数字化结果评估系统在中切牙全瓷冠牙体预备教学中的应用研究*

刘 琦 项小珍 梁悦娥 陈丹红

精准的牙体预备是口腔固定修复的关键技术，这一技术在前牙美学修复中尤为重要。因此，在牙体预备教学中引导学生进行精准的牙体预备可以为培养学生的美学修复能力打下良好的基础[1,2]。牙体预备的精确度主要包括牙体预备量和预备体表面的光滑度。学生在普通教学仿真头模型上进行牙体预备时，由于缺乏对牙体空间感的认识和对器械使用、手指支点的掌握不佳，常常出现牙体预备量过多、过少、预备体表面粗糙等现象。教师给学生的传统指导往往是由教师讲解、演示后，由学生自行操作，再针对学生预备后牙体的情况进行评价,这种指导往往是结果认定式的，并且评估结果受不同教师经验差异影响，难以让学生有具象、精准的认识。近年来，多种结果或过程评估性的数字化口腔教学系统被广泛应用于口腔医学教学中，取得了良好的效果[3-7]。日本日进公司的FAIR GRADER 2000牙科数字化口腔虚拟教学评估系统(以下简称FAIR GRADER 2000系统)是一款数字化教学结果评估系统，该系统通过对操作者预备后牙体进行扫描以及软件分析，能够精准评判操作者牙体预备的量和表面光滑度。本研究通过对比评价传统结果评估方式与FAIR GRADER 2000系统在上颌中切牙牙体预备教学中的应用效果，为提高牙体预备操作技术的实验课程及临床教学提供依据。

1.材料和方法

1.1 试验对象、纳入标准 选取2014级五年制临床口腔本科生(大学四年级下学期在读)12名。

FAIR GRADER 2000系统(日进，日本)，树脂牙(日进，日本)60颗，硅橡胶材料(金马克，意大利)。

纳入标准：(1)所有学生均接受过上颌中切牙牙体解剖理论课学习并完成石膏雕刻牙冠形态；(2)所有学生均接受过《固定修复学》中关于上颌中切牙全瓷冠牙体预备理论课的学习；(3)所有学生均熟练掌握CLINSIM仿头模型(森田，日本)的操作方法。

1.2 试验分组、试验流程 将12名学生随机分成两组，每组6人。12位学生同时接受牙体预备理论知识点的复习，并由一名口腔修复学教师演示右上颌中切牙全瓷冠牙体预备的方法、硅橡胶导板制作和如何测量牙体预备量、以及FAIR GRADER 2000系统结果评估方法。

示教结束后将60颗树脂牙随机编号(图1A)，平均分配给12名学生。所有12名学生直接在普通仿头模上进行1颗右上中切牙全瓷冠的牙体预备，规定预备时间为45分钟，完成后由FAIR GRADER 2000系统统一评分作为基线，学生可以看到此次评分结果。

随后对照组和实验组学生每日同时进行一次右上中切牙全瓷冠的牙体预备，每次预备时间为45分钟。预备前制作硅橡胶导板(图1B)，预备中可以随时使用导板检测牙体组织的预备量(图1C)，此阶段每人共计完成4颗牙的牙体预备。

图1 试验准备

对照组每预备完成一颗交由该老师使用FAIR GRADER 2000系统进行评分，但不允许学生看评分结果。实验组每预备完成一颗交由该老师使用FAIR GRADER 2000系统进行评分，评分完成后学生可以查看评分结果以了解自己的得分和失分点。

1.3 统计学分析 采用SPSS18.0软件对数据进行统计学分析。采用t检验比较实验组与对照组之间牙体预备后综合得分和不同项目扣分差异；检验水准α=0.05。

2.结果

采用FAIR GRADER 2000系统对学生完成预备的树脂牙进行全面扫描、评分，以学生第一次所备牙为基准，对比对照组和实验组学生后四次备牙的变化，并在评估综合得分变化的基础上，对比切削量、肩台、聚拢度(即轴面聚合度)、体积比(即被测预备体与系统标准预备体体积之比)等四个细则项目失分的变化。

2.1 综合得分结果 依据FAIR GRADER 2000系统已录入的右上中切牙全瓷冠牙体预备数据标准，通过对切削量、肩台、聚拢度、体积比等方面进行综合评估，得出综合得分，同时系统截取与标准差异最大的相关界面，供师生分析参考(图2)。随着备牙次数的增加(图3)，两组综合得分均逐渐升高，第一次训练时实验组得分与对照组无明显差异(P＞0.05)；从第二次训练开始，实验组得分高于对照组，且第二、四、五次差异具有统计学意义(P＜0.05)。

图2 FAIR GRADER 2000系统综合评分界面

图3 实验组与对照组综合得分对比(P＜0.05，*代表差异具有统计学意义)

2.2 切削量扣分 实验组及对照组的切削量扣分在训练过程中均呈现明显下降趋势(图4A)，其中第四、五组训练实验组扣分低于对照组，且差异具有统计学意义(P＜0.05)。

2.3 肩台扣分 两组肩台扣分均随训练次数增加而呈逐渐下降的趋势(图4B)。前四次训练中，实验组肩台扣分稍高于对照组，但差异不具统计学意义；最后一次扣分实验组低于对照组，且差异具有统计学意义(P＜0.05)。

2.4 聚拢度扣分 五次训练中，两组聚拢度扣分存在差异(图4C)，但均无统计学意义(P＞0.05)。

2.5 体积比扣分 五次训练两组体积比扣分均逐渐下降(图4D)；组间体积比扣分均存在差异，差异均为统计学意义(P＞0.05)。

图4 实验组与对照组扣分项对比(P＜0.05，*代表差异具有统计学意义)

