鄭文馨 鄭曉丹 潘夏薇 羅小安 李奇琛 陳相宇

1.廈門醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系，福建廈門 361023；2.廈門醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院正畸一科，福建廈門 361008

2022 年12 月教育部副部長(zhǎng)吳巖做了《以數(shù)字化轉(zhuǎn)型引領(lǐng)高等教育高質(zhì)量發(fā)展》的報(bào)告，提出“技術(shù)賦能教育，教育塑造未來”，構(gòu)建數(shù)字化轉(zhuǎn)型全球高等教育共同體，推動(dòng)數(shù)字化育人模式創(chuàng)新，培育高等教育新形態(tài)。近年來口腔數(shù)字化技術(shù)廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)臨床和教學(xué)中。2019 年，教育部《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)得到了大力支持[1]。虛擬仿真和數(shù)字化軟件憑借其便捷性、可重復(fù)性逐漸應(yīng)用到國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)中[2-4]。

口腔解剖生理學(xué)是口腔醫(yī)學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究牙齒、口腔、頜面等部位的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其生理功能的一門學(xué)科[5-6]。以廈門醫(yī)學(xué)院為例，對(duì)照培養(yǎng)應(yīng)用型本科口腔醫(yī)學(xué)人才的定位，口腔解剖生理學(xué)教學(xué)重難點(diǎn)為恒牙解剖外形、牙列、與頜位的掌握及應(yīng)用。因此課程組研究建設(shè)數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)，裝載豐富的3D 離體牙教學(xué)資源，提高課程數(shù)字化程度及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)的建設(shè)

1.1 收集有效離體牙

本項(xiàng)目在廈門醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院等實(shí)踐基地協(xié)助下，患者知情同意后收集300 顆冠根完整、解剖標(biāo)志明顯的有效離體牙。

1.2 處理消毒離體牙

將有效離體牙放入稀釋比例為1∶270 多酶清洗劑（工作溫度50～55 ℃、配置時(shí)間3 h 以內(nèi)），浸泡1 h后用超聲清洗機(jī)進(jìn)行清洗預(yù)消毒；使用超聲波潔牙機(jī)去除離體牙表面色素和結(jié)石，自然晾干[7]。

1.3 生成數(shù)字化離體牙數(shù)據(jù)

將滅菌后的離體牙用3Shape 口腔數(shù)字化掃描儀標(biāo)準(zhǔn)化第三代（3Shape TRIOS）掃描牙體外形。使用EXOCAD DENTAL 3.0 軟件編輯圖像并導(dǎo)出為“.html”格式（圖1）。按照“切牙類、尖牙類、前磨牙類、磨牙類”進(jìn)行分類歸納。

圖1 數(shù)字化離體牙（15、17）各面解剖形態(tài)圖

1.4 錄入數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)軟件平臺(tái)

根據(jù)課程需求設(shè)計(jì)數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)軟件框架（圖2），并委托軟件公司開發(fā)。本軟件設(shè)計(jì)了教師端與學(xué)生端，兼容電腦、手機(jī)、平板等設(shè)備。軟件交付后，團(tuán)隊(duì)將數(shù)字化離體牙數(shù)據(jù)導(dǎo)入教師端，再次核對(duì)牙位并標(biāo)注其解剖特點(diǎn)便于查找；錄入配套習(xí)題，分類組建題庫(kù)；導(dǎo)入學(xué)生信息分班管理。

圖2 數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)軟件框架結(jié)構(gòu)

2 數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 教師端

教師可將本軟件用于課堂教學(xué)，隨時(shí)調(diào)閱離體牙資源，真實(shí)反映牙齒解剖外形特點(diǎn)（圖3）；可按不同組別牙齒特點(diǎn)進(jìn)行講解、對(duì)比和總結(jié)；可建設(shè)理論知識(shí)和數(shù)字化離體牙模型題庫(kù)，用于練習(xí)或測(cè)試，及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果，便于對(duì)知識(shí)掌握情況進(jìn)行系統(tǒng)地分析。

圖3 數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)課堂使用場(chǎng)景

2.2 學(xué)生端

學(xué)生可用數(shù)據(jù)庫(kù)中的離體牙資源進(jìn)行學(xué)習(xí)（圖4）。通過三維旋轉(zhuǎn)、放大縮小、顏色改變、亮度調(diào)節(jié)等功能，實(shí)現(xiàn)多角度觀察分析學(xué)習(xí)離體牙解剖形態(tài)（圖5）；師生還能通過本軟件進(jìn)行互動(dòng)討論，及時(shí)幫助學(xué)生解決自學(xué)過程中遇到的難點(diǎn)，提高了學(xué)習(xí)效率。

