三维数字化模型在牙体缺损修复方案设计教学中的应用效果研究

三维数字化模型在牙体缺损修复方案设计教学中的应用效果研究

引用本文：郭嘉文，卢煜，姚怡辰，等.三维数字化模型在牙体缺损修复方案设计教学中的应用效果研究[J]. 中国实用口腔科杂志，2024，17（1）：85-89. DOI：10.19538/j.kq.2024.01.014

作者姓名：郭嘉文，卢    煜，姚怡辰，王    焱

基金项目：广东省“新医科”建设指导委员会2023年教学改革项目

作者单位：中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院修复科，广东  广州  510055

通信作者：王焱，电子信箱：wangyan9@mail.sysu.edu.cn

摘要：目的    评价三维数字化模型在牙体缺损修复方案设计教学中的应用效果。方法    研究于2023年5月在中山大学光华口腔医学院进行。选取中山大学光华口腔医学院2019级口腔临床医学专业本科学生40名为研究对象，随机分为研究组和对照组，每组20名。随机选取数据库中100个病例的资料，由3名专家商议确定患牙的修复体类型，作为评判标准。再将上述病例随机分为讲解授课组病例和考核组病例。研究组学生采用数字化三维模型培训方式，利用三维软件完成讲解授课组的病例学习，随后对考核组病例进行修复类型的判断选择。对照组学生以二维图片为案例素材进行学习及随后的病例考核。与专家标准比对后，计算两组学生修复体类型判断的准确度。并对两组学生进行教学效果问卷调查。结果    对于高嵌体及桩核冠的判断，研究组学生准确率高于对照组学生，差异均有统计学意义（均P < 0.001）。问卷调查结果显示，研究组学生在学习兴趣、理解理论知识、感知牙体缺损和对于修复体类型的选择信心及效率方面的评分高于对照组，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。结论    将三维数字化模型应用于口腔修复学临床教学中有利于学生深刻理解牙体缺损固定修复的知识体系，帮助其完成从理论学习到临床实践的认知转变。

关键词：数字化技术；三维模型；修复体；临床教学

        因龋病、外伤等原因造成的牙体缺损在我国成年人群中发病率较高。根据患牙的缺损情况，制作相应修复体恢复患牙外形结构及功能是口腔修复学的主要临床任务。但在实际工作中，如何科学合理选择修复体类型是口腔修复学的难点问题。对于缺乏临床经验的本科生来说，这一难题显得尤为突出［1］。以往在本科临床教学过程中，为了克服上述难点，以快速引导学生将理论知识与临床实际相结合，更好地适应临床实习，我科为即将进入实习阶段的学生开设了“衔接课程”，提供了大量的真实病例，并通过图片展示、案例讲解等方式介绍修复体类型的选择，帮助学生进行实战演练，以弥补学生临床经验不足的缺陷［2-3］。但是，以往课程中所提供的病例资料均为二维图片，无法真实反映出患者口内的实际情况，不利于学生对缺损患牙三维立体空间结构信息等细节的感知领会。
        随着近年来口腔数字化技术的迅猛发展，其已渗透到口腔修复学疾病诊疗的各个环节当中，包括病例资料收集、疾病诊断、修复体设计及制作等［4］。数字化三维模型具有可视化、操作性强等优势，能清晰展示患牙残余结构及其与周围组织的关系；此外，还可进行选择、缩放、测量分割等精细化操作，有望为本科生更好地理解临床病例提供帮助。因此，本研究旨在将数字化三维模型及其分析技术应用于口腔修复体类型设计与选择的本科生临床教学中，通过考察学生对于修复类型选择的准确度及问卷调查，评估该模式在帮助学生衔接理论授课与临床实践中的成效。

