数字化全流程诊疗体系在正颌及关节外科专科医师培训中的应用

张洁，祝颂松，刘尧，赵文丽，姜楠

四川大学华西口腔医院正颌及关节外科，四川成都 610041

数字化技术是一项借助电子计算机及一定的设备实现功能的科学技术。通过将各种信息转化为计算机能识别的二进制数字，从而进行运算、加工、存储、传送、传播、还原。而数字化医学，是将数字化技术与医学完美结合的前沿交叉学科[1]。 随着数字化技术在医学教育领域的不断深入，借助现代信息技术将医学和医学教育推到一个前所未有的新高度。由计算机成像、图形处理、精密制造等技术相结合的数字化外科,是一门具有多学科交叉特色的技术[2]。 数字化外科技术的核心组成部分包括计算机辅助设计技术、三维图像重建技术、计算机辅助制造技术、手术导航技术以及手术机器人技术等[3]。近年来，由于信息及影像技术的发展，数字化技术在医学教育领域的作用也愈发体现出优势[4]。 该文结合四川大学华西口腔医学院正颌及关节外科数字化技术在口腔医学专业人才培养方面的应用,对数字化外科技术在口腔医学教育领域的应用现状及前景展开论述。

1 数字化技术在医学教育中的优势

数字化技术的应用被视为是加强医学教育演进的贡献方法之一，是多种技术的高度结合,包括三维图像重建、手术导航、计算机辅助设计、计算机辅助制造[5]。它利用计算机重建患者在诊疗阶段颌面部三维信息,专培医师能参与到手术的模拟设计中，通过软件操作模拟手术过程，术后效果对比，便于专培医师理解和学习掌握正颌及关节外科全诊疗流程及技术要点。 另外，数字化技术将颌面部解剖信息储存起来，便于后续学习的交流和传输。

2 数字化技术促进“新医科”教育

数字化技术在医学教育领域的应用日益深入[6]。 数字化软件利用数字化终端,打破传统教育的时空限制,为专培医师提供了开放性学习环境。数字化外科技术配合“线上+线下”的教学模式为“新医科”教育带来了新的生命力。 难以直观展示手术精细操作流程、疾病发生及发展过程等内容,教学缺乏形象性、参与性,是传统医学教育的弊端。 数字化三维软件技术重建的牙颌面结构,使得专培医师通过可以在数字化软件中完成术前设计，手术模拟,术后效果对比,能够直观轻松地学习和参与到正颌及关节外科的诊疗流程中来。创新的学习方法不仅将抽象的内容具体化、形象化,而且调动了专培医师的学习兴趣,专培医师通过数字化技术进行模拟操作,增强了动手操作技能,使其的学习更加有效。 数字化技术更能体现以专培医师为中心的教育理念,将传统的讲授式学习转変为体验式学习,大大提高了学习质量。

3 数字化技术更符合医学伦理学要求

为了口腔专科医师医学教育培训满足社会发展的需要，数字化技术在该领域的应用应运而生。 在当今的医疗背景下,患者的自我保护意识日益增强，这也为专培医师的临床实践带来了阻碍[7]。因此，要求专培医师在进入临床实践之前，熟练地掌握各类操作技术显得尤为重要[8]。然而，数字化技术能为专培医师在临床前的技能训练中提供一种接近现实、 安全无创的训练模拟方式。专科培训医师通过在数字化软件上的操作,完成对正颌及关节外科诊疗流程及手术设计思路的训练,为临床实践打下坚实的基础。

综上, 数字化技术应用于医学教育领域具有安全、形象直观、过程规范、便于监控、不涉及伦理风险等优势,逐渐发展为正颌及关节外科实践教学的趋势。

4 数字化技术在正颌及关节外科专科医师培训中的应用

正颌及关节外科是实践性极强的学科,专科医师的教育培训的主要挑战之一是如何有效地为专培医师做好临床前实践准备。由于传统的正颌外科与关节外科专科医师教育培训都是相对抽象化的教学内容，不利于专培医师的学习与理解。应运而生的数字化技术为正颌及关机外科的教学带来了质的飞跃。专培医师可以参与到一整套数字化全流程诊疗体系中，深刻理解正颌及关节外科工作的内容，疾病发生发展过程。

数字化技术在正颌及关节外科专科医师培训中主要有以下应用。

4.1 正颌外科教学

传统的正颌外科专科医师教育培训虽然有模型讲解及手术观摩，但由于牙齿模型缺乏头颅其它解剖组织结构，而手术操作大多在口内完成，观摩视野有限，因此专培医师理解掌握手术设计思路及技术要点非常抽象与困难。 并且培训过程中专培医生的参与程度很低，无法深刻的理解和思考，因此难以提高专培医生的学习兴趣效率。 随着影像技术的进步，通过口腔扫描获取牙列咬合数据，面部扫描收集面形数据，结合螺旋CT 影像，在数字化软件dolphin 上可以建立头颅数据模型， 可以在三维上进行各个角度的观察分析。 同时，数字化软件还可以进行定点测量，模拟截骨和复位固定。 因此专培医师在学习过程中可以通过测量数值的变化，体会牙颌面畸形的程度；通过截骨后模拟截骨段的移动、复位模拟手术过程， 让专科医师加深了对牙颌面畸形特征、类型及程度的理解。专科医师在软件操作过程中既掌握了理论知识，又增强了诊疗过程中的参与度。 正颌外科专培医师利用该手术模拟系统进行手术流程的深入学习，缩短了临床培训时间，提高了学习的效率。

