3D打印技术在显微根尖手术临床教学中的应用

作者:未知

  摘要:观察3D打印技术在显微根尖手术临床教学实施中的效果,探讨其应用的可行性及有效性。根据患者影像学资料,运用3D打印技术,数字化真实再现患者的根尖周情况,为牙体牙髓临床教学提供直观的教学模型。3D打印技术对根尖周手术教学是一种有效教学方式,提高了牙体牙髓病教学质量及解决临床实际问题的能力,值得口腔科教师使用推广。
  关键词:3D打印;显微根尖手术;临床教学
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)19-0079-02
   3D打印技术是一种以数字模型数据文件为基础,运用特殊可粘合材料,通过逐层打印方式及叠加材料组成的3D实体模型。牙体牙髓根尖外科手术在口腔显微镜、超声仪器、牙体生物相容材料、口腔CBCT等最先进的设备器械支持下已经是一项非常微创的显微手术。其中,对于根尖病损范围相对较小,唇/颊侧骨皮质完整的患牙,根尖病损区的定位和精确去骨一直是牙体牙髓显微根尖手术的重点及难点。去骨暴露的位置、形状、大小、方向和深度影响着根尖区的定位。3D打印技术目前已在牙体牙髓显微根尖手术的临床治疗中开展,包括个性化手术导板制作,上、下颌骨缺损仿真模型制作等。这不仅改进了传统的治疗手段,更为广大的患者带来了福音。当前显微根尖手术的临床本科带教仍以传统的老师课上授课和理论笔试考试为主,尽管有多媒体教学手段及为数不多的解剖标本的辅助,学生们对于口腔颌面部的解剖关系、病损区软硬组织结构仍难以直观理解。我们认为:3D打印技术应用于牙体牙髓显微根尖手术的实验教学中,有助于深化学生对于根尖病损区解剖位置的空间理解,有助于建立三维立体的形象空间思维,提高学习效率及学习兴致,很好地掌握慢性根尖周炎手术的治疗原则,进而提高教学质量。
  计算机辅助的3D打印技术可以依据临床中病人的CBCT影像数据制作出三维模型辅助医生开展手术诊治,可以辅助临床医生制订可预测的术中方案,并通过3D导板将相关信息运用到手术治疗过程中。已有学者在CBCT和3D打印技术的辅助下制作手术导板用以固定手术瓣膜,使得手术视野清晰,又能保护软组织瓣膜,减轻术后的并发症。近年来,牙体牙髓科的医生开始将该项技术用于显微根尖手术术中:他们通过这项技术进行引导,微创、精确定位根尖病变区域,控制截根方向、角度。3D打印技术能够帮助医生解决临床技术问题,同样的也能够让学生收益,通过3D打印技术在显微根尖手术临床带教的应用,可以引导学生快速定位手术区,精准切除根尖病变及周围感染组织,提高手术教学的效率,提高了课堂的活跃度,缩短了理论课枯燥的授课时间,为学生后期在临床上开展显微根尖手术打下坚实的基礎。
  目前针对牙体牙髓手术治疗的相关实验课程教学多数沿用理论及视频教学,大多数老师只是通过大量枯燥的文字授课,并单纯从二维空间进行讲解。但对于相对复杂的病例教学时老师往往会感到头痛,因为他们无法高效地通过空间视觉把病例讲解清楚。在互联网络技术及计算机飞速发展的今天,应用多种教学模式已经成为当今高等医学院校教学的主流方式。因此,3D打印技术可以通过计算机及网络技术将患者的综合情况直观地展示出来,这有利于老师向学生展开更直观的教学,并达到事半功倍的效果。过去以授课为基础的教学模式中,学生对教学内容缺乏直观认识,经常被动接受知识。事实上学生要拥有一定的空间思维能力才能较好地掌握根尖区相关重要解剖结构。而学生的水平层次不齐,大多数学生不能在短时间内充分理解和接受教学内容,不能融入课堂的氛围,因此达不到应有的教学效果。