三维模拟手术在本科生口腔颌面外科见习教学中的应用

代杰文，房 笑，沈舜尧，王旭东，沈国芳

上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颅颌面科上海市口腔医学研究所上海市口腔医学重点实验室，上海 200011

·数字医学·

三维模拟手术在本科生口腔颌面外科见习教学中的应用

代杰文*，房 笑*，沈舜尧，王旭东＃，沈国芳＃

上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颅颌面科上海市口腔医学研究所上海市口腔医学重点实验室，上海 200011

口腔颌面外科病房见习是口腔医学本科生培养的一个重要环节。三维模拟手术能模拟真实的手术过程，并且可预测手术效果，增加学生的动手机会，帮助学生更好地理解手术过程，其在学生从理论过渡到临床手术操作之间起到了很好的桥梁作用。应用“课前预习—教学查房—三维模拟手术—临床手术观摩”这一教学模式，在本科生口腔颌面外科病房见习教学中取得了良好的教学效果。

三维模拟手术；口腔颌面外科；教学

随着国家医学教育体系实施“5年本科＋3年住院医师规范化培训”方案，口腔医学专业学生在专科培训前将以口腔全科培训为主。口腔医师在各专业医疗服务中都会涉及到口腔颌面外科专业内容，掌握一定的口腔颌面外科知识，及时准确地处理口腔颌面外科问题对保证患者权益，减少医疗纠纷具有重要的作用。口腔颌面外科见习和实习是口腔医学本科生教育中重要的环节［1］，但近年来，由于就业和医疗环境变化等因素影响，本科生口腔颌面外科临床见习和实习受到了较大的冲击和考验［2］。因此，加强口腔医学本科生在口腔颌面外科的临床见习和实习教育，提高学生的口腔颌面外科知识水平，同时吸引更多的优秀学生从事口腔颌面外科专业是口腔医学教育面临的一项重要课题。文章结合上海交大口腔医学院在颅颌面数字外科临床和教学上的优势，将三维模拟手术应用于口腔医学本科生的口腔颌面外科临床见习教学中，提高了学生的学习兴趣、丰富了学生的动手机会、增强了学生对口腔颌面外科手术的认识，提高了教学质量。

1 材料和方法

1.1 学生见习前理论知识准备

临床见习是介于理论和临床实习之间的过渡环节，主要通过观摩患者进行学习，将所学的理论知识与临床实践相结合，进一步巩固理论知识，为临床实习和操作做准备。以上海交通大学口腔医学院12名本科阶段在口腔颌面外科见习的七年制学生为研究对象，在临床见习前向学生交代拟见习的病种，主要是口腔颌面部创伤、畸形整复和肿瘤等相关内容，要求学生有针对性地复习相关疾病知识（如疾病的临床表现、病史询问、专科检查、诊断和治疗，等），使学生体会到理论来源于临床实践，且能在临床实践中有效地指导临床工作，让学生产生兴趣，提高学习效果。

1.2 典型病例的准备与教学查房

该研究中临床见习教学选择口腔颌面外科常见病种（包括下颌骨和颧骨上颌骨骨折患者、正颌外科患者和颌面部肿瘤患者），要求患者依从性好、表达清楚、病情较为稳定。教学前由带教教师先和患者及其家属充分沟通，消除患者和家属的顾虑，得到其理解和支持。见习教学时，3～5名学生为一组，教师先简单询问见习病种相关理论知识，了解学生的预习情况；同时简要讲述该疾病的临床表现和诊断要点；其后，由一名学生负责询问病史和临床检查，同时查阅辅助检查资料，其他几名学生负责补充。完成以后由学生汇报病史，做出诊断和治疗计划并分析其依据。接下来，带教教师示教询问病史，并作口腔及领面部专科检查示教，最后和学生一道结合患者病史、体征、辅助检查结果等进行全面分析后作出正确诊断，同时讨论、制定手术方案，增强学生对该病的认识。

1.3 三维模拟手术教学

1.3.1 病历资料带教教师在见习教学前获取教学病例的CT和MRI资料。选择来上海交通大学医学院附属第九人民医院就诊的男性患者3例（颧骨上颌骨骨折、正颌手术、颌骨肿瘤各1例）。将其头颅的CT（或MRI）数据以（digital imagingand communications inmedicine，DICOM）格式输入ProPlan CMF 1.4软件（Synthes Materialise公司），按照常规方法对头颅进行三维重建和图像融合［3-6］。