4.2 关节外科教学

随着数字化医学时代和互联网“+”临床教学在实际工作中出现[9]，以及近年来数字化医学软件的应用，新的教学手段得到了充分的探索。 数字化软件和3D 建模打印技术在关节科学中的应用，使得临床关节外科的教学取得了显著的进展。 传统的关节外科教学过程中，往往需要提供案例向专培医师进行讲授，然而，案例常常是关于影像学技术与实际病例方面，从医院获得的影像学资料基本都是二维图像数据，不便于专培医师理解关节疾病的发生发展及手术操作要点。数字化全流程诊疗体系，配置了口内外牙弓激光扫描仪、面部三维照相机、手术模拟软件、高精度3D 打印机、睡眠呼吸监测仪等在内的一整套数字化设备。专培医师可以通过牙模的激光扫描数据、面部外形的三维照相数据，结合螺旋CT 扫描图像，之后将上述数据导入数字化工作软件，建立虚拟综合头颅模型；接着可以通过数字化工作软件3D 模拟手术方案，且可根据需求多次重复练习；最后可在软件上完成术前术后效果对比，检验手术的准确性。 另外在手术中也可以利用数字化打印的导板帮助在手术中精确定位，从而提高手术的效率和准确性。 整套数字化诊疗流程，专培医师有充分的参与度，并且对关节疾病的诊断和治疗有更清晰和具体的理解，相比于传统的讲授模式，数字化技术为关节外科的专科医师培训带来了新的教学手段和思路。

5 “线上+线下结合”教学模式

四川大学华西口腔医学院是中国率先开展数字化教学的高等院校之一。 引进口内外牙弓激光扫描仪、面部三维照相机、手术模拟软件、高精度3D 打印机、睡眠呼吸监测仪等在内的一整套数字化设备，并在正颌关节外科教学中应用,专培医师学习效果显著。 数字化技术应用于正颌及关节外科教学不仅能锻炼和提高专培医师的诊断和操作技能,培养学习的自主学习能力,更能让他们获得传统教学无法实现的临床病例真实感受。

数字化教学项目的应用模式:“线上+线下” 教学结合了传统面对面教学以及网络教学的优势[10]。 混合教学模式下,专培医师可以根据自己的实际需要安排学习,有利于其发挥学习的主体性,提高自主学习能力。 代教教师也对整个过程进行跟踪和指导, 有针对性的讲解，提高教学效率、学习效率、学习深度,拓展学习时间与空间,提高学习者的协作能力。

5.1 课前

专培医师根据导学单进行在线学习,并进行数字化操作练习,完成课程作业,参与主题讨论活动,专培医师可以随时在线提出疑问,带教老师及时答疑并参与到讨论中;专培医师通过预习数字化仿真软件,获得其理论及技术的薄弱环节,这样在术中可以更加有针对性地进行学习。

5.2 课中

教师对专培医师反馈的线上学习的疑问以及知识难点进行解答,教师进行重点技能演示并发布课程任务,专培医师根据个人理论和操作技术的薄弱点强化学习。完成任务的过程中,教师进行动态眼踪、指导专培医师完成课程任务。 在课程的末尾,组织经验交流讨论,总结在操作中出现的问题以及经验。

5.3 课后

专培医师利用数字化仿真软件进行复习和现固,并形成过程性评价。教师在线上组织专培医师进行线上交流与讨论、分享课中学习的感悟,并通过网络教学平合开展主题讨论。 与此同时,教师也要对教学过程进行反思,思考如何激发专培医师积极的情感体验,如何促进在线教学的有效交互,如何提供完善的学习支持服务体系,以及如何进行有效提问与答疑。课前、课中、课后环环相扣,紧密围绕以专培医师为中心的教育理念,以数字化教学软件为线索,贯穿口腔医专培医师培养的全过程,实现“三全育人”。

综上所述,数字化技术应用于口腔医学教育中,相比传统实验教学模式具有如下优势:①数字化技术具有沉浸式的特点,通过三维图像与模拟,为口腔医专培医师提供逼真的解剖结构,节省教学成本。 ②数字化技术能实现传统实验不具备或难以完成的教学功能,为口腔医学人才培养提供可靠、安全和经济的实验项目。③线上+线下结合式教学模式突破时空限制,使专培医师自主安排学习时间和进度。 ④利用互联网平台,在中国乃至全世界范围内推广应用。 提高教学的均质性,使更多的专培医师受益。

数字化技术正越来越深入地影响着医学教育的发展，随着数字化技术和医学相结合的发展之路的深入探索期，随着与3D 打印，大数据以及人工智能技术的不断结合和发展，一定会给正颌及关节外科教育培训乃至口腔医学教育带来更大的想象空间。数字化技术在口腔医学教育中的应用仍具有很大的潜力,其在住院医师规范化培训和继续教育中也将实现广泛应用，更多的口腔医学专培医师将从中受益。