基于数字化技术的口腔临床实习前强化培训体系构建及应用

Construction and application of a pre-clinical intensive training system for dental practice based on digital technology

摘要

目的 构建基于数字化技术的口腔临床实习前强化培训体系，探讨其在提高学生临床实践能力和临床思辨能力方面的应用价值。 方法 以某医学院口腔医学专业本科生为研究对象，构建包含口腔基本检查、临床前模拟技能训练和临床思辨能力训练三个模块的强化培训体系。其中，临床前模拟技能训练采用过程评估系统、结果评估系统及虚拟仿真牙医培训机进行数字化训练；临床思辨能力训练采用口腔人工智能机器人和标准化病人进行混合式训练。通过即时评价和追踪评价评估培训效果。 结果 过程评估和结果评估系统显示：学生G.V.Black Ⅱ类洞制备训练平均操作分值显著提高（P<0.01），根管预备训练中操作准确度、预备深度控制及轴向控制能力均显著提升（P<0.05）；磨牙铸造金属全冠预备的边缘完整性与轴面预备均匀度的评分及合格率均显著增长（P<0.01），整体完成质量合格率提高约20%；特殊人群问诊能力提升13.63%（P=0.032）；临床焦虑评分显著降低［从（6.82±1.24）分降至（4.73±0.92）分，P=0.006］；85.00%的带教教师认为学生临床综合能力有明显提升。 结论 基于数字化技术的口腔临床实习前强化培训体系对提高学生的临床实践能力和临床思辨能力具有积极作用，为口腔医学教育改革提供了新的思路。

Abstract

Objective To construct a pre-clinical intensive training system based on digital technology and explore its value in improving students’ clinical practice ability and clinical reasoning ability. Methods Taking undergraduate students majoring in Stomatology of a medical college as the research objects, a training system of three modules including basic oral examination, pre-clinical simulation skill training, and clinical reasoning ability training was constructed. The pre-clinical simulation skill training conducted digital training through process evaluation system, result evaluation system and virtual dental training machine; clinical reasoning ability training applied blended training using dental artificial intelligence robot and standardized patient (SP). The training effect was evaluated through immediate and follow-up assessments. Results The process assessment system showed that students’ average operational scores in G.V.Black Class II cavity preparation increased significantly (P<0.01), and the accuracy, depth control, and axial control in root canal preparation all improved significantly (all P<0.05). Significant improvements in both scores and pass rates for marginal integrity and axial preparation uniformity in molar cast metal crown preparation (all P<0.01), with an approximately 20% increase in the overall quality pass rate. Special population inquiry ability increased by 13.63% (P=0.032). Clinical anxiety score significantly decreased from (6.82±1.24) to (4.73±0.92) (P=0.006). 85.00% of clinical teachers reported notable improvement in students’ comprehensive clinical ability. Conclusion The pre-clinical intensive training system based on digital technology has a positive effect on improving students’ clinical practice ability and clinical reasoning ability, providing new insights for dental education reform.

关键词

口腔医学教育 / 临床实习前培训 / 数字化技术 / 临床思辨能力 / 标准化病人

Key words

dental education / pre-clinical training / digital technology / clinical reasoning ability / standardized patient

口腔医学是一门实践性极强的学科，临床实践能力和操作技能的培养是口腔医学教育最为关键的环节^[1]。随着我国医疗卫生体系的不断完善和口腔医疗服务需求的持续增长，市场对高素质、高技能的口腔医师需求日益迫切^[2]。与此同时，国家倡导的“新医科”理念正在深入医学各个领域^[3]，落实教育部提出的“卓越医生计划2.0”和新医科建设要求^[4-5]，口腔医学教育必须在人才培养模式上进行改革创新，以适应新技术、新产业、新模式对人才培养的新要求^[6]。

目前，口腔医学专业临床实习前教育存在诸多亟待解决的问题。首先，传统临床前实习教学模式局限性明显，过分强调理论知识传授和单一技能操作训练，缺乏系统化的临床实践教学体系，导致理论与实践的整合度不足。其次，虽然各院校已引进虚拟仿真系统、人工智能机器人等先进的数字化教学设备，但设备利用率偏低，未能充分发挥其在技能培训中的优势和潜能^[7]。此外，现行培训评估体系存在主观性强、标准化程度低等局限性，缺乏科学、量化的评价指标体系，难以对学生的临床实践能力进行客观全面的评估。这些问题严重制约了口腔医学专业临床前教学质量的提升。国内众多院校在口腔医学教育改革方面进行了积极探索^[8-9]，其中较为成熟的是客观结构化临床考试（OSCE）在实习结束后考核中的应用^[10]。然而，关于临床实习前的系统化培训体系构建和评估标准制定的研究相对较少。如何搭建本科实践教学和临床实习之间的过渡桥梁，帮助学生更好地适应临床实习，成为口腔医学教育改革中亟待解决的问题。

