虚实结合助力口腔临床技能培养

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发布时间：2022-03-18 15:23:18来源：管理员阅读：次

“今天UniDental给我的刮治操作才评了75分，看来我还得再练练。”“上回UniDental说我刮治角度有问题，我今天调整了一下，过关了！”这是北京大学口腔医学院2017级八年制学生课后的一段对话。
他们谈到的“UniDental”并不是带教老师，而是由北京大学口腔医学院侯建霞教授团队，在口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心的支持下，联合北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室，历经近二十年自主研发的“视听触多感觉反馈口腔虚拟仿真系统”。
在这个虚拟仿真操作系统中，不仅有经过专家校正的操作要点、评分标准，还有强大的全程记录功能，学生可以针对自己的操作“弱点”反复练习。此外，学生还可以通过系统构建的虚拟仿真典型病例，对诊治全流程进行“实习”，为今后接诊真实患者打下技术和心理基础。

打好基础 “手感”需要多维度培养

牙周炎是导致我国成年人“掉牙”的首位原因，而牙周病在我国患病率极高。第四次全国口腔健康流行病学调查的结果显示，我国35岁及以上人群中牙周健康率不足10%，90%的人需要持续、定期的牙周治疗和牙周维护。
如此庞大的人群需要牙周治疗和牙周维护，然而，我国大多数医学院校的牙周病学师资相对薄弱，现有教学模式较为单一且不具有可持续性及可重复性，缺乏可自我学习、实时交互评价的标准化、规范化手段，致使口腔医学生牙周基本技能训练不足。因此，在传统教学基础上，需要以研发带动教学模式的变革，从而提升医学生临床技能训练的效率和效果。
牙周实验教学是每一名口腔医学生本科阶段的必修课程。2001年和2007年，康军等医师分别将“球形牙洁治模型”及“仿头模联合全牙列仿真模型”引入牙周前期实习中，辅助传统的“离体牙石膏模型”，强化口腔医学生在牙周探诊、龈上洁治、龈下刮治、根面平整等关键牙周临床技能方面的训练，效果显著。
即便如此，由于实验教学学时有限，现有实验教学模式、模型相对局限，实习室的训练特点为短时、集中，教学、训练和考核环节依赖于指导教师的经验，难以量化和标准化，现有实验教学方式难以满足医学生在临床工作中的需求。短时间的实习训练难以让学生获得熟练的操作技能，且现有实验教学模型无法模拟实际临床中常见病例和疑难病例，导致学生在进入临床后，面对不同类型患者时容易紧张。
“能否开发一类适合实验教学的模型，满足医学生不依赖特定教师进行自主训练、自主考核、自主重复规范化训练的需求呢？”侯建霞教授最初的想法逐渐变成了现实。

医工结合让教学系统更“聪明”

早在2002年，北京大学口腔医院数字化研究中心的吕培军教授、王勇教授级高级工程师就察觉到，“力反馈”技术特别适合口腔医学生的实验教学。于是，他们率先从国外引进相关技术，与北京航空航天大学合作，研发可应用于口腔医学的训练系统原型。同时，结合口腔临床专业进行了广泛深入的调研，搭建了研发平台进行初步尝试。
在最初的研发过程中，耗费了团队很多精力和心思研究出来的初代系统，在试用中与临床真实操作的手感相比仍存在不小的差别。合作初期，不少临床医生知难而退，但是侯建霞坚持了下来。
一个很偶然的机会，当时还是主治医师的侯建霞结识了当时还是北京航空航天大学讲师的王党校。“开发新的系统要面对很多技术难题。明知很难，但我们还是坚持着一点一点探索。”侯建霞说。
从2002年到2013年，两支团队共研制出四代口腔虚拟现实手术模拟器的物理样机，突破了一个个技术难题。与国际同类系统相比，率先在同一个虚拟现实仿真操作过程中实现软、硬组织真实力反馈感受，完全模拟不同类型软组织不同程度的软组织形变，使得牙周操作的真实感、交互感更好。
研发期间，在北大口腔教改基金的资助下，侯建霞团队在不同水平临床医生、医学生中开展了用户实验，基于实验数据及用户反馈，不断迭代更新，于2015年形成了可稳定模拟牙周临床关键技能的虚拟仿真实验教学系统，即UniDental。这是国内首款口腔虚拟仿真操作训练系统，也是国际上首套牙周虚拟仿真实验教学系统，在多项技术、性能及功能方面独具特色。
虚拟仿真系统不仅成为学生实训的有力助手，更成为大一新生了解口腔实验教学、了解虚拟仿真的重要途径，成为激发不同年级医学生自主学习的便捷平台。相比传统的教学方法，虚拟仿真系统不仅提高了教学有效度，更增加了实习操作的趣味性。系统可以模拟实际临床中的常规病例和疑难病例，供学生反复练习。系统能记录所有操作数据、器械运动轨迹，实时评估、分析每个学生、每种技能训练的学习曲线及特点，并与后台提取和储存的专家数据比对，针对性地进行纠错训练。
经过近二十年的合作研发及近十年的应用，侯建霞教授团队的“视听触多感觉反馈口腔虚拟仿真系统在牙周操作培训中的应用”于2017年获批教育部示范性虚拟仿真实验教学项目，2018年被认定为首批国家虚拟仿真实验教学项目，2020年被认定为国家级虚拟仿真实验教学一流课程。在新冠肺炎疫情期间，以此系统为基础，团队还开发了基于互联网、先进仿真技术的在线虚拟仿真实验，有力证明新一代信息技术对医学的支撑作用。

继续前行虚拟仿真实现更多突破

口腔医学虚拟仿真实验教学并不局限于牙周病学专业。早在2013年，北京大学口腔医学院就成立了虚拟现实教学培训实验室，经过8年的积累与发展，2021年9月，北京大学口腔医学院虚拟仿真教研室成立。
《“健康中国2030”规划纲要》对新时代医学人才培养提出了新要求。“虚拟现实等新一代信息技术与现代医学技术交叉融合并创新发展，是提高医学人才培养质量和规模的有效路径，也是信息文明社会背景下新型医学人才培养体系建设的重要支撑。”教研室主任侯建霞介绍，教研室将以自主研发国际领先的牙周病学虚拟仿真实验教学系统为基础，进一步深化并拓展其应用，将虚拟仿真教学和牙体牙髓病学、口腔修复学、口腔正畸学、口腔颌面外科学、口腔种植学、口腔预防医学、口腔解剖及生理学等学科和课程结合，逐步探索构建我国原创的、更完善的口腔医学虚拟仿真教学内容体系，帮助口腔医学生们完成从前期实习到临床工作的过渡。

（来源：健康报）

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