圖4 學(xué)生端模型練習(xí)界面

圖5 數(shù)字化離體牙不同顏色比較

3 討論

3.1 數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)豐富了課程資源

現(xiàn)用教材人民衛(wèi)生出版社《口腔解剖生理學(xué)》[5]第8 版插圖為牙素描圖，二維黑白圖形無法充分展示牙齒細(xì)節(jié)及各面銜接結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有解剖學(xué)軟件如3Dbody 多以計(jì)算機(jī)建模牙標(biāo)準(zhǔn)解剖形態(tài)，形態(tài)刻板，細(xì)節(jié)呈現(xiàn)度差[8-12]。有院校使用X 線或CBCT 設(shè)備生成斷面或三維影像并運(yùn)用3D 打印技術(shù)重現(xiàn)牙齒或骨結(jié)構(gòu)，但牙齒的色彩亮度等無法還原[2,13-14]。而數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)是運(yùn)用3Shape 口腔掃描儀的優(yōu)勢(shì)，可放大牙齒細(xì)微結(jié)構(gòu)并還原其真實(shí)色彩和亮度，且可調(diào)整明暗對(duì)比觀察牙尖、窩等細(xì)節(jié)。此外每組牙均收錄了10 顆以上正常和異常形態(tài)的數(shù)字化離體牙。以備注形式標(biāo)注牙齒特點(diǎn)便于查找。豐富的數(shù)字化離體牙資源更貼近教學(xué)需求，解決了教材文字描述枯燥難懂的問題，更能鍛煉學(xué)生對(duì)比分析的臨床思維能力。

3.2 數(shù)字化離體牙解決了傳統(tǒng)資源短缺的問題

口腔解剖生理學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)資源為解剖圖譜、頭顱模型、離體牙、頭面部尸體標(biāo)本等[15-16]。離體牙主要來源于重度牙周病、正畸治療、阻生牙的拔除。隨著人民口腔保健意識(shí)和口腔預(yù)防水平的提高，前牙、磨牙類牙齒的收集越發(fā)困難；微創(chuàng)拔牙技術(shù)的成熟應(yīng)用，拔除后的牙齒完整度降低。導(dǎo)致了形態(tài)結(jié)構(gòu)正常、無磨耗的離體牙收集難度提高，且存在醫(yī)患關(guān)系等問題；高年級(jí)學(xué)生口腔臨床試驗(yàn)操作消耗了離體牙，牙數(shù)量入不敷出[17]。因此，數(shù)字化技術(shù)手段在一定程度上對(duì)離體牙起到了搶救性保護(hù)的作用，使這些離體牙可以永久保存且反復(fù)使用。

3.3 數(shù)字化離體牙提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

口腔解剖生理學(xué)教學(xué)內(nèi)容繁雜抽象，牙體解剖結(jié)構(gòu)微觀細(xì)致，每顆牙都存在個(gè)體差異性，學(xué)生學(xué)習(xí)需要高水平的三維空間感知能力[18-19]。數(shù)字化離體牙逼真新穎，便于學(xué)生多角度、全方位地觀察牙齒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和增齡性變化特點(diǎn)，有較強(qiáng)的感官刺激，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的鉆研精神，有助于學(xué)生解剖知識(shí)體系的構(gòu)建與記憶，提高了學(xué)習(xí)效果[20]。突破時(shí)空限制，學(xué)生可以在學(xué)生端重復(fù)查看和練習(xí)，便捷使用，其常見形態(tài)和異常形態(tài)對(duì)于口腔解剖初學(xué)者是很好的資源。

3.4 為口腔醫(yī)學(xué)臨床課程提供數(shù)字化教學(xué)資源

數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)亦可運(yùn)用于其他課程。口腔修復(fù)學(xué)中全冠制作、嵌體修復(fù)等；牙體牙髓病學(xué)中開髓術(shù)、窩洞制備等；口腔頜面外科學(xué)中拔牙術(shù)等均需要學(xué)生對(duì)牙齒形態(tài)有充分的了解[21-22]。數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)可為這些課程提供豐富的臨床資源和良好的素材積累，以課程內(nèi)容結(jié)合數(shù)字化離體牙引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行案例分析，培養(yǎng)學(xué)生臨床思維，提高崗位勝任力。亦可借助3D 打印技術(shù)精度高、能滿足個(gè)性化需求等優(yōu)點(diǎn)，使用Solido SD300 快速成型機(jī)，將離體牙批量打印，解決實(shí)驗(yàn)課中離體牙數(shù)量缺乏，同質(zhì)化考核材料等問題[23-26]。

4 結(jié)語

綜上，數(shù)字化智慧牙解系統(tǒng)豐富了廈門醫(yī)學(xué)院國(guó)家級(jí)一流本科課程口腔解剖生理學(xué)的教學(xué)資源。構(gòu)建使用便捷、數(shù)量豐富的數(shù)字化離體牙資源庫(kù)，在一定程度上優(yōu)化了教學(xué)模式，提高了學(xué)習(xí)效果，驅(qū)動(dòng)了教學(xué)改革，為口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新提供新的思路和途徑，以此項(xiàng)目建設(shè)成果獲得了第二屆福建省高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)的優(yōu)異成績(jī)。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。