虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用

虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用摘要：虚拟仿真技术在医学教育领域的应用已日益广泛。该文结合四川大学华西口腔医学院虚拟仿真实验教学中心建设情况，对中心的数字化3D虚拟口腔解剖实习平台、穆格数字化虚拟I：1腔技能培训系统及口腔医学仿真机器人实习机等虚拟仿真实验平台作一介绍，并对虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用作一展望。关键词：虚拟仿真技术；口腔医学教育；应用现状虚拟仿真，也称虚拟实境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。该系统利用计算机技术生成一个逼真的具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使操作者产生身临其境的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。该技术由美国V

PL公司创建人拉尼尔(JaronL

anier)在8O年代初提出，最早源于美国军方的作战模拟系统。9O年代初在商业领域得到进一步发展。目前虚拟仿真技术的应用领域日益广泛，除在军事作战模拟，飞机、船舶、车辆现实虚拟驾驶训练，飞机、导弹、轮船虚拟制造，以及在城市规划、地理信息、室内设计、文物保护等现实虚拟仿真模拟外，其在医学生物领域的应用也被广泛关注。本文结合四川大学华西口腔医学院虚拟仿真技术在口腔医学人才培养方面的应用，对虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用现状及展望作一介绍。1虚拟仿真技术在医学教育领域应用的必要性医学虚拟仿真实验教学是依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象的新型教学方式。学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果。教育部根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020周学东，等：虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用年)》，启动了国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作。虚拟仿真技术在医学教育领域的应用是促进医学教育生动化的需要。三维虚拟仿真软件和虚拟课堂系统相结合，兰州理工大学学报打破了时空局限性，为学生提供了真正的“开放性教学环境。传统医学教育难以直接展示人体结构、疾病发生及发展过程等内容，教学缺乏生动性，难以形象化，不利于学生更好地掌握医学知识。虚拟仿真三维软件技术建立的人体结构模型，使学生通过人机交互，在模型内部“漫游”，能够非常直观、轻松地学习人体解剖结构。不仅调动了学生的学习兴趣，而且将抽象的内容具体化、形象化，给学生留下深刻的记忆，也给教员提供了方便，大大提高了教学质量。虚拟仿真技术在医学教育领域的应用是提高医学专业实践性的需要。医学是一门实践性很强的学科，实验和实习贯穿整个教学过程。实验教学环境的优劣对学好这门课程至关重要。学生只有通过足够的验证性实验和一定数量的综合实验才能获得必要的综合技能。为医学教学打造的各种三维虚拟互动软件和虚拟课堂系统的问世，使得教学模具具有重复性和可逆性，学生得以有效培训一些无创性的操作方法，这对提高医学教学质量起到了很大的促进作用。虚拟仿真技术在医学教育领域的应用是医学教育顺应社会发展的需要。随着社会的发展，患者自我保护意识加强，医患关系矛盾日益凸显。这就要求学生在进入临床实践前必须尽可能地熟练掌握各种操作技巧，因此需要在临床前的技能训练中给学生提供更真实、【核心期刊-代发】更先进的模拟环境进行各种临床操作技巧的训练。应运而生的虚拟现实技术为教师、学生提供了一个无创性、无损毁性、无危险性的训练方式，通过学生在虚拟模型上的操作，完成对医学生基本技能的训练，为临床实习打下坚实的基础。2虚拟仿真技术在口腔医学教育领域应用的必然性目前，国内外口腔医学高等院校进行临床前技能培训主要应用仿头模训练系统。但这种仿头模训练系统无法将患者在治疗过程中的疼痛、不适等感受反馈给操作者，使学生及时纠正不良操作，缺乏临床感；其次该系统使用的是塑料牙，质地远不及真牙，不能体会真牙的操作感；再者，该训练模式只能进行牙体硬组织疾病等部分常见口腔疾病的治疗和操作训练，难以模拟口腔软组织疾病等其他口腔常见疾病，也不能进行拔牙、牙周根尖周手术及牙槽外科手术等操作训练。综合来看，仿头模的模拟训练项目较局限，给操作者带来的体验真实感不强，临床感不高，具有一定的局限性，不能完全适应日益发展的教学要求。因此，运用虚拟仿真技术进行虚拟实验教学是口腔医学教育发展的必然趋势。3虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用现状将虚拟现实技术与口腔教学相结合，在口腔教学领域是一次革命性的突破，欧美国家已有近20所高校使用了该技术。目前该技术在我国口腔医学教育领域也有了初步的尝试和应用。国内一些知名院校已在各专业课程的教学过程中逐步借助虚拟仿真技术来实现特定的教学功能，改进或替代传统的教学方式，其教个具体项目上都能得到良好的技能训练，为临床实习打下坚实的基础，解决在专业课实验教学中难以实现“身临其境”的难题。4．3口腔医学仿真机器人实习机口腔医学机器人训练机是一种临床前技术训练和临床实习的高仿真模拟训练设备，不仅有对学生进行必备临床技能培训的功能，还能模拟临床患者疼痛、呕吐等实时反应，甚至能模拟因操作不当造成患者不愉快等真实反应：如从患者眼睛上面移动物品时，能模拟出患者的恐怖感；操作者不慎碰到胸和肩膀时模拟出患者的不快反应；在设备口腔内安装了表现呕吐的反射传感器，来训练对敏感患者的操作治疗。同时学生还可以通过对机器人的问诊、解释治疗过程等语言交流工作学习与患者进行交流，完成学生接待患者时的“态度、习惯、接待方法”等重要方面的培养。通过仿真人的动作、语言、表情多种反馈信息，学生可以改良自身操作手法和与患者交流的语言，能够达到在没有教师的指导下，可以通过影像回放来重新冷静地审视自己，实现自我改善、自我学习的目的。5结束语虚拟仿真实验教学中心能实现传统实验不具备或难以完成的教学功能，在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，以及高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，为医学人才培养提供可靠、安全和经济的实验项目。从华西口腔实验教学目前已开展的部分虚拟仿真实验项目的教学效果看，师生对该技术的接受程度高，该技术的应用能调动学生的学习积极性，深受学生欢迎。未来虚拟仿真技术的发展方向还