近年来，以人工智能、虚拟现实和增强现实为代表的新一代信息技术正在推动医学教育进入新阶段。这些技术在口腔教学设备中的应用，为提升临床实习前培训的效果提供了新的可能^[11]。例如，虚拟仿真技术可以模拟真实的临床场景，帮助学生在安全的环境中进行反复练习^[12-13]；人工智能技术则可以实现标准化的医患沟通训练和即时反馈^[14-15]。这些技术的融入不仅能够提高培训的针对性和有效性，还能为学生提供更加客观的评估和个性化的指导。基于上述背景，本研究旨在构建一套立足于数字化技术应用的口腔临床实习前强化培训体系。该体系整合了口腔基本检查、临床前模拟技能训练和临床思辨能力训练三个核心模块，通过引入过程评估系统、结果评估系统、虚拟仿真牙医培训机和口腔人工智能机器人等先进设备，结合标准化病人（standardized patient，SP）培训体系，为提升口腔医学生的临床实践能力和临床思辨能力提供新的解决方案。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取深圳大学医学部口腔医学院即将进入临床实习的120位本科生作为研究对象。纳入标准：①已完成口腔专业核心课程的学习；②具备基础操作技能；③自愿参与培训并签署知情同意书。排除标准：①核心课程考试不合格；②存在严重心理或身体疾病。

1.2 研究设计

采用前瞻性队列研究设计。培训持续5天，每天8学时，总计40学时。培训内容包括口腔基本检查模块（8学时）、临床前模拟技能训练模块（20学时）和临床思辨能力训练模块（12学时）。

1.3 培训体系构建

(1) 口腔基本检查模块

本模块主要训练学生的基础临床技能。在无菌意识培养方面，重点训练学生掌握无菌物品的识别与使用、手消毒操作规范等内容。针对人文关怀教育，着重培训医患沟通技巧和就医体验优化方法。体位调节训练则使学生掌握医师和患者标准体位的调整要点。同时，系统训练黏膜消毒操作，包括消毒剂的选择和使用方法。在检查技能训练方面，分为一般检查和特殊检查两个部分：一般检查包括视诊、触诊、叩诊和探诊等基本技能；特殊检查则涵盖牙髓活力测试、牙周检查等专业技能。此外，重点强化病历书写规范，指导学生准确记录和整理检查结果，培养规范化的临床记录习惯。

(2) 临床前模拟技能训练模块

本模块采用数字化设备与传统训练相结合的方式进行，主要使用过程评估系统（Nissin过程系统）、结果评估系统（Nissin结果评估系统）和虚拟仿真牙医培训机（Moog培训机15台）三种先进设备。训练内容分为牙体牙髓操作训练、修复操作训练和综合训练三个部分。牙体牙髓操作训练首先进行G.V.Black Ⅱ类洞制备，包括离体牙训练（15 min）、过程评估系统训练（20 min）和结果评估系统训练（15 min）。随后，进行根管预备和充填训练，其中包括离体牙训练（20 min）、过程评估系统训练（25 min）和根管充填训练（10 min）。修复操作训练包含两项主要内容：磨牙铸造金属全冠的牙体预备和磨牙邻牙合面合金嵌体的牙体预备。前者安排离体牙训练（20 min）、过程评估系统训练（25 min）和结果评估系统训练（20 min）；后者包括离体牙训练（15 min）、过程评估系统训练（20 min）和结果评估系统训练（15 min）。最后的综合训练环节使用虚拟仿真牙医培训机，进行龋洞和根管预备综合训练、牙体预备综合训练。每组训练时间为60 min，同时预留时间供学生针对个人薄弱环节进行强化练习。

(3) 临床思辨能力训练模块

本模块采用混合式训练方法，结合口腔人工智能机器人（intelligent robot ）和SP进行训练。首先建立病例库，包含50个涵盖牙体牙髓病、牙周病、口腔黏膜病等常见病种的典型病例。每个病例均包含标准化的主诉、现病史、既往史和辅助检查信息，为后续训练提供基础教学资源。在标准化病人体系构建方面，组建由2~3名教师组成的SP管理团队，负责招募和培训学生志愿者。培训内容主要包括三个方面：口腔临床常见疾病与症状问诊应答方法、特殊人群（如儿童家长、老人等）的表演技巧，以及医患沟通技巧的培养。具体训练分为两个阶段实施：第一阶段为人机问诊训练，学生利用口腔人工智能机器人进行标准化训练，每次训练时间为30 min，并能即时获取机器反馈和评分；第二阶段为SP问诊训练，安排学生与SP进行一对一问诊（每次20 min），由教师现场指导和点评，同时进行录像回放分析以帮助学生改进。