1.3.2 三维手术模拟在三维重建的颅颌面模型上，利用ProPlan软件的模拟截骨功能进行操作。对于正颌手术患者，在模型上行上颌骨Le FortⅠ型截骨和双侧下颌支矢状劈开（bilateral sagittal split ramus osteotomy，BSSRO）（如图1所示）；对于颧骨上颌骨骨

图1 三维模拟正颌手术示教中显示上下颌骨截骨及骨块移动

图2 右侧颧骨上颌骨骨折的三维手术模拟教学

折患者完成骨折段切开等操作（如图2所示）。根据设计，决定截骨块移动的量及方向，探索最佳的治疗方案及效果。对于颌骨肿瘤患者可通过CT-MRI图像融合三维重建颌面部软硬组织，讲解肿瘤的毗邻关系及手术注意事项（如图3所示）。

1.3.3 三维模拟手术示教在完成教学查房并和学生讨论制定手术方案后，带教教师在计算机上向学生演示三维模拟手术方案，并讲解手术操作要点及术中注意事项；同时向学生讲解ProPlan CMF软件的操作方法。

图3 CT-MRI图像融合三维重建颌面部肿瘤及周围软硬组织

1.3.4 学生三维模拟手术操作带教教师示教后，让学生在计算机上动手完成模拟截骨和骨块移动等操作，根据需要可重复不同的操作。对操作中遇到的问题及时指出和纠正，增强学生对手术操作的理解和直观感受。

1.3.5 教师指导教学查房和三维模拟教学后，将模拟手术方案带入手术室，在学生观摩医师手术操作时，向学生讲解模拟手术和实际手术操作的差异及关系，使学生更深刻地理解该病的手术方案。

1.4 教学效果评价

12名学生完成见习出科之前，由带教教师通过病例分析的形式对见习学生进行考核。考核内容包括病史汇报、专科检查要点、诊断依据、手术方案设计和手术操作，等，重点关注手术操作要点和注意事项。根据学生回答情况分为三个档次，采用描述性统计方法计算各个档次的百分比。

1.4.1 优秀能准确全面的汇报患者的病史（总分20分），专科检查详细，操作正确（总分20分），并能有条理地分析疾病的特点，根据患者的具体情况制定合理的治疗方案（总分20分），详细的描述手术方案及操作要点（总分20分），能准确回答教师的提问（总分20分），综合得分90分及以上者为优秀。

1.4.2 合格能较准确全面地汇报患者的病史（总分20分），专科检查详细，操作基本正确（总分20分），并能较全面的分析疾病的特点，根据患者的具体情况制定较为合理的治疗方案（总分20分），能较为准确地描述手术方案及操作要点（总分20分），并能基本准确地回答教师的提问（总分20分），综合得分60～89分者为合格。

1.4.3 不合格不能准确全面地汇报患者的病史（总分20分），专科检查不详细，操作存在较大错误（总分20分），不能有条理分析疾病的特点和制定合理的治疗方案（总分20分），手术方案及操作要点描述存在较大错误（总分20分），回答教师的提问存在较大错误（总分20分），综合得分60分以下者为不合格。

2 结果

通过ProPlan软件可对三维头颅模型进行模拟截骨，并模拟骨段的移动位置和方向，确定最佳治疗方案。12名见习学生能直观、生动地观察手术过程，理解手术操作的要点，根据需要学生可动手模拟手术操作，并且可尝试不同的手术方案或重复手术步骤。模拟手术教学以后，在观摩临床手术操作时，学生能更好地理解手术操作的目的和要点，进而提高学习兴趣。该研究中所有12名见习学生在病例分析考核中都能较准确、全面的汇报患者的病史，专科检查详细，操作正确，能有条理地分析疾病的特点和制定较为合理的治疗方案，能较为详细、准确地描述手术方案及操作要点，能较好地回答有关问题，尤其对手术操作有较深刻的印象，考核都获得了优秀等级（＞90分），并且有2名学生在完成见习后选择了口腔颌面外科作为攻读研究生的专业方向。

3 讨论

3.1 口腔颌面外科病房见习教学的压力

近年来，医疗模式、医患关系、医疗环境和医学教育模式都发生了重要转变，一方面口腔医学本科生在口腔颌面外科见习时间短，积极性不强；另一方面，本科生在见习之前主要是理论学习，理论联系实际的能力较弱，手术操作锻炼机会少，对于较为复杂的手术，带教教师讲解起来又比较抽象，学生还不能很好的理解，这些都会影响学习效果和学生对口腔颌面外科的学习兴趣［1-2］。近年来，许多新的教学模式（如翻转课堂、PBL、MOOC，等）应用于口腔颌面外科的教学中，取得了很好的教学效果［7-8］。但如何培养学生动手能力及实际操作能力仍是目前口腔颌面外科见习和实习教学面临的新课题，其在口腔医学见习和实习中占有重要的地位。

