數(shù)字化應(yīng)用軟件在頜面部局部解剖教學(xué)中的應(yīng)用

高小波，高 森，雷博程，宋佳穎，夏夢(mèng)菲

（1.赤峰學(xué)院附屬醫(yī)院 口腔綜合科；2.赤峰學(xué)院 口腔醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

口腔解剖生理學(xué)是一門以研究口腔、顱、頜、面、頸部諸部位的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能活動(dòng)及其臨床應(yīng)用為主的學(xué)科是學(xué)習(xí)口腔醫(yī)學(xué)課程的基礎(chǔ)[1].口腔解剖生理學(xué)授課從傳統(tǒng)的粉筆板書、手繪掛圖、尸體標(biāo)本的結(jié)合，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镻owerPoint課件、網(wǎng)絡(luò)flash動(dòng)畫或人體解剖視頻配合尸體標(biāo)本完成教學(xué).雖有較大的進(jìn)步，但教學(xué)效果仍不夠理想.隨著數(shù)字化外科技術(shù)與3D打印技術(shù)在口腔頜面外科中的廣泛應(yīng)用，特別是通過數(shù)字化外科軟件進(jìn)行一系列術(shù)前手術(shù)評(píng)估與模擬已在臨床工作中得到了普及[2].將數(shù)字化技術(shù)引入口腔頜面解剖學(xué)的教學(xué)當(dāng)中，尤其是骨組織的學(xué)習(xí)，不但可以使口腔醫(yī)學(xué)生獲得三維可視化的印象，并可以通過軟件操作進(jìn)行骨骼形態(tài)與位置的全方位觀察，進(jìn)而可以通過3D打印技術(shù)將軟件內(nèi)文件打印成實(shí)體模型反復(fù)參研學(xué)習(xí).因此，

可通過此方法提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量.

1 目前口腔解剖生理學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀

口腔解剖生理學(xué)是一門重要的口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程.而在頜面部局部解剖學(xué)的部分，面顱骨有其特有的特點(diǎn)，如骨質(zhì)較薄，形態(tài)結(jié)構(gòu)多變，各骨之間的聯(lián)結(jié)較復(fù)雜.因此,僅僅通過二維的掛圖與多媒體課件講授，學(xué)生們很難理解其三維結(jié)構(gòu).目前，多數(shù)院校的尸體標(biāo)本均存在著短缺的現(xiàn)狀，且很難滿足所有同學(xué)的解剖學(xué)學(xué)習(xí)需求.課上時(shí)間的限制，使得學(xué)生們更多地需要在課后進(jìn)行復(fù)習(xí)及自主學(xué)習(xí)，但是傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難滿足學(xué)生們的學(xué)習(xí)需求，使得學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性下降，從而降低了學(xué)習(xí)質(zhì)量.致使在后續(xù)口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)于與解剖相關(guān)的知識(shí)理解程度上有所欠缺.

為更清晰地了解學(xué)生們對(duì)教學(xué)的反饋與需求，本研究對(duì)本校三屆口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生的口腔解剖生理學(xué)中局部解剖教學(xué)滿意度進(jìn)行調(diào)查與質(zhì)量反饋.對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)總結(jié)發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)主要需求：一是學(xué)生們對(duì)頜面部局部解剖的神經(jīng)血管部分的三維方向位置理解不夠清晰；二是頜面部骨性結(jié)構(gòu)的掌握程度較好；三是認(rèn)為教學(xué)方式亟待改善，缺乏三維立體的教學(xué)媒介；四是課后的復(fù)習(xí)與自主學(xué)習(xí)積極性較弱，究其原因多數(shù)同學(xué)們表示缺乏復(fù)習(xí)指導(dǎo)材料.通過以上反饋總結(jié)我們認(rèn)為教學(xué)方式與媒介的改變是解決以上問題的主要方式.

因此，教育工作者應(yīng)該去尋找創(chuàng)新的教學(xué)工具和方法，可以幫助補(bǔ)充現(xiàn)有的教學(xué)模式.而數(shù)字化技術(shù)，使用移動(dòng)平板電腦技術(shù)和相關(guān)的解剖醫(yī)學(xué)軟件可以提高解剖教學(xué)的質(zhì)量.

