牙科虚拟模拟器在儿科牙科临床前培训中的应用评估

《Advances in Medical Education and Practice》：Evaluation of the Application of a Dental Virtual Simulator to Pre-Clinical Pediatric Dental Training

虚拟现实技术在儿童牙科预临床培训中的应用效果及课程设计优化研究。比较分析发现，Simodont牙科训练器（SDT）与KaVo头显模拟器（HS）在提升牙科操作技能方面存在任务差异：根管预备中虚拟训练更优，而窝沟预备则传统训练更有效。学生普遍认可虚拟训练的辅助价值，但感知体验差异显著。课程设计需根据具体操作类型优化虚拟与实体训练的顺序。研究为虚拟现实技术整合牙科教育提供了实证依据，但需进一步探索多中心、大样本验证及感官反馈技术优化。

　　虚拟现实技术在牙科教育中的应用正逐渐成为一种趋势，特别是在预临床训练阶段。这项研究聚焦于比较两种训练方式——基于Simodont Dental Trainer（SDT）的虚拟训练与基于KaVo头模拟器（HS）的传统操作训练，旨在评估其在提升本科生牙科操作技能方面的有效性，并探讨如何将SDT训练合理地融入传统课程体系，以优化整体教学设计。研究背景指出，随着牙科技术的发展，传统教学方法在某些方面已显现出局限性，而虚拟训练系统则提供了标准化、可重复、成本较低且安全性更高的实践环境。然而，目前对于SDT训练效果的系统性研究仍然不足，因此本研究通过实验设计和数据分析，进一步探索了虚拟训练与传统训练之间的差异及其对学习效果的影响。

在实验设计中，研究人员招募了85名本科生牙科学生，随机分为两组：A组和B组。两组学生在不同的训练顺序下进行操作训练，A组首先使用SDT训练，B组则先使用HS系统训练。随后，两组学生交换训练系统进行后续练习，并在最后阶段统一在HS系统上接受测试。这一设计不仅有助于对比两种训练方式在不同时间点上的效果，还能够观察学生在不同训练顺序下的适应情况与技能掌握程度。此外，研究还通过问卷调查收集了学生对两种训练方式的反馈，进一步分析其主观感受与学习需求。

实验结果显示，短期训练效果在两种系统之间存在显著差异。对于某些特定的操作任务，如第二乳磨牙的乳头通路（pulpotomy）操作，两组学生在首次训练后的表现并无明显差异，表明SDT系统在这些任务上的初始教学效果与HS系统相近。然而，在第一乳磨牙的II类窝洞制备（Class II cavity preparation）任务中，使用SDT系统的学生在总分和多个技术项目上的得分低于HS系统的学生，这可能与SDT系统在模拟实际操作时的触觉反馈不足有关。尽管SDT系统在技术细节上提供了实时反馈，但其在某些需要精确控制和复杂触觉感知的操作中，仍无法完全替代传统训练的感官体验。

进一步分析发现，训练顺序对学生的长期表现具有重要影响。在II类窝洞制备任务中，A组学生在最后测试中的得分显著低于B组，说明在传统训练基础上进行SDT训练的顺序可能并不利于该任务的长期技能掌握。然而，在乳头通路操作中，A组学生在最后测试中的得分明显高于B组，这表明SDT系统在某些特定操作任务中具有更强的训练效果。这一差异可能与两种训练系统对不同操作任务的模拟方式有关，例如在乳头通路操作中，SDT系统通过力反馈技术能够更真实地再现操作中的触觉变化，而II类窝洞制备则更依赖于学生的空间感知和精确控制能力，这些能力在传统训练中可能更容易获得。

值得注意的是，尽管SDT系统在某些任务中表现优异，但超过一半的学生认为HS系统在提升操作熟练度方面更具优势。这反映出当前虚拟训练系统在模拟真实临床环境方面仍存在一定的局限性，尤其是在头颈部结构的模拟、操作手感的真实再现以及操作过程中的细节反馈方面。学生的反馈还表明，他们更倾向于在虚拟训练中获得即时的指导和反馈，无论是来自教师还是系统本身。此外，超过三分之一的学生希望能够在课外时间继续使用SDT系统进行练习，这显示出学生对虚拟训练系统的高度认可和需求。

从技术层面来看，SDT系统能够提供标准化的操作环境，使学生能够在有限的时间内反复练习，提高技能掌握的速度。然而，这种训练方式在某些方面仍需改进，例如增强触觉反馈的真实感、优化操作界面的交互体验以及提高系统对复杂操作任务的模拟精度。此外，研究还发现，不同操作任务在两种系统中的难度评价存在差异，这提示我们在设计课程时，需要根据具体操作任务的特点，灵活安排虚拟训练与传统训练的顺序，以最大化训练效果。

研究结果还强调了虚拟训练在牙科教育中的潜力。尽管目前的SDT系统仍无法完全取代HS系统，但其在提高学生操作熟练度、减少焦虑情绪以及提供即时反馈方面具有明显优势。这些优势使得虚拟训练成为一种有效的辅助工具，尤其适合那些需要精确控制和力反馈的操作任务。然而，为了实现更高效的技能培养，虚拟训练应与传统训练相结合，通过系统性的课程设计，使学生能够在虚拟环境中积累经验，同时在真实模拟器上巩固和提升操作技能。

此外，研究还发现，学生在不同训练系统中的学习体验存在显著差异。在HS系统中，学生普遍认为操作更加直观和真实，而SDT系统虽然提供了更多的重复练习机会，但在某些细节处理上仍需进一步优化。这种差异不仅影响了学生的主观感受，也对他们的技能掌握产生了实际影响。因此，未来的研究应更加关注如何提高虚拟训练系统的感官真实度，使其更接近真实的临床操作环境。

总体而言，本研究揭示了虚拟训练与传统训练在牙科预临床教学中的不同作用。SDT系统作为虚拟训练的重要工具，能够在某些操作任务中提供良好的训练效果，尤其是在需要力反馈的手术中。然而，对于其他依赖于精细操作和真实触觉感知的任务，HS系统仍具有不可替代的优势。因此，在课程设计中，应根据不同的操作任务灵活安排训练顺序，以实现最佳的教学效果。同时，虚拟训练系统的进一步发展和优化，将有助于其在牙科教育中的更广泛应用，为未来的教学模式提供更多的可能性。