數字化全流程診療體系在正頜及關節外科專科醫師培訓中的應用

張潔，祝頌松，劉堯，趙文麗，姜楠

四川大學華西口腔醫院正頜及關節外科，四川成都 610041

數字化技術是一項借助電子計算機及一定的設備實現功能的科學技術。通過將各種信息轉化為計算機能識別的二進制數字，從而進行運算、加工、存儲、傳送、傳播、還原。而數字化醫學，是將數字化技術與醫學完美結合的前沿交叉學科[1]。 隨著數字化技術在醫學教育領域的不斷深入，借助現代信息技術將醫學和醫學教育推到一個前所未有的新高度。由計算機成像、圖形處理、精密制造等技術相結合的數字化外科,是一門具有多學科交叉特色的技術[2]。 數字化外科技術的核心組成部分包括計算機輔助設計技術、三維圖像重建技術、計算機輔助制造技術、手術導航技術以及手術機器人技術等[3]。近年來，由于信息及影像技術的發展，數字化技術在醫學教育領域的作用也愈發體現出優勢[4]。 該文結合四川大學華西口腔醫學院正頜及關節外科數字化技術在口腔醫學專業人才培養方面的應用,對數字化外科技術在口腔醫學教育領域的應用現狀及前景展開論述。

1 數字化技術在醫學教育中的優勢

數字化技術的應用被視為是加強醫學教育演進的貢獻方法之一，是多種技術的高度結合,包括三維圖像重建、手術導航、計算機輔助設計、計算機輔助制造[5]。它利用計算機重建患者在診療階段頜面部三維信息,專培醫師能參與到手術的模擬設計中，通過軟件操作模擬手術過程，術后效果對比，便于專培醫師理解和學習掌握正頜及關節外科全診療流程及技術要點。 另外，數字化技術將頜面部解剖信息儲存起來，便于后續學習的交流和傳輸。

2 數字化技術促進“新醫科”教育

數字化技術在醫學教育領域的應用日益深入[6]。 數字化軟件利用數字化終端,打破傳統教育的時空限制,為專培醫師提供了開放性學習環境。數字化外科技術配合“線上+線下”的教學模式為“新醫科”教育帶來了新的生命力。 難以直觀展示手術精細操作流程、疾病發生及發展過程等內容,教學缺乏形象性、參與性,是傳統醫學教育的弊端。 數字化三維軟件技術重建的牙頜面結構,使得專培醫師通過可以在數字化軟件中完成術前設計，手術模擬,術后效果對比,能夠直觀輕松地學習和參與到正頜及關節外科的診療流程中來。創新的學習方法不僅將抽象的內容具體化、形象化,而且調動了專培醫師的學習興趣,專培醫師通過數字化技術進行模擬操作,增強了動手操作技能,使其的學習更加有效。 數字化技術更能體現以專培醫師為中心的教育理念,將傳統的講授式學習轉変為體驗式學習,大大提高了學習質量。

3 數字化技術更符合醫學倫理學要求

為了口腔專科醫師醫學教育培訓滿足社會發展的需要，數字化技術在該領域的應用應運而生。 在當今的醫療背景下,患者的自我保護意識日益增強，這也為專培醫師的臨床實踐帶來了阻礙[7]。因此，要求專培醫師在進入臨床實踐之前，熟練地掌握各類操作技術顯得尤為重要[8]。然而，數字化技術能為專培醫師在臨床前的技能訓練中提供一種接近現實、 安全無創的訓練模擬方式。專科培訓醫師通過在數字化軟件上的操作,完成對正頜及關節外科診療流程及手術設計思路的訓練,為臨床實踐打下堅實的基礎。

綜上, 數字化技術應用于醫學教育領域具有安全、形象直觀、過程規范、便于監控、不涉及倫理風險等優勢,逐漸發展為正頜及關節外科實踐教學的趨勢。

4 數字化技術在正頜及關節外科專科醫師培訓中的應用

正頜及關節外科是實踐性極強的學科,專科醫師的教育培訓的主要挑戰之一是如何有效地為專培醫師做好臨床前實踐準備。由于傳統的正頜外科與關節外科專科醫師教育培訓都是相對抽象化的教學內容，不利于專培醫師的學習與理解。應運而生的數字化技術為正頜及關機外科的教學帶來了質的飛躍。專培醫師可以參與到一整套數字化全流程診療體系中，深刻理解正頜及關節外科工作的內容，疾病發生發展過程。

數字化技術在正頜及關節外科專科醫師培訓中主要有以下應用。

4.1 正頜外科教學

傳統的正頜外科專科醫師教育培訓雖然有模型講解及手術觀摩，但由于牙齒模型缺乏頭顱其它解剖組織結構，而手術操作大多在口內完成，觀摩視野有限，因此專培醫師理解掌握手術設計思路及技術要點非常抽象與困難。 并且培訓過程中專培醫生的參與程度很低，無法深刻的理解和思考，因此難以提高專培醫生的學習興趣效率。 隨著影像技術的進步，通過口腔掃描獲取牙列咬合數據，面部掃描收集面形數據，結合螺旋CT 影像，在數字化軟件dolphin 上可以建立頭顱數據模型， 可以在三維上進行各個角度的觀察分析。 同時，數字化軟件還可以進行定點測量，模擬截骨和復位固定。 因此專培醫師在學習過程中可以通過測量數值的變化，體會牙頜面畸形的程度；通過截骨后模擬截骨段的移動、復位模擬手術過程， 讓專科醫師加深了對牙頜面畸形特征、類型及程度的理解。專科醫師在軟件操作過程中既掌握了理論知識，又增強了診療過程中的參與度。 正頜外科專培醫師利用該手術模擬系統進行手術流程的深入學習，縮短了臨床培訓時間，提高了學習的效率。

