影像專業(yè)口腔科學(xué)教學(xué)應(yīng)用分析

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【摘要】：目的在有限的課時(shí)內(nèi)盡可能使學(xué)生掌握口腔科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。方法隨機(jī)選取一臨床患者CBCT影像資料，用mimics三維重建軟件進(jìn)行牙齒及頜骨的重建，將重建后動(dòng)態(tài)三維立體模型應(yīng)用于2015級(jí)影像專業(yè)口腔科學(xué)的教學(xué)中，結(jié)合傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)二維圖像，使學(xué)生能更輕松地掌握口腔頜面部的正常解剖結(jié)構(gòu)和異常的X線表現(xiàn)，將期末成績與2014級(jí)影像專業(yè)學(xué)生對(duì)比，并通過問卷調(diào)查了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及教學(xué)效果。結(jié)果兩組理論成績2015級(jí)明顯高于2014級(jí)，問卷調(diào)查顯示學(xué)生對(duì)常見口腔疾病的掌握情況2015級(jí)明顯優(yōu)于2014級(jí)學(xué)生，教學(xué)效果良好。結(jié)論通過將三維重建的CBCT資料和傳統(tǒng)的教學(xué)方法相結(jié)合，學(xué)生對(duì)口腔科正常解剖結(jié)構(gòu)及異常病基本掌握，為以后從事口腔放射工作打下了基礎(chǔ)，達(dá)到了教學(xué)目的。

【關(guān)鍵詞】：三維重建；口腔科學(xué)；教學(xué)

口腔科學(xué)是整個(gè)醫(yī)學(xué)的一部分，是影像專業(yè)本科的一門專業(yè)必修課，主要研究牙體、牙周及頜面軟、硬組織的疾病，以及這些疾病與全身疾病的關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)防和治療的一門臨床學(xué)科。由于目前我國還沒有專門的口腔影像專業(yè)，因此，一部分影像專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后會(huì)從事專門的口腔放射工作，這就需要口腔專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，因此口腔科學(xué)的教學(xué)就顯得尤為重要。針對(duì)影像專業(yè)而言，口腔科學(xué)的教學(xué)目的主要是通過課程的教學(xué)，使學(xué)生全面了解口腔頜面部的解剖結(jié)構(gòu)及X線的診斷特點(diǎn)、口腔頜面部的投照技術(shù)及正常X線表現(xiàn)以及口腔頜面部的常見病，等。為了使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握相應(yīng)的口腔知識(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到理想的教學(xué)效果，為學(xué)生提供從事口腔放射工作所必需的口腔基礎(chǔ)知識(shí)，筆者在傳統(tǒng)教學(xué)方法基礎(chǔ)上，考慮到影像專業(yè)的性質(zhì)，從CBCT圖像入手，將三維重建技術(shù)應(yīng)用到口腔科學(xué)的教學(xué)中，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果起到了良好的促進(jìn)作用。

1三維重建資料的獲得

錐形束CT（conebeamCT，CBCT）主要用于口腔頜面部的檢查，它與傳統(tǒng)的螺旋CT相比具有圖像精確、掃描速度快、劑量小、偽影少等優(yōu)點(diǎn)［13］，目前在口腔臨床上已廣泛使用。筆者分別選取該院臨床患者正常的CBCT圖像和伴有齲病、牙周病、阻生牙、多生牙等牙齒病變的CBCT圖像進(jìn)行三維重建，具體如下：1．1正常數(shù)據(jù)圖像將未見明顯異常的CBCT圖像以DICOM格式導(dǎo)入Mimics三維重建軟件，根據(jù)頜骨和牙齒的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)拈撝担謩e重建出牙齒及上下頜骨［4］及重要的解剖結(jié)構(gòu)（如髁狀突、喙突等），以不同的顏色進(jìn)行標(biāo)記。1．2病理數(shù)據(jù)圖像將帶有缺損的齲壞牙齒、牙周病、各種類型的阻生牙及多生牙等常見口腔疾病的CBCT圖像導(dǎo)入Mimics軟件，根據(jù)定位的有病變的牙齒位置，利用菜單中的cropproject命令選擇病變區(qū)域，三維重建齲壞的牙齒、阻生牙及多生牙等個(gè)別牙齒的模型及伴有牙周病變的全口牙齒模型，這些模型分別用不同的顏色顯示，以示區(qū)分。在重建過程中錄制視頻資料，以便在教學(xué)中播放，目的是讓學(xué)生掌握相應(yīng)的重建方法，方便課后復(fù)習(xí)及學(xué)習(xí)。

2傳統(tǒng)教學(xué)資料的獲得

傳統(tǒng)教學(xué)法是指教師通過系統(tǒng)、細(xì)致的講解，使學(xué)生掌握大量知識(shí)的教學(xué)方法。教學(xué)資料的獲得以教材的插圖、掛圖、斷層標(biāo)本為主，用多媒體教學(xué)方式向?qū)W生展示，這些資料共同特點(diǎn)均為二維資料。

