數位技術應用於牙科模擬教學系統的介紹

莊淑芬

        使用模擬系統(manikin)是提升臨床前操作技能(preclinical operation skill)的一種培訓方式，其演進歷史最先是從1980年，以基本的上下顎模型固定在有模擬顳顎關節的假人頭上，模型上有可置換之樹脂牙，配合教師提供臨床情境，讓學生在模型上車牙練習。近來數位化臨床技術在牙科醫學領域飛速發展，其應用正逐步顛覆傳統牙醫作業；而將數位化系統導入臨床技術操作教學，也成為全球牙醫學教育不可或缺的一部分。 數位技術於牙科模擬教學系統的發展大致可分三階段：情境模擬、觸覺回饋、模擬機器人¹。其中以前二者或二者的結合之系統開發與應用較多。情境模擬可分為虛擬情境模擬(virtual reality simulation, VRS)與擴增實境模擬(augmented reality simulation, ARS)是利用電腦3D繪圖技術，建構一個三維空間的互動式擴增或虛擬環境，提供給使用者如同真實環境中的自由活動情境與互動設計，使用者可任意的控制與操作虛擬實境中的場景與事物，並經由電腦的運算給予即時的回饋，以提供模擬真實的環境互動與回饋。牙科的部分有一般牙科模擬系統、植牙手術導航系統等。國內目前有醫百公司應用於口腔衛生人員對於特需居家患者之口腔照護，建構出隧道式或單機式訓練系統。 此外臨床技術評估、考核及導引系統導入電腦化設備是近年牙醫教育界的一大突破，對於牙科學生而言，練習車牙各種窩洞、磨出標準規範的牙冠等是必要的臨床技能操作練習。由於牙科所用的車牙機高速運轉，臨床前的充分練習是必要的準備，可避免車削過多或過少的錯誤，也是確保病人安全的重要訓練。由於光學科技的進步、遠紅外線掃描及感應元件體積變得輕巧，可附加在臨床模擬系統與高速手機上，將模型上操作的情況同步呈現在螢幕上，並搭配臨床病例虛擬實境增加臨場感，例如醫百公司CDS-100 即屬此類(圖)。另外有些訓練系統納入觸覺回饋(haptic technology)，可將口腔與牙齒完全虛擬情境，使用者手持有力量反饋的拉桿進行動作，電腦依其位置產生不同觸覺。此技術已應用於航空、軍事、公共安全以及藝術的訓練，開發出牙科技能訓練的系統有Simodont Dental Trainer(Moog Co. 後轉為Nissin 公司生產)，與VirTeaSy Dental (Didhaptic)。學生可利用帶有牙科夾具的XYZ觸覺臂、自由移動鏡面工具、完全浸入式3D HD屏幕，練習植牙、牙齒修復、牙髓腔開擴等課程。 電腦輔助(computer-assisted)系統帶入上述數位化模擬系統之操作練習與評分方式，可讓學生自主學習並偵測錯誤^2-3。目前精準度逐漸提升，但系統的人因介面，如學生與老師學習操作時的過程、定位錯誤的校正困難、評分標準的客觀性，都是開發這些系統上需要特別注意的要點，才能有效便利牙科學生採用數位設備提升臨床前訓練之可能與應用。

圖片、醫百公司CDS-100

參考文獻

1. Perry S, Bridges SM, Burrow MF. A Review of the Use of Simulation in Dental Education. Simul Healthc 2015;10:31-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25574865/
2. Esser C, Kerschbaum T, Winkelmann V, Krage T, Faber FJ. A comparison of the visual and technical assessment of preparations made by dental students. European Journal of Dental Education 2006;10:157-61. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16842590/
3. Buchanan JA. Experience with virtual reality-based technology in teaching restorative dental procedures. Journal of Dental Education 2004;68:1258-65. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15576814/

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