2 頜面部解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)字化展現(xiàn)

隨著頜骨疾病患病率的上升，解剖知識(shí)的教育和教學(xué)就變得尤為重要，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)設(shè)備開始越來越多地被應(yīng)用于許多領(lǐng)域，其中移動(dòng)平板技術(shù)因其攜帶方便，應(yīng)用簡(jiǎn)單，更適合被用于解剖教學(xué)中來.移動(dòng)平板技術(shù)意味著醫(yī)療軟件應(yīng)用程序，在醫(yī)學(xué)教育中起著越來越重要的作用.性能突出的應(yīng)用程序，有助于教育工作者的解剖教學(xué)工作.在臨床，學(xué)術(shù)和教育環(huán)境的實(shí)際應(yīng)用中數(shù)字化應(yīng)用軟件的選入標(biāo)準(zhǔn)包括：該應(yīng)用程序必須包含一系列的解剖結(jié)構(gòu)，解剖術(shù)語使用準(zhǔn)確；該應(yīng)用程序必須展示出一定程度的互動(dòng)功能；在該程序中所示的解剖結(jié)構(gòu)應(yīng)包括在一個(gè)虛擬三維格式內(nèi)；應(yīng)用程序的主要語言必須是英語和漢語等[3].

解剖應(yīng)用程序可以讓學(xué)生通過使用詳細(xì)的3D模型直視和操縱復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu).解剖應(yīng)用程序中的內(nèi)容包括臨床相關(guān)性，并且可以從教學(xué)視頻互動(dòng)中獲得附加內(nèi)容.而所有應(yīng)用程序需要一個(gè)交互的平臺(tái)，平板技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其整合的能力，并提供解剖信息給用戶，以最適當(dāng)?shù)姆绞綖橛脩舻膶W(xué)習(xí)提供方便.教師在臨床和解剖教學(xué)中創(chuàng)新性的應(yīng)用平板電腦技術(shù)會(huì)發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)用程序可以將解剖部位的結(jié)構(gòu)完全的展示出來，包括解剖部位，毗鄰結(jié)構(gòu)如神經(jīng)和血管等[3].

目前，已經(jīng)有越來越多的教育者意識(shí)到數(shù)字化應(yīng)用軟件對(duì)解剖學(xué)教育的重要性，且我們?cè)陬M面部骨性結(jié)構(gòu)的授課中已經(jīng)開始應(yīng)用如人體解剖3d互動(dòng)圖集等軟件，并取得了很好的效果.解剖應(yīng)用程序如可見的身體，3DMedical，和Pocket解剖等都是新穎的應(yīng)用解剖程序.教育工作者可以在使用應(yīng)用程序時(shí)突出顯示特定的解剖結(jié)構(gòu)或刪除圖層，以顯現(xiàn)某些解剖結(jié)構(gòu).復(fù)雜解剖關(guān)系可以通過操縱3D虛擬模型來說明.但在使用的過程中教師需要行使掌控與引導(dǎo)的職責(zé)，幫學(xué)生們學(xué)會(huì)如何正確使用這些軟件，提取準(zhǔn)確的知識(shí)點(diǎn).越來越多的軟件公司開始設(shè)計(jì)各種各樣的教學(xué)交互平臺(tái)軟件，如何在眾多軟件中去挑選合適的教學(xué)軟件是教育者的職責(zé).

而關(guān)于如何增加學(xué)生課后學(xué)習(xí)的途徑和模型材料，已經(jīng)有一些院校可以把3d打印的模型用于教學(xué).3d打印技術(shù)是一種快速成形技術(shù)，將特定的解剖結(jié)構(gòu)打成教輔模型更有利于同學(xué)們課后學(xué)習(xí)，尤其適用于頜面部多骨塊的連接方式與位置的學(xué)習(xí).應(yīng)用3D打印技術(shù)，精確批量地獲得立體、可自由拆卸組合的實(shí)物，分配給每位學(xué)生，讓學(xué)生熟悉掌握口腔頜面-頭頸部各類組織的空間解剖形態(tài)和毗鄰關(guān)系，將傳統(tǒng)的枯燥死記硬背的學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的，便于理解的學(xué)習(xí)[4].就如同將頜面部骨性解剖結(jié)構(gòu)變成拼裝模型既提高了學(xué)習(xí)效率也大大增加了學(xué)習(xí)的趣味性.