3三維重建資料在口腔科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

按照教學(xué)大綱要求，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式與三維重建資料相結(jié)合，360°全方位立體向?qū)W生展示顱頜面部的正常解剖結(jié)構(gòu)，了解牙齒的組成、排列及功能作用，以及牙齒在頜骨內(nèi)的位置關(guān)系，再結(jié)合口腔臨床，講解臨床上常見的疾病，以及其在X線片上的表現(xiàn)。

3．1針對(duì)正常解剖結(jié)構(gòu)

①對(duì)于上頜骨的一體四突，用不同顏色分別重建出與之相接的額骨、顴骨及兩側(cè)上頜骨，通過分步顯示再整合，使學(xué)生真正理解一體四突的由來。利用顏色的刺激達(dá)到使學(xué)生記住解剖結(jié)構(gòu)的目的。②顳下頜關(guān)節(jié)（temporomandibularjoint，TMJ）是面部非常復(fù)雜的關(guān)節(jié)，對(duì)關(guān)節(jié)的前后斜面、關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)等的講解學(xué)生很難分清楚，通過對(duì)CBCT圖像的三維重建，360°全方位地對(duì)不同的部位可以分步展示，再配合CBCT對(duì)關(guān)節(jié)的不同剖面顯示，有助于學(xué)生更好地掌握TMJ的解剖形態(tài)。有了扎實(shí)的解剖知識(shí)作基礎(chǔ)，對(duì)理解顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病有很大幫助。

3．2針對(duì)異常病變結(jié)構(gòu)

①齲病是臨床發(fā)病率最高的口腔疾病，也是教學(xué)重點(diǎn)。通過對(duì)患有齲病牙齒的三維重建和正常牙齒的解剖對(duì)比，學(xué)生可以清楚地看到病變牙齒的缺損情況，很容易通過CBCT影像診斷出來。②智齒阻生在口腔臨床比較常見，也是臨床教學(xué)的重點(diǎn)。對(duì)于低位、中位、高位、近中阻生智齒，分別用不同顏色重建出各種類型的智齒與相鄰牙的三維模型，通過三維模型可以清晰地展示智齒與相鄰牙的關(guān)系，便于講解智齒的類型，更有助于學(xué)生理解和掌握，同時(shí)為臨床醫(yī)師拔除智齒提供幫助。這種直觀教學(xué)方式可方便學(xué)生理解，簡化教學(xué)過程。③牙周病也是臨床常見的口腔疾病。CBCT圖像經(jīng)三維重建后可以直觀地看到牙槽骨骨量，通過展示正常的牙齒及頜骨的三維重建模型，并和牙周患者的三維重建模型進(jìn)行對(duì)比，可使學(xué)生清楚地看到患者牙槽骨的變化，對(duì)牙周病的理解更為具體，也方便教師講解，為牙周病的診斷和治療提供依據(jù)。④CBCT三維重建模型在埋伏牙的檢查和診斷方面也具有優(yōu)勢(shì)，它可以幫助醫(yī)師準(zhǔn)確評(píng)估埋伏牙的狀態(tài)［5］、與鄰牙的關(guān)系及可能存在的牙根吸收，等。因埋伏牙在頜骨內(nèi)，傳統(tǒng)的二維圖像很難講解清楚，將CBCT三維重建資料應(yīng)用到埋伏牙的檢查和診斷教學(xué)中，學(xué)生可以通過三維圖像更直觀、方便、準(zhǔn)確地對(duì)埋伏牙進(jìn)行診斷，為口腔臨床的診療提供幫助。總之，經(jīng)三維重建后的模型可以更直觀地向?qū)W生展示口腔頜面部正常解剖結(jié)構(gòu)及異常病變，對(duì)影像專業(yè)而言，更能直接了解口腔臨床疾病的特點(diǎn)，掌握其在X線下的表現(xiàn)，為以后的口腔放射工作打下基礎(chǔ)。

4結(jié)果

為了了解新教學(xué)方法的教學(xué)效果，對(duì)2015級(jí)學(xué)生（45人）與采用傳統(tǒng)教學(xué)方法的2014級(jí)學(xué)生（48人）的期末成績進(jìn)行對(duì)比，兩組的考試內(nèi)容一致。同時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果分別進(jìn)行問卷調(diào)查，共發(fā)放調(diào)查問卷93份，回收93份，回收率100％。調(diào)查內(nèi)容包括對(duì)異常病變的掌握情況，以及增加學(xué)習(xí)興趣、加深知識(shí)理解、增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力、教學(xué)滿意度等方面。

4．1期末成績對(duì)比

將2015級(jí)學(xué)生與采用傳統(tǒng)教學(xué)法教學(xué)的2014級(jí)學(xué)生的期末考試成績對(duì)比，2015級(jí)期末成績明顯高于2014級(jí)學(xué)生，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

