場景，通過情景式教學(xué)，場景化和具有沉浸感的演練和操作，展示完整的臨床診療思路與影像學(xué)檢查過程，使學(xué)生能夠身臨其境，充分體驗(yàn)臨床診斷思路與影像操作過程，達(dá)到實(shí)地實(shí)物教學(xué)的類似效果，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中理論與實(shí)踐脫節(jié)的不足。

口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)是基于問題、案例的自主式、探究式學(xué)習(xí)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)基本框架呈線性流程遞進(jìn)，同時(shí)在關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟上設(shè)置選擇以及錯(cuò)誤選擇下的負(fù)性后果，將教、學(xué)、練、考、評貫徹到每個(gè)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)趣味性和互動(dòng)性，對學(xué)生而言具有挑戰(zhàn)度。同時(shí)，學(xué)生可以在完成練習(xí)后查看練習(xí)分步驟得分情況，及時(shí)獲得個(gè)人學(xué)習(xí)成績，進(jìn)行有針對性的復(fù)習(xí)和練習(xí)，通過表1數(shù)據(jù)可以看出，每個(gè)學(xué)生經(jīng)過反復(fù)的訓(xùn)練，均取得滿分的成績。

虛擬仿真平臺不僅適用于口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還適用于臨床實(shí)習(xí)前的崗前培訓(xùn)[14]?？谇会t(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真系統(tǒng)包含完整的知識與訓(xùn)練體系，學(xué)生可在進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)前復(fù)習(xí)理論知識，反復(fù)訓(xùn)練拍片技巧。崗前培訓(xùn)結(jié)束后，通過口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行考核，考核通過后，學(xué)生才能進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)。93.1%的學(xué)生表示愿意在臨床實(shí)習(xí)前通過該系統(tǒng)進(jìn)行崗前培訓(xùn)，進(jìn)一步提高自己的操作能力，減少醫(yī)患矛盾的發(fā)生。另外，口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真系統(tǒng)還可以面向所有畢業(yè)后再教育的口腔專業(yè)規(guī)培生[15]、進(jìn)修生以及短期培訓(xùn)班使用，有助于全面提升口腔醫(yī)師在醫(yī)療以及醫(yī)技崗位的綜合能力。

4 結(jié)束語

口腔醫(yī)學(xué)影像檢查虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是已報(bào)道的首個(gè)應(yīng)用于口腔影像教學(xué)的虛擬仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)借助虛擬仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)特定的教學(xué)功能，改進(jìn)了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，其教學(xué)效果獲得了師生的認(rèn)可與好評，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提升。但是，目前該系統(tǒng)僅應(yīng)用于口腔八年制教學(xué)，樣本量小，使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題有限，應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大使用范圍，更加全面地了解該系統(tǒng)的不足，不斷完善其使用效果，提高口腔臨床教學(xué)質(zhì)量。