3.讨论

基于牙体预备是口腔固定修复临床实践中的关键步骤之一，因此也成为了《口腔修复学》教学的重点。传统的教学方法一般由实践指导教师演示牙体预备流程，学生自行进行牙体初步预备，交由教师评判或指导后，学生再进一步预备和修整。这种教学方式存在多方面缺陷，一方面评判过程存在教师评估的主观性，给予学生的评判标准可能存在不一致的情况；另一方面实践指导教师需兼顾不同学生，难以在过程中全程观察、指导学生操作，从而导致指导效率和效果低下[8]。因此，近年来，大量教学研究致力于牙体预备教学方法的革新。如，学生可在备牙前制作硅橡胶导板，用于备牙过程中的指导，可以一定程度上在备牙过程中辅助指导学生对备牙量的认识。但是，该方法因硅橡胶导板的硬度、人工测量读数存在误差等原因而存在一定的不准确性和标准不统一性；同时，导板的制作、切割、使用导板测量牙体预备量等操作也比较耗时。

随着计算机技术、虚拟技术等的发展，数字化培训系统应运而生，并逐渐发展为口腔实践培训的热门手段[9-12]。仿真实习模拟系统主要用于模拟临床实践中的牙椅、患者头颅，便于学生练习体位、支点等，目前已广泛应用于各大院校的实验课程和实习前岗前培训等[13]。虚拟仿真过程模拟/评估系统通过数字化转换将虚拟的牙体预备信号传递到触觉手机上，操作者根据手机的力度反馈牙体预备情况[14-18]。该类系统目前又有两种形式：一是完全虚拟练习，不进行实际的树脂牙预备[11]；这种形式可谓是现实和虚拟的桥梁，对口腔临床训练具有高仿真模拟、减少耗材、可重复性、过程无风险等优点；一是进行与系统匹配的特定树脂牙预备，由手机头反馈信号[7]，在实时记录操作的同时，可以让学生更实际的模拟临床操作感受，也可以实时提示操作者错误以及时评估调整，从而协助教师实现及时教学以达到更好的操作效果，另外还能进行过程回放。理论上说，过程评估系统一般都包含有结果评估，属于较为理想的教学评估方式。但是，目前现有的多种过程评估系统尚存在临床模拟度不足、触觉手机的运动维度有限等问题，容易影响学生在训练过程中以及对标准化结果的判断。

数字化结果评估系统着重于对训练结果的评估，在不考虑训练过程中问题的前提下，可以对训练结果有较为精准的评判，使教师与学生对自己预备后牙体的各方面参数更加直接、客观的认识，更容易发现牙体预备的不足之处，便于学生提高操作技能，也便于教师调整教学侧重点，目前在我国高校教学中逐渐推广应用[19-22]。日进FAIR GRADER 2000系统是近年来新推出的一种数字化结果评估系统，包含扫描仪及评估软件两个主要部分，多被运用于各项口腔本科生、规培生、青年教师等的技能操作大赛中，经实践证实，扫描精度较高，评分标准贴近临床实际，但目前尚未被广泛应用于各大院校的常规教学中。本实验选取了口腔医学本科生的实验课教学作为评估目标，采用了传统的教师讲解演示、学生练习实践的方式，并借助已被实验教学与临床实践广泛接受的硅胶导板作为过程指导，同时可以随时请教老师，对比有无标准化的结果评估对学生理解和接受的影响，客观评价FAIR GRADER 2000系统在牙体预备教学中运用的效果，为更好的将该系统运用于牙体预备常规教学提供新的指导。

从综合得分来看，随着训练次数增加，实验组的提高效果要显著优于对照组，这与学生可以从FAIR GRADER 2000系统上观察到自己预备后的效果相关。直观的三维立体结构对比，清晰的不同项目、不同部位扣分点显示，给了学生更好的感性认识，容易明确修正的方向，获得更大的进步和提高。

从失分项目来看，两组学生的主要失分都在于对牙体切削量的把控不足上，但经过FAIR GRADER 2000系统评估结果的提示，实验组学生能够及时调整自己的问题，因此扣分数有了显著的下降，并在肩台、聚合度、以及整体体积比的上，有了优于对照组的细节把控。对不同修复体预备后基牙的三维形态以及牙体预备量的把控需要较高的空间感，一直是牙体预备教学中的难点，尤其是在体积较小、但美观要求更高的前牙区。通过该FAIR GRADER 2000系统的辅助，可以帮助学生分析该次预备中的优点与不足之处，加快对量与形的掌握，尽可能实现精准牙体预备的目标。在该系统软件界面形象的辅助下，学生对教师的提问亦有所减少，减少了学生自评及教师评估的时间，提高训练效率。

诚然，本次教学实践在研究过程中也发现该系统存在着一定的问题。如，该系统的评分标准需由研发公司统一设定，各教研室无法根据自身情况进行个性化的教学设计、随时更改评分要求；且由于该系统仅为结果评估，过程教学仍为人工测量和观测，学生对牙体预备的精准度评估以及操作的效率仍受到一定的影响。而如前所述，目前市售的多种过程评估系统，也存在着标准不统一的现象，同时实时信号采集受体位、手机压力等限制，易发生信号丢失或采集不完整等问题，干扰教师和学生的评判。

综上所述，FAIR GRADER 2000系统可以辅助教师提高牙体预备教学质量，使学生的总体牙体预备质量得到提高，并有助于学生在实践过程中提高自我评估能力。但数字化教学评估系统如何开发出临床模拟度高、评估精度高、过程与结果评估相结合、并统一不同学科、类型教学标准，是未来数字化口腔教学系统研发的重点。