4．2調(diào)查問卷結(jié)果

4．2．1對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果調(diào)查對(duì)異常病變分別按掌握、基本掌握、了解及未掌握四個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)分，分值分別為4、3、2、1。結(jié)果顯示，2015級(jí)學(xué)生對(duì)疾病的掌握情況明顯優(yōu)于2014級(jí)學(xué)生（P＜0．05），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義4．2．2針對(duì)教學(xué)效果調(diào)查通過對(duì)增加學(xué)習(xí)興趣、加深知識(shí)理解、增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力及教學(xué)滿意度方面進(jìn)行調(diào)查，按好、較好、一般、差四個(gè)級(jí)別進(jìn)行評(píng)分，分值為4、3、2、1。結(jié)果表明，無論從增加學(xué)習(xí)興趣、加深知識(shí)理解，自主學(xué)習(xí)能力及教學(xué)滿意度等方面2015級(jí)學(xué)生都明顯高于2014級(jí)學(xué)生（P＜0．05），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

5討論

5．1三維重建模型在口腔科學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的教學(xué)方式采用教材插圖、掛圖、斷層標(biāo)本進(jìn)行學(xué)習(xí)，以多媒體教學(xué)的方式向?qū)W生展示，這些資料都是二維資料，而人體為三維結(jié)構(gòu)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要經(jīng)過空間轉(zhuǎn)換才能完成對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，這就需要學(xué)生有很強(qiáng)的空間思維能力，有些結(jié)構(gòu)教師很難通過二維圖像向?qū)W生講解清楚，這些教學(xué)方式過于枯燥，很難提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而與二維圖像相比，三維重建圖像具有較好的直觀性，解剖結(jié)構(gòu)的空間位置一目了然［6］，而且通過重建后的模型對(duì)不同的解剖結(jié)構(gòu)附加了不同的顏色顯示，這種視覺上的刺激更能吸引學(xué)生、方便學(xué)生化整為零地學(xué)習(xí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。它既可優(yōu)化教師的教學(xué)過程，還可幫助學(xué)生直觀地理解并記憶各種解剖結(jié)構(gòu)，變抽象概念為形象生動(dòng)的三維動(dòng)畫。教師可以用簡單的動(dòng)態(tài)變化過程幫助學(xué)生理解復(fù)雜的影像特征，配合CBCT的三維圖像，從各個(gè)不同的角度讓學(xué)生更充分地學(xué)習(xí)和理解正常的解剖結(jié)構(gòu)及其異常病變，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索知識(shí)的積極性，提高了學(xué)生課堂參與的主動(dòng)性。三維可視化模型隨著數(shù)字化影像技術(shù)的不斷進(jìn)步，會(huì)越來越多地應(yīng)用于教學(xué)與科研中。學(xué)生通過三維重建，不僅可以更好地掌握正常的解剖結(jié)構(gòu)，牙齒的形態(tài)特點(diǎn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性，而且掌握了三維重建方法，不受學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)進(jìn)度的限制，自主地進(jìn)行其他學(xué)科（如影像解剖學(xué)、影像診斷學(xué)，等）相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，更好地理解人體的正常解剖結(jié)構(gòu)及異常病變，為其他學(xué)科的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，從而滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

5．2三維重建模型在口腔教學(xué)中的不足

三維重建模型在口腔科學(xué)的教學(xué)中有著明顯的優(yōu)勢(shì)［78］，但是也存在著不足之處。例如：前期工作量巨大；圖像分割的工作需要人工干預(yù)，效率低等［6］。因?yàn)椋珻BCT圖像對(duì)于軟組織的顯示分界并不清晰，在重建過程中很難分割清楚，因此對(duì)于肌肉、筋膜等軟組織的重建效果欠佳［9］，故多用于硬組織的重建。因此，在教學(xué)中三維重建技術(shù)還需要配合傳統(tǒng)的教學(xué)手段，如掛圖，多媒體教學(xué)及人體標(biāo)本等，取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到教學(xué)目的。

5．3三維重建教學(xué)方法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的影響

口腔科學(xué)這門課程對(duì)影像專業(yè)學(xué)生而言是抽象而陌生的，在臨床其他課程的教學(xué)中很少涉及口腔知識(shí)，將三維重建教學(xué)資料引入到口腔科學(xué)教學(xué)后，將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體、生動(dòng)的課堂學(xué)習(xí)，對(duì)影像專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)非常有利。從課堂教學(xué)中學(xué)生的表現(xiàn)和問卷調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)該教學(xué)方法興趣濃厚，掌握該方法后，不僅可以學(xué)習(xí)口腔科因教學(xué)課時(shí)的限制無法詳細(xì)講解的相關(guān)章節(jié)知識(shí)，還可以自學(xué)其他專業(yè)自己感興趣的相關(guān)知識(shí)，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解，不受教學(xué)進(jìn)度的限制，從而增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。興趣是最好的教師，掌握了三維重建方法，就掌握了一把學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的鑰匙，對(duì)學(xué)生今后的學(xué)有裨益?？傊?，任何一種教學(xué)方法都有它的優(yōu)點(diǎn)與不足，但通過將三維重建資料引入口腔科學(xué)的教學(xué)后，學(xué)生對(duì)口腔科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣增加了，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性增強(qiáng)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)口腔的常見疾病已基本掌握，為畢業(yè)后從事口腔科的影像工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。將三維重建引入口腔科學(xué)教學(xué)中對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量及提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性也起到了積極的促進(jìn)作用。

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作者:張曉娟 桑金華 王敏娜 龍翔 廖湘凌 單位:首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院