1    资料与方法

1. 1    研究对象及分组    本研究于2023年5月在中山大学光华口腔医学院进行。选取中山大学光华口腔医学院2019级口腔临床医学专业本科生40名为研究对象，随机分为研究组和对照组，每组20名，分别进行数字化三维模型分析教学及传统二维图片病例资料分析教学。
1. 2    研究方法
1. 2. 1    资料收集及修复体类型标准    随机选取数据库中100个病例的资料。纳入标准：患者年龄20 ~ 80岁，上颌或下颌单颗后牙（前磨牙或磨牙）牙体缺损要求固定修复，且已完成根管治疗，根尖无明显异常。患者就诊时若患牙存在暂封等充填物，先由教师用快速涡轮机充分去除，只保留牙体组织。随后采用3Shape TRIOS3口内扫描仪（3Shape，丹麦）获取患侧1/2象限及对颌牙列数字模型，并扫描记录咬合关系。由3名具有高级职称资格的修复学专家构成评审团队，根据100个病例的数字化资料进行逐一分析，确定最终的修复体类型（包括高嵌体、全冠、桩核冠等），以此作为修复类型选择精确度的评判标准。再将100个病例随机分为授课病例（50个病例，用于教师对学生的培训）和考核病例（50个病例，检验学生对于牙体缺损修复的掌握情况）。
1. 2. 2    教学及考核方法    研究组学生先由教师利用50个授课病例进行讲解授课，采用3Dviewer 1.3软件（3Shape，丹麦）全方位展示患牙情况，逐一讲解各病例合理的修复类型及选择原因。随后为该组学生提供考核病例的数字化模型（图1a ~ b）。利用软件进行三维观测，根据需要进行旋转缩放等，评估残余牙体组织及咬合情况（图1c）。还可利用软件测量功能，精确分析牙体组织厚度、高度及修复空间等细节信息（图1d）。最终结合所掌握的理论知识针对50个病例给出相应的修复体类型选择。对照组学生先由同一教师根据授课组病例的二维图片资料进行讲解，逐一讲述各病例合理的修复类型及选择原因。随后为该组学生提供病例图片信息，包括患牙的𬌗面观、颊面观、舌面观及咬合状态的二维图片资料，据此做出相应修复体类型选择。


1. 2. 3    效果评价    考核完成后，所有学生的修复类型选择结果与专家组确定的标准进行比对，计算2组学生对于修复类型选择的准确率。计算公式：准确率=学生与专家选择相同的病例数/ 50 × 100%。并采用问卷调查的形式让学生分别对2组培训模式进行评分（图2）。从学习兴趣、知识理解、感知牙体缺损情况、临床思维培养、修复体类型选择信心、判断效率等方面进行评价。“十分同意”记为5分，“较为同意”记为4分，“同意”记为3分，“不赞同”记为2分，“极不同意”记为1分。共发放问卷40份，回收40份，有效回收率为100%。


1. 3    统计学处理    应用SPSS 26.0软件对数据进行统计学分析。正态分布的计量资料以“均数±标准差”表示，采用独立样本t检验比较2组学生修复体类型选择的准确率及调查问卷得分的差异，P < 0.05为差异有统计学意义。

2    结果

        研究组学生选择修复体类型的准确率为（76.8 ± 4.3）%，对照组学生准确率为（61.6 ± 2.9）%，差异均有统计学意义（t =13.195，P < 0.001）。对于全冠修复体的判断，研究组和对照组学生准确率分别为（77.5 ± 11.3）%和（72.5 ± 9.4）%，差异无统计学意义（t =1.521，P = 0.137）。而对于高嵌体及桩核冠，研究组学生准确率分别为（75.3 ± 3.4）%及（77.1 ± 7.1）%，高于对照组学生的（50.7 ± 4.2）%及（54.2 ± 5.4）%，差异均有统计学意义（t值分别为20.628和12.070，均P < 0.001）。
        问卷调查结果显示，研究组学生在学习兴趣、理解理论知识、感知牙体缺损和对于修复体类型的选择信心及效率方面的评分高于对照组，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。见表1。