4.2 關節外科教學

隨著數字化醫學時代和互聯網“+”臨床教學在實際工作中出現[9]，以及近年來數字化醫學軟件的應用，新的教學手段得到了充分的探索。 數字化軟件和3D 建模打印技術在關節科學中的應用，使得臨床關節外科的教學取得了顯著的進展。 傳統的關節外科教學過程中，往往需要提供案例向專培醫師進行講授，然而，案例常常是關于影像學技術與實際病例方面，從醫院獲得的影像學資料基本都是二維圖像數據，不便于專培醫師理解關節疾病的發生發展及手術操作要點。數字化全流程診療體系，配置了口內外牙弓激光掃描儀、面部三維照相機、手術模擬軟件、高精度3D 打印機、睡眠呼吸監測儀等在內的一整套數字化設備。專培醫師可以通過牙模的激光掃描數據、面部外形的三維照相數據，結合螺旋CT 掃描圖像，之后將上述數據導入數字化工作軟件，建立虛擬綜合頭顱模型；接著可以通過數字化工作軟件3D 模擬手術方案，且可根據需求多次重復練習；最后可在軟件上完成術前術后效果對比，檢驗手術的準確性。 另外在手術中也可以利用數字化打印的導板幫助在手術中精確定位，從而提高手術的效率和準確性。 整套數字化診療流程，專培醫師有充分的參與度，并且對關節疾病的診斷和治療有更清晰和具體的理解，相比于傳統的講授模式，數字化技術為關節外科的專科醫師培訓帶來了新的教學手段和思路。

5 “線上+線下結合”教學模式

四川大學華西口腔醫學院是中國率先開展數字化教學的高等院校之一。 引進口內外牙弓激光掃描儀、面部三維照相機、手術模擬軟件、高精度3D 打印機、睡眠呼吸監測儀等在內的一整套數字化設備，并在正頜關節外科教學中應用,專培醫師學習效果顯著。 數字化技術應用于正頜及關節外科教學不僅能鍛煉和提高專培醫師的診斷和操作技能,培養學習的自主學習能力,更能讓他們獲得傳統教學無法實現的臨床病例真實感受。

數字化教學項目的應用模式:“線上+線下” 教學結合了傳統面對面教學以及網絡教學的優勢[10]。 混合教學模式下,專培醫師可以根據自己的實際需要安排學習,有利于其發揮學習的主體性,提高自主學習能力。 代教教師也對整個過程進行跟蹤和指導, 有針對性的講解，提高教學效率、學習效率、學習深度,拓展學習時間與空間,提高學習者的協作能力。

5.1 課前

專培醫師根據導學單進行在線學習,并進行數字化操作練習,完成課程作業,參與主題討論活動,專培醫師可以隨時在線提出疑問,帶教老師及時答疑并參與到討論中;專培醫師通過預習數字化仿真軟件,獲得其理論及技術的薄弱環節,這樣在術中可以更加有針對性地進行學習。

5.2 課中

教師對專培醫師反饋的線上學習的疑問以及知識難點進行解答,教師進行重點技能演示并發布課程任務,專培醫師根據個人理論和操作技術的薄弱點強化學習。完成任務的過程中,教師進行動態眼蹤、指導專培醫師完成課程任務。 在課程的末尾,組織經驗交流討論,總結在操作中出現的問題以及經驗。

5.3 課后

專培醫師利用數字化仿真軟件進行復習和現固,并形成過程性評價。教師在線上組織專培醫師進行線上交流與討論、分享課中學習的感悟,并通過網絡教學平合開展主題討論。 與此同時,教師也要對教學過程進行反思,思考如何激發專培醫師積極的情感體驗,如何促進在線教學的有效交互,如何提供完善的學習支持服務體系,以及如何進行有效提問與答疑。課前、課中、課后環環相扣,緊密圍繞以專培醫師為中心的教育理念,以數字化教學軟件為線索,貫穿口腔醫專培醫師培養的全過程,實現“三全育人”。

綜上所述,數字化技術應用于口腔醫學教育中,相比傳統實驗教學模式具有如下優勢:①數字化技術具有沉浸式的特點,通過三維圖像與模擬,為口腔醫專培醫師提供逼真的解剖結構,節省教學成本。 ②數字化技術能實現傳統實驗不具備或難以完成的教學功能,為口腔醫學人才培養提供可靠、安全和經濟的實驗項目。③線上+線下結合式教學模式突破時空限制,使專培醫師自主安排學習時間和進度。 ④利用互聯網平臺,在中國乃至全世界范圍內推廣應用。 提高教學的均質性,使更多的專培醫師受益。

數字化技術正越來越深入地影響著醫學教育的發展，隨著數字化技術和醫學相結合的發展之路的深入探索期，隨著與3D 打印，大數據以及人工智能技術的不斷結合和發展，一定會給正頜及關節外科教育培訓乃至口腔醫學教育帶來更大的想象空間。數字化技術在口腔醫學教育中的應用仍具有很大的潛力,其在住院醫師規范化培訓和繼續教育中也將實現廣泛應用，更多的口腔醫學專培醫師將從中受益。