3 數(shù)字化應(yīng)用程序在口腔頜面部解剖教學(xué)中的效果及評(píng)價(jià)

數(shù)字化應(yīng)用程序是多種多樣功能的靈活組合.平板電腦的輕便和技術(shù)新穎獲得了醫(yī)學(xué)教育工作者和學(xué)生的一致好評(píng).平板電腦多媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中可以作為數(shù)據(jù)庫，這種技術(shù)有能力來存儲(chǔ)整本課本的知識(shí).并且可以根據(jù)需要進(jìn)行輸出知識(shí).現(xiàn)代平板電腦是便攜式的，并提供了大量的多點(diǎn)觸控屏幕界面，允許用戶進(jìn)行交互操作，使得數(shù)字化應(yīng)用解剖的教學(xué)可以完美的應(yīng)用.解剖實(shí)驗(yàn)室如西米德蘭手術(shù)培訓(xùn)中心也正在融入平板電腦技術(shù)，支持本科生和研究生的教學(xué)和教育[5].學(xué)習(xí)有三種不同的風(fēng)格：視覺，聽覺和動(dòng)覺，手機(jī)和平板電腦的應(yīng)用解剖學(xué)生的好處是，他們可以一起呈現(xiàn)解剖資料，學(xué)生可以找到最適合個(gè)人的學(xué)習(xí)風(fēng)格[6].盡管如此，解剖學(xué)教育工作者所面臨的挑戰(zhàn)是如何最大限度地提高信息的傳遞準(zhǔn)確性，從而利用有限的資源培養(yǎng)學(xué)生對(duì)三維解剖結(jié)構(gòu)的理解能力.

當(dāng)前解剖學(xué)教育需要一個(gè)能夠讓學(xué)生詳細(xì)了解解剖結(jié)構(gòu)的教學(xué)方法，并利用三維數(shù)據(jù)，完善教育方法.這種方法不僅僅是對(duì)于解剖教學(xué)，更應(yīng)該致力于長(zhǎng)期整體醫(yī)學(xué)教育.因此，數(shù)字化應(yīng)用對(duì)學(xué)生的全面教育的影響是具有挖掘的潛力.在解剖教學(xué)使用的數(shù)字3D人體模型不是一個(gè)新概念.然而，隨著終端設(shè)備移動(dòng)平板設(shè)備的日益普及，數(shù)字化應(yīng)用程序可以有一個(gè)新的應(yīng)用前景.初步研究表明，平板電腦輔助學(xué)習(xí)者有所改善參與而實(shí)現(xiàn)教育的有效性[7].iPad平板技術(shù)基于三維虛擬模型的移動(dòng)應(yīng)用將有助于提高使用者對(duì)解剖關(guān)系的理解，并且補(bǔ)充現(xiàn)有解剖學(xué)教學(xué).

但也有一些阻礙，目前有一些環(huán)節(jié)限制著解剖學(xué)教育應(yīng)用多媒體技術(shù).這些阻礙大致可分為解剖問題和基礎(chǔ)設(shè)施問題.從解剖學(xué)的角度來看，沒有出現(xiàn)過對(duì)解剖移動(dòng)平板電腦應(yīng)用程序的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估的研究.對(duì)于每個(gè)應(yīng)用程序的解剖資料的準(zhǔn)確性沒有要求，會(huì)導(dǎo)致某些結(jié)構(gòu)缺失或有貼錯(cuò)標(biāo)簽的可能.因此，不利于教學(xué)和學(xué)習(xí).有些應(yīng)用程序只可通過單個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作，這意味著用戶將不得不購(gòu)買多個(gè)應(yīng)用程序來有一個(gè)完整的解剖參考.

4 展望

研究人員還應(yīng)當(dāng)力求解決數(shù)字化應(yīng)用程序的解剖信息的精度問題，討論應(yīng)用解剖程序及其運(yùn)行情況對(duì)解剖學(xué)教育的影響.因此，移動(dòng)平板電腦作為解剖教育設(shè)備優(yōu)勢(shì)也將繼續(xù)擴(kuò)大.為了這種優(yōu)勢(shì)的擴(kuò)大，應(yīng)該改善移動(dòng)平板電腦教育技術(shù)的長(zhǎng)期生存能力.讓他們可以一直作為輔助學(xué)習(xí)工具使用.持續(xù)硬件和軟件開發(fā)意味著，關(guān)于解剖細(xì)節(jié)和精度問題的質(zhì)疑可能會(huì)逐漸減少[8].對(duì)于平板移動(dòng)設(shè)備解剖應(yīng)用程序進(jìn)一步的研究需要繼續(xù)進(jìn)行，以評(píng)估這種新技術(shù)對(duì)解剖學(xué)教育和綜合知識(shí)的教育的有效性.數(shù)字化移動(dòng)解剖學(xué)教育的下一個(gè)重大飛躍將是其中有3D模型的應(yīng)用.尸體標(biāo)本教學(xué)是不可被替代的，而數(shù)字化教學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常教學(xué)之中是對(duì)口腔醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教育有重要幫助的，并且隨著技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)條件的改善，數(shù)字化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用前景將十分廣闊.