口腔数字化定位体系结合CBL 教学方法在正畸托槽定位粘接教学中的应用

周 静 ，陈丽琼 ，冯雯娟 ，吴长云 ，孙 素 ，李昌全 ，王 荃

（1）昆明医科大学附属延安医院口腔科，云南 昆明 650051;2）昆明医科大学附属口腔医院第二门诊部，云南 昆明 650100;3）昆明市中医医院口腔科，云南 昆明 650051）

口腔正畸学是一门独立、抽象、专业性较强的学科。目前，直丝弓矫治是正畸主流技术，正确的托槽位置是这项技术能否取得成功的关键[1-2]，所以，在临床实习中，托槽的定位和粘接训练是非常必要的。传统口腔正畸托槽定位粘接带教常为带教老师讲解粘接原理、部位及步骤，然后在患者口腔内操作示教，接着“手把手”指导学生进行托槽定位粘接。由于牙冠解剖结构的变化及位置的偏差，使无经验的临床医师难以一次得到理想的托槽定位[3-5]，且指导时间较长，效率低，患者体验差，这要求笔者在教学中不断地进行改革和创新。

近年来，由于精准的口腔扫描技术和数字化模型建立，3D 打印技术的广泛应用，推进口腔正畸技术的发展[6-7]，也带来了正畸教学理念的变革[8]。如何与时俱进，把新的数字化技术结合带教经验传递给初学医生是笔者需要思考的问题。

本文旨在探讨应用数字化托槽定位体系结合CBL 教学方式，提升学生的学习主动性和对托槽定位知识点的深入理解，提高学生在临床上托槽直接定位粘结的准确性，能够在短时间内帮助初学医生达到托槽的精确定位，对提高错合畸形治疗有效性有着重要的现实意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象

抽取2020 年至2022 年已完成所有理论课程学习并在昆明医科大附属延安医院实习的学生和在昆明医科大学附属口腔医院第二门诊初次进修正畸的医生（两类医生均为初次进入正畸临床学习，正畸临床操作水平无差异）共56 人，按照随机数字表法分为实验A 组和实验B 组，每组28 人。实验A 组男18 例，女10 例；年龄19～25 岁，平均（21.52±3.35）岁。实验B 组，男20 例，女8 例；年龄19～25 岁，平均（21.32±2.25）岁。2组一般资料比较差异无统计学意义（P＞ 0.05）。对照组由3 名经验丰富的正畸带教老师在同一模型上进行托槽定位，调整，粘接，得出最终的托槽定位数据作为参照标准。

1.2 研究方法

选择昆明医科大学附属口腔医院第二门诊的1 例轻度牙列拥挤的病例，应用3-shape TRIos pod 3D 扫描仪进行扫描，获取精度20 µm，采用STL 格式输出上下牙列模型数据，利用3D 打印机（美国3D system）制作托槽定位粘接位置训练模型，批量打印，确保学生使用的模型一致。

对照组由3 名正畸经验丰富的带教老师在同一模型上进行直丝弓托槽定位，调整、粘接，最终形成的托槽定位数据作为参照标准。

实验A 组提前1 周由教师提出直丝弓托槽粘接相关问题，指导实验组学生查阅参考文献，并自行设计出适合的托槽定位粘合方案。教学时，学生在阅读参考文献时，进行分析讨论，阐明自己的观点。而后，教师应用数字化定位系统对该病例托槽定位粘接要点进行讲解，讨论存在的问题并进行总结，对重要知识点和疑难问题进行深入讲解，最后由学生自行在模型上进行托槽定位粘接。

实验B 组按照传统教学进行讲解，带教老师首先使用PPT 课件讲解直丝弓托槽定位粘接要点，接着在模型上示范定位过程，最后让学生自行在模型上进行托槽定位粘接。

1.3 测量方法及项目

1.3.1 数字化模型在完成托槽定位粘接后，通过专业技术人员进行3D 扫描，构建包括托槽在内的牙颌三维数字化模型，并将STL 格式输入到GeomagicStudio2012（64 bit）软件（Raindrop Technologies Limited）进行数据分析。