应用3D打印实体模型进行模拟手术,包括在实体模型上进行翻瓣、去骨、切割、倒充填和固定等术式的直接操作。与传统的教学模式相比较,3D打印模型具有以下特点:(1)能帮助学生更明确的反映术区三维空间关系及直观地理解术区的重要解剖位置;(2)直观感受术区血管神经束分布和上颌窦位置及周围骨组织的厚度,模拟手术需要的入路,实体感强,可反复进行模型外科操作;(3)提高教学质量、激发了学生的主观能动性以及解决实际临床问题的能力,可使学生参与实际手术的设计,提高学生对课本上涉及涵盖面较少的相关手术知识的认知,培养学生的动手能力[1]。
  3D打印模型应用于显微根尖手术教学的具体方法:将实习学生分组,要求各组学生根据临床及影像学资料做出初步诊断,并描述根尖区病变的严重程度、所累及的牙位,最后确定治疗方案,内容包括:翻瓣设计、去骨开窗的位置、根尖切除角度和长度及阻断根内感染与牙周间关系。各组分别结合患者CBCT影像图片并结合慢性根尖周病变治疗原则,在3D打印的模型上画出翻瓣线并精确测量去骨开窗位置,制作修复导板。教师可以一开始先在3D打印模型上进行讲解,或先听学生的回答然后给予解答及纠正。
  通过对常见非手术根管再治疗失败病例重建3D模型模拟牙体牙髓外科手术操作,加强对显微根尖手术治疗原则的认识和理解并形象化的了解手术步骤及方法,同时也加入了功能性外科的理念,使学生充分认识根尖局部解剖结构及显微根尖手术的治疗步骤。在教学过程中我们发现,学生对显微根尖手术的治疗原则及适应症掌握较好,但对于根尖手术方法步骤的理解和认知欠佳。通过在3D打印模型上进行的手术操作教学,使学生对根尖区疾病模型重建有了更加直观深刻的认识,通过3D模型上的模拟手术操作训练,学生对显微根尖手术的治疗原则及后期的功能重塑也有一定的体会。
  小结:3D打印技术集局部解剖结构模型、术前、术中诊断及治疗于一体,在同一个模型上实现了知识的整合及一体化训练。3D打印技术在显微根尖手术教学中的应用,提高了教学的直观性和生动性,调动了学生学习的主动性,有利于培养本科实习生良好的临床思维模式,对未来的临床工作受益匪浅,由于CBCT影像资料都来自临床患者真实的数据,因此学生在结合临床真实病例的基础上能有效地提高其对疾病的诊疗能力,极大地锻炼了学生的临床诊疗能力。据此,我们结合显微根尖手术的教学特点,将3D打印技术引入显微根尖手术的临床教学,带给学生身临其境的效果,拉近课本学习与临床实际的距离,提高口腔牙体牙髓实验课的教学质量。通过3D打印模型,学生可以根据课前预习已掌握的医学知识,推理疾病的病因、症状,进而尝试通过己有的医学知识对根尖显微外科疾病诊断提出自己的治疗方案,而这种认识的过程加深了学生对局部解剖的理解。更具优势的是借助3D打印技术实现教学中不同患者真实病例资料的获取与分析,同时结合可视化技术实现对解剖结构及治疗原则的讲解,并真实体会手术方式,极大地提高了学生的课堂活跃度,从而更好地达到教学目标。3D打印技术不仅在牙体牙髓病教学,在其他学科教学如骨科、普外科及各种复杂手术模拟操作教学中均将具有良好的前景,目前在牙体牙髓显微根尖手术教学领域中还只是处于起步阶段,相信随着计算机仿真技术及网络技术的不断发展,其应用将会更加广泛和便捷。
  参考文献:
  [1]孙成,于金华.3D打印技术在口腔临床的应用[J],口腔生物医学,2014,(1):49-52.
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