3    讨论

3. 1    传统二维图片病例资料分析教学的局限性       口腔修复学是注重理论联系实际的一门实践性极强的学科［5］。因此，为了让学生更好地适应实习和之后的临床工作，中山大学光华口腔医学院修复学教研室积极探索案例教学模式，在完成理论授课后，采用开放的教学方式，为学生提供大量临床实际牙体缺损的案例，通过教师与学生的互动、讲解，训练学生的临床思维，提高学生对牙体缺损的认知，使学生能够科学合理地选择修复体类型，制定治疗计划［6］。以往此过程提供的素材均为二维图片，虽然这种方法简单易行，可帮助学生理解基本的患牙结构和修复要点，但也存在明显的局限性［7］。二维图片无法全面展示患牙的三维结构和周围组织的复杂情况。口腔是一个立体的空间，且各个部位的结构复杂，若仅用二维图片来讲解，学生可能难以形成对口腔全面、深入的理解，也无法掌握修复过程中的立体操作技巧。因此，在理论到临床的衔接过程中，如何利用现有临床资源为学生搭建有效的过渡桥梁，用好、学好所接触到的丰富病例，融会贯通理论知识，提升临床诊疗水平，是当前临床教学的重点。
3. 2    数字化三维模型分析教学的必要性    得益于口腔数字化技术的快速发展，不仅增强了牙体及颌面部缺损的诊疗能力，提高了修复效率及精度，还为教学提供了更加创新和有效的手段［8］，改变了传统的学科发展思路，构建了符合当下数字化及信息化的口腔修复学新模式。临床上，制作何种类型的修复体恢复患牙的外形及功能，需考虑包括缺损大小、位置、咬合状况等多方面因素。对于缺乏临床经验的本科生而言，面对复杂多变的临床案例及众多影响因素，科学选择合理的修复体类型具有较高难度。而将数字化三维模型引入临床教学中，可发挥其直观化、可视化、可操作的特点［9］，真实反映目标患牙的三维形态，有助于学生高效及便捷感知缺损状况，进而做出合理的判断及选择。本研究结果也表明，采用数字化三维模型分析教学的学生对于修复体类型的选择准确度明显高于传统二维图片病例资料分析教学；进一步细化可发现，针对嵌体和桩核冠这类适应证把握难度更高的修复类型，采用数字化三维模型分析教学的学生判断更为准确。在以往理论授课中，这两类修复体的讲解也通常是本科教学的难点问题。在数字化技术协助下利用软件平台，学生可从多角度精细测量牙体组织厚度及高度，预判牙体预备后剩余量。将修复体类型选择这一抽象过程具体化，为学生提供了自由度较高的学习方式，有助于难点知识的理解［10］。因此，三维数字化技术可弥补传统授课及案例教学中的不足，通过对患牙细节的三维动态展示，提升数字化思维及三维模型阅读能力，合理分析缺损状况，运用所学知识做出科学判断。
3. 3    数字化三维模型分析教学的优势    数字化三维模型能提供全方位、立体的视图，使得学生能更直观、全面地理解口腔解剖结构和病变情况，这是传统二维教学无法比拟的。通过电脑及专业软件平台，学生可自由地操作三维模型，如旋转、放大、缩小等，甚至可进行精确的模型分析测量，有助于增强学生的学习兴趣和参与感［11］。相较于同样能够提供三维信息的传统石膏模型，三维模型教学只需电脑及相应软件系统，即可随时随地进行学习和训练，大大提高了学习效率。此外，三维模型教学在病例资料收集整理、分类、存储等方面也具有明显优势。
        问卷调查结果显示，利用数字化三维模型的培训方式，有效激发了学生们对临床实际案例的学习兴趣，促进了学习动力。有助于学生更加深刻理解课本上的理论知识，明确了不同类型缺损患牙的修复目标和意义，为下一步开展牙体预备、模型制取、临时修复体制作、试戴等操作打下了良好的基础。通过对比两组学生的评价得分可知，数字化三维模型分析教学可明显提升学生们对于牙体缺损情况的三维空间感知，在此基础之上进行修复体类型选择的信心和效率也明显提高［12］。但在临床思维这一项评分上，两组学生得分差异无统计学意义，这可能与学生接受数字化培训的时间太短，接触的病例数量不足有一定关系，这也为教研室进一步优化培训方案指明了方向。本研究所采用的数字化三维模型的培训方式以学生为主体，引导学生运用所掌握的专业理论知识独立思考，提升了解决临床实际问题的能力，为其今后的临床工作打下了基础。
        综上所述，本研究结果表明，在口腔修复临床教学中引入数字化三维模型分析教学能更好地协助学生完成从理论到临床的认知转变。通过对临床实际牙体缺损病例的有效分析，合理选择修复体类型，提升了实习前衔接课程教学效果的同时，也获得了学生的广泛好评。随着各类新型数字化口腔诊疗技术的不断涌现，将传统教学模式与数字化技术相融合是今后口腔医学专业发展的必然趋势。因此，积极探索、建立符合时代需求的口腔临床教育模式是培养出具有岗位胜任能力的复合型口腔医学人才的重要途径。
参考文献  略