1.3.2 建立坐标系将对照组扫描数据导入Geomagic Studio 作为参考，获得原始基准坐标（见图1、图2），在此坐标系中，将实验组的模型资料与对照组进行最优匹配，保证所有模型重叠配准后偏差小于0.1（全局注册偏差分析显示绿色，见图3、图4），且所有的测量均在同一坐标系中完成。

图1 上颌坐标系Fig.1 Maxillary coordinate system

图2 下颌坐标系Fig.2 Mandibular coordinate system

图3 上颌最佳拟合后全局注册偏差分析Fig.3 Analysis of global registration bias after maxillary best-fit

图4 下颌最佳拟合后全局注册偏差分析Fig.4 Analysis of global registration bias after mandibular best-fit

1.3.3 托槽测量参考点托槽定位准确度一般从近远中方向、高度、扭转等方面考虑。托槽为多边形，选择托槽上3 个恒定的顶点，可构成稳定三角形，作为定位测量的参考点，见图5。

图5 托槽测量参考点Fig.5 Reference points for bracket measurement

1.4 统计学处理

变量均以中位数（下四分位数，上四分位数）Medium（Q1，Q3）进行表示。采用SPSS 25.0 软件对实验A 组，实验B 组与对照组之间托槽定位的差异进行分析；采用Kruskal-Wallis H 检验分析实验A 组和实验B 组和对照组在训练后托槽定位差异，检验水准以P＜ 0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

测量各实验组和对照组11～47 牙位上托槽定位点Pt1，Pt2 和Pt3 在三维坐标的位置。结果显示，对照组在PT1，PT2，PT3 3 个坐标方向离坐标原点距离分别为（0.46 mm，1.92 mm，1.39 mm）A 组在PT1，PT2，PT3 3 个坐标方向离坐标原点距离分别为（0.28 mm，1.54 mm，1.28 mm），而B组在PT1，PT2，PT3 3 个坐标方向离坐标原点距离分别为（5.41 mm，8.40 mm，6.07 mm）。Kruskal-Wallis H 检验结果显示，对照组、实验A 组和实验B 组3 组PT1、PT2 和PT3 差异均有统计学意义（P＜ 0.05）（表1）；实验A 组与对照组PT1、PT2 和PT3 差异无统计学意义（P＞ 0.05）；实验B组与对照组、实验A 组PT1、PT2 和PT3 差异均有统计学意义（P＜ 0.05）。由此可见，口腔数字化定位体系结合CBL 教学方法能够提高学生直丝弓托槽定位粘接精确性，教学效果优于传统教学组。

表1 对照组、实验A 组和实验B 组PT1-3 比较[M（Q1，Q3），mm]Tab.1 Comparison of PT1-3 in control，experimental group A and experimental group B [M（Q1，Q3），mm]

3 讨论

20 世纪70 年代初，Andrews 设计出直丝弓矫治器，该矫治器源于方丝弓矫治器，在托槽内预置了不同的轴倾角、转矩角且有不同的托槽底形态与厚度。要求托槽置于临床冠中心，轴向与临床冠长轴线平行。正确的托槽位置可以使牙齿的位置和排列更接近正常合六关键，并简化治疗，实现了事半功倍的矫治，提高矫正的效率[1]。

在传统教学中，带教老师讲解托槽定位的方法比较抽象，常规目测法将托槽放置在口内定位粘接，学生难以理解。由于口腔内视野有限，容易产生横向、纵向上的偏差，尤其是后牙托槽的轴向和横向定位困难，最后造成了不正常的轴倾度和牙旋转[9]。

