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出版:课程教育研究杂志社
编  辑:课程教育研究杂志社
社  长:贾继贤
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执行主编:刘巧珍
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我刊入选第二批学术期刊名单
期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN15-1362/G4
邮发代号:16-129
出版日期:每月25日

我刊投稿论文
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作者:何锦泉 朴正国 欧阳可雄 黄珞 陈伦秋 闫璟 周丽斌
  【摘要】目的:探讨数字化三维设计与模拟系统在正颌外科教学中的应用。方法:运用数字化三维设计与模拟教学法给以口腔医学专业讲授口腔颌面部正颌外科课程并且用问卷调查的形式获得学生对此方法的反应。结果:问卷结果显示30名学生中,27名学生(90% )赞成计算机辅助外科应用于正额外科的教学实践,93.3%的学生认为计算机辅助外科模拟手术对正额外科手术的理解非常或比较有帮助。86.7%的学生认为通过手术模拟后对Le Fort 1型截骨、上颌骨前徙术和双侧下升升支矢状骨劈开、下颌骨后退术的手术设计达到了很好或较好的掌握。结论:数字化三维设计与模拟系统在正颌外科教学中的应用可以提高教学效果。
  【关键词】数字化 三维设计 正颌外科 教学实践
  【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)06-0074-02
  牙颌面畸形是指因颌骨发育异常引起的颌骨的体积、形态以及上下颌骨之间及其与颅面其他骨骼之间的关系异常,和随之伴颌、牙关系及口颌系统功能异常与颜面形态异常。正颌手术目的在于矫正错位牙,调整不协调的牙弓与牙颌关系,排除牙颌干扰,排齐牙列,消除牙的代偿性倾斜,以使术中能将切开骨段顺利的移动至设计的矫正位置,并建立良好的牙颌关系。由于颌骨具有较复杂的三维立体结构,并且正颌外科的骨切开线的设计具有多种形式,因此在临床教学中学生往往难以透彻的理解正颌外科手术。
  数字化三维设计与模拟手术是利用虚拟现实技术将各种医学影像数据导入计算机中,建立一个数字模型,医师在虚拟环境中进行手术设计与模拟,并引导实际手术过程的一种新兴技术。目前利用计算机技术将牙颌面畸形患者的CBCT 数据以DICOM 标准格式导入,并与患者的牙列三维扫描图像进行融合,重建颅颌面三维模型,通过相关软件在虚拟环境中进行三维头影测量分析以及虚拟截骨和移动,在计算机上完成正颌手术的模拟。
  本研究将通过数字化三维设计与模拟系统对上下颌骨进行虚拟的切割和移动,使正颌手术在计算机三维图像中得以模拟实施,并将之应用于正颌外科本科生的教学实践中,目的在于探讨此教学模式的可行性并评价其应用效果。
  一、资料与方法
  选取临床上最常见的上颌骨发育不足伴下颌骨发育过度的牙颌面畸形病例作为教学实践病例。患者行CBCT扫描检查,将扫描获得的断面图像保存为DICOM 格式,然后将数据导入Mimics 三维建模软件,运用Threshold、Floodfill 等功能,分别重建出不同类型的三维解剖模型。在计算机上对上下颌骨进行虚拟的切割和移动,模拟实施Le Fort I 型截骨和双侧下颌升支垂直截骨术,使上颌骨前移下颌骨后退。
  二、教学实践和问卷调查
  本研究选取了30名口腔医学本科学生志愿者参加,其中男性12名,女性18名,所有参与的学生学生首先参加牙颌面畸形的常规教学讲授,然后在计算机上完成手术模拟,通过问卷调查的形式获得研究结果。问卷内容包括计算机虚拟手术对理解正颌外科手术的帮助,对正颌手术的掌握程度,和对该模式应用于教学实践的态度,每项调查内容按5级进行评分。
  三、结果
  结果问卷结果显示30名学生中,27名学生(90% )赞成计算机辅助外科应用于正额外科的教学实践,93.3%的学生认为计算机辅助外科模拟手术对正额外科手术的理解非常或比较有帮助。86.7%的学生认为通过手术模拟后对Le Fort 1型截骨、上颌骨前徙术和双侧下升升支矢状骨劈开、下颌骨后退术的手术设计达到了很好或较好的掌握。所有受试者都对计算机辅助外科表现出很高的热情,并建议将这一模式在口腔医学的教学实践中进行推广。
  四、讨论
  近年来,随着计算机技术和数字医学的飞速发展,越来越多的新兴技术被应用于外科领域。虚拟手术是利用计算机技术将各种医学影像数据导入计算机中,建立一个数字模型,在虚拟环境中进行手术设计与模拟,并引导实际手术过程的一种新兴技术[1]。利用计算机技术将牙颌面畸形患者的螺旋CT 与牙列三维扫描图像进行融合,重建患者颅颌面三维模型,通过相关软件在虚擬环境中进行三维头影测量分析以及虚拟截骨和移动,构建了颌骨畸形的正颌手术三维模拟及虚拟操作系统[2],数字化三维正颌手术设计与模拟系统应用于本科生教学优点如下。
  1.直观易懂。学生可以从各个角度观察上下颌骨的解剖结构,模拟各种截骨线,以及各种截骨线可能会损伤的重要结构,在三维方向上移动截骨块,使学习内容变得直观、感性、生动有趣,学生更深入的了解对正颌外科手术有更深入的了解。
  2.提高学生的学习兴趣。数字三维正颌外科手术设计与模拟系统教学使学生可以在计算机上完成正颌外科各种操作,如截骨线设计、重要的神经血管和解剖标志的回避等3。和陈传统幻灯片教学相比,该方法不仅提高了学生的兴趣,通过互动,也使教学内容更加生动。
  3.缩短教学时间。数字化三维设计与模拟系统可以实现快速的截骨和移动,学生可以了解正颌外科手术操作骨块的移动对面型的影响,并且短时间内对颌骨畸形的分类和治疗方法有全面的了解。
  综上所述,将数字化三维正颌手术设计与模拟系统引入到本科生的教学中是对本科生培养方式的一种有效改进,有益于本科生对正颌外科学的理解,使得本科生教学工作朝着更科学合理的方向发展,值得推广。
  参考文献:
  [1]蔡卜磊,任荣,申亮亮. 数字化三维正颌手术设计与模拟系统在本科生教学中的应用[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2017,27(7):422-425.
  [2]姚志涛,买买提吐逊·吐尔地,阿地力·莫明.3D打印成型技术在新疆口腔颌面部创伤双语教学中的应用[J].继续医学教育,2014 ,28 (9):107-110.
  [3]阮敏,季彤,张陈平.3D 打印技术在口腔颌面-头颈肿瘤外科教学中的应用[J].上海口腔医学,2016 ,25(6):762-765.

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