3.2 数字化外科教学技术在口腔颌面外科见习教学中的作用

随着数字技术和3D打印技术的发展，颅颌面数字外科在临床上得到了广泛应用。包括正颌外科合板、牵引成骨导板、导航外科等已在口腔颌面外科广泛应用，大大提高了手术精度，同时也为医患沟通和教学提供了很好的技术手段［5，9-11］。我科临床上每年使用数字外科导板或导航技术辅助完成的手术超过500余例，科室医师和研究生都掌握了三维模拟手术相关技术。该研究中在口腔医学本科生口腔颌面外科见习教学中加入了三维模拟手术教学内容，通过三维模拟手术操作，实现了上颌骨Le FortⅠ型截骨术、BSSRO、骨折段截骨移动、镜像等手术操作，模拟了真实的手术过程，并且可预测手术效果。对于一些手术操作要点可反复演示，对于一些在临床手术中不易观察的位置可通过旋转三维模型从多角度观察，生动、形象、直观地再现手术操作，从而帮助学生更好地理解手术过程。三维模拟手术在学生从理论到临床手术操作之间起到了很好的桥梁作用。该研究中，通过病例分析测试也表明了口腔医学本科生通过“课前预习—教学查房—模拟手术—临床手术观摩”这一教学模式，在本科生口腔颌面外科见习教学中取得了良好的教学效果。

总之，口腔颌面外科见习是口腔医学本科生培养的一个重要环节。三维模拟手术能模拟真实的手术过程，并且可预测手术效果，增加学生的动手机会，帮助学生更好地理解手术过程。该研究结果显示，其在学生从理论过渡到临床手术观摩和操作之间起到了一定的桥梁作用，通过“课前预习—教学查房—模拟手术—临床手术观摩”这一教学模式，在本科生口腔颌面外科的见习教学中能发挥一定的积极作用。但与传统的教学方法相比，其发挥多大的促进作用还需要进一步的对照研究。

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App lication of three-dimensional surgical sim ulation to oral and maxillofacial surgery teaching during stom atological students＇probation

Dai Jiewen，Fang Xiao，Shen Shunyao，Wang Xudong，Shen Guofang
Department of Oral and Craniomaxillofacial Surgery，the Ninth People＇s Hospital of Shanghai Jiaotong University School of Medicine；Shanghai Research Institute of Stomatology；Shanghai Key Laboratory of Stomatology，Shanghai200011，China

The probation period in oral and maxillofacial surgery ward is an important stage for stomatological students＇education.Three-dimensional surgical simulation can simulate the real operation process，predict the effectof surgery，and increase operative opportunities for students to help them better understand the surgical process.Therefore，it plays a role bridging theory and clinical surgery.Satisfactory teaching effect was achieved in probation teaching of stomatological students in oral and maxillofacial surgery ward through the teaching model of pre-class preview，teaching rounds，threedimensional surgical simulation，and operation observation.

three-dimensional surgical simulation；oral and maxillofacial surgery；teaching

G434

A

1004-5287（2017）01-0060-04

上海交通大学医学院医学教育研究项目（YB150619）；上海交通大学“医工交叉基金”项目（YG2016MS08）；上海高校示范性全英语课程建设项目；上海交通大学医学院示范性全英语课程建设项目；上海交通大学医学院本科教学改革项目。

2016-04-28

代杰文（1980-），男，湖南郴州人，主治医师，博士，主要研究方向：颅颌面数字外科，颅颌面发育与遗传。房笑（1976-），女，上海人，讲师，主要研究方向：教学管理与方法。

沈国芳（1963-），男，浙江宁波人，教授，主任医师，博士研究生导师，博士，主要研究方向：牙颌面畸形、缺损的临床与基础研究。电话：021-23271207；E-mail：maxillofacsurg＠163.com王旭东（1970-），男，福建泉州人，教授，主任医师，博士研究生导师，博士，主要研究方向：颅颌面畸形的临床与基础研究。电话：021-23271699-5144；E-mail：xudong70＠hotmail.com

注：*同为第一作者；＃同为通信作者

【DOI】：10.13566／j.cnki.cmet.cn61-1317／g4.201701018