1972 年Silveman 提出了间接粘结的概念[10]。目前使用的间接粘接技术是 Sondhi[11]提出的一种快速粘接工艺，它主要通过口腔扫描或取模来完成，然后在实验室进行精确分析，在模型上定位粘接托槽，利用压膜技术将托槽转移至个别托盘内，最后由医生将托槽粘接在牙齿上。间接粘结的优点是定位准确、椅旁操作时间较短，但制作过程相对复杂、技工室耗时和费用较高，制约了其发展。目前，我国口腔医疗技术水平飞速发展，数字化口腔技术在某种程度上得到了推广和运用，但口腔医疗的优势资源主要集中在各大口腔专科医院及三甲综合医院口腔科。3D 数字化技术对软硬件设施与成本要求高，数字化间接粘结技术还不能广泛应用于基层医院临床工作。因此，笔者着重研究将数字化托槽定位体系应用于临床教学。该方法可以直观、定量地反映出学生在托槽定位和粘接过程中出现的错误，从而提高了医生的托槽定位精度，避免过去教师的主观视觉评价误差。在对定位不佳的托槽进行错误原因分析后，教师指导学员进行反复的定位练习，使其定位精度得到很大的提升，同时也有利于提高学生的临床操作能力。

本实验分别对托槽上的3 个定位点（Pt1、Pt2、Pt3）进行三维测量（X、Y、Z），能够更好地判断托槽在三维方向上的位置精确性。笔者发现实验A 组、B 组与对照组托槽精确度的差异多集中在后牙区，前牙区精确度高，这是因为初学者对后牙区定位标志点不容易掌握，且后牙区视野不清楚有关。初学者可以应用口镜进行后牙区的反光进行托槽定位的调整，或调节自身体位，能够直视托槽。笔者从测量原始数据发现2 个实验组在Z 轴上获得的数据偏差与对照组有一定差别（无统计学意义），今后笔者将扩大样本量，进行更深入的研究。这提示学生放置托槽粘接材料过厚，定位按压不均匀，将会影响直丝弓托槽预设数据的表达效果，最终导致牙齿移动不佳的结果。所以在直丝弓托槽定位准确后应该均匀按压托槽，使托槽底部附着薄层粘接树脂，与牙面贴合良好，有利于直丝弓托槽预设数据的充分表达和促进粘接的稳固性。

本课题通过3D 扫描获得托槽定位粘接后的三维模型，使用Geomagic Studio2012（64bit）图像处理软件可将托槽在牙面上的位置清晰地反应，使用软件自带测量工具精确测量托槽在牙面三维方向上位置，使学生对托槽的定位有了更加全面的认识，获得更多的依据，保证治疗效果的最大优化。

CBL 教学是以个案病例为导向（case-based learning，CBL）教学的一种方法，它是以临床个案为依据，以病例为先导，以教师为引导，以学生为重点的小组讨论教学方法[12]。CBL 教学模式能够将直丝弓槽定位粘结的知识要点进行有效的衔接，使学生能够在案例分析中结合自学、独立思考和团队合作进行理论教学。通过模拟的临床实习来掌握理论知识，结合数字化托槽定位系统的指导，有利于学生自主、快速、精准掌握直丝弓托槽定位粘接过程的核心知识，利于团队协作，并能促进师生间交流互动。

综上所述，通过系统化、规范化、数字化直丝弓托槽定位粘接培训，能够使初学医生克服传统教学中粗略、抽象，视野不清楚等问题，具有独立进行正畸托槽精确定位的能力，使学生在有限的时间内获得更多的实践技能。该方法能够有效地解决过去由教师主观视觉评价带来的误差，为教师提供更为规范化的教学方案，从而提高教师的教学水平，提高教学质量，提高学生的临床实践能力。笔者后期将继续进行数字化定位技术结合CBL 教学方法在口腔临床教学的深入研究，期待能够提供标准化、程序化、可重复性的规范化培训流程，并将其应用于口腔各个学科的临床教学。