1.4 评价方法

(1) 即时评价

即时评价包含三个维度的评估。技能评估方面，采用百分制评分，综合数字化设备自动评分（占70%）和教师评分（占30%，使用统一评分标准）。其中，过程评估系统评价项目包括Ⅱ类洞制备、根管预备、预备深度控制和轴向控制；结果评估系统评价项目包括边缘完整性、轴面预备均匀度、就位道和整体完成质量，均以80分为合格标准。虚拟仿真综合训练评价项目包括综合操作评分、平均操作时间、操作流畅度和衔接准确性。思辨能力评估采用百分制，包括问诊完整性评分（25%）、临床思维逻辑评分（50%）和沟通技巧评分（25%）。满意度调查采用4级评分法（满意、较满意、一般、不满意），评估学生对培训内容、培训方式的满意程度以及数字化设备的使用体验。

(2) 追踪评价

追踪评价在学生进入临床实习6个月后进行，采用双向评价方式。实习带教教师评价表采用4级评分法（明显提高、有所提高、一般、无改善），评估学生的临床操作规范性、医患沟通能力和临床思维成熟度。学生自评问卷同样采用4级评分法（帮助很大、有帮助、一般、帮助不大），了解培训对操作自信心、医患沟通和临床思维的帮助程度，以便对培训体系进行持续优化。

1.5 统计分析方法

采用SPSS 26.0软件进行数据分析。计量资料采用(x±s)表示，组间比较采用t检验；计数资料以n(%)表示，组间比较采用χ²检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 数字化模拟技能训练效果评估

(1) 过程评估系统评分结果

过程评估系统对学生的牙体预备操作进行实时监测，评估结果如表1所示。在G.V.Black Ⅱ类洞制备训练中，学生的平均操作分值从首次训练的（72.46±8.62）分提高至培训结束后的（83.24±6.42）分（t=4.362，P=0.008）。在根管预备训练中，操作准确度从（68.73±9.24）分提升至（82.52±7.13）分（t=3.845，P=0.012）。在预备深度控制方面，分数从（70.25±8.83）分提高至（81.73±6.82）分（t=3.935，P=0.011）。轴向控制能力从（71.42±8.45）分提升至（82.86±6.73）分（t=4.163，P=0.009）。

(2) 结果评估系统评分分析

结果评估系统对最终预备体形进行了客观评价，评估结果如表2所示。数据显示，磨牙铸造金属全冠预备的各项指标均显著改善。边缘完整性评分从（70.24±8.92）提升至（82.63±7.32），合格率由66.67%提升至85.83%（χ²=7.624，P=0.004）；轴面预备均匀度评分从（72.36±7.84）提升至（83.75±6.67），合格率由68.33%提升至87.67%（χ²=6.935，P=0.006）。尤为显著的是，整体完成质量合格率提升了19.34%，达到85.17%，表明学生综合操作能力显著提高。

(3) 虚拟仿真综合训练表现

虚拟仿真综合训练评估结果如表3所示。平均分从首次训练的（73.62±8.43）分提高至培训结束后的（82.86±7.24）分（t=3.867，P=0.013）。操作时间由初始的（42.35±6.82）min缩短至培训后的（32.46±5.23）min（t=4.245，P=0.008），效率提升23.35%[(42.35-32.46)/42.35×100%=23.35%]。此外，操作流畅度从（72.84±7.93）分提高至（83.23±6.82）分（t=3.934，P=0.011）；衔接准确性从（71.92±8.24）分提高至（81.75±7.14）分（t=3.756，P=0.015）。这些指标的显著改善表明学生在操作协调性和精确性方面均有显著进步。

2.2 临床思辨能力培训效果分析

(1) 人机问诊训练评估

人机问诊训练评估结果显示（如表4所示），学生各项能力显著提升。问诊完整性评分从（75.32±7.86）提高至（83.73±6.82）（t=3.923，P=0.011），提升11.15%；病史采集逻辑性提升12.46%（P=0.016）；医患沟通技巧提升10.89%（P=0.013）。其中，特殊人群问诊表现提升最为显著，从（71.24±8.72）分提高至（80.95±7.42）分，提升13.63%（t=3.534，P=0.018），表明该训练模式有效提升了学生处理复杂问诊的能力。

(2) SP训练效果

SP训练效果评估显示，学生综合能力显著提升（如表5所示）。医患沟通技巧评分从（76.42±7.23）提高至（84.24±6.42）（t=3.824，P=0.012）；临床思维能力从（73.86±8.12）提升至（82.63±7.24）（t=3.656，P=0.015）；病理分析能力从（72.75±7.84）提高至（81.92±6.83）（t=3.745，P=0.014）。尤为显著的是，学生焦虑评分从（6.82±1.24）降至（4.73±0.92）（t=4.742，P=0.006），表明该培训模式有效缓解了学生的临床实践心理压力。

2.3 培训满意度调查

(1) 即时评价结果

培训后，学生对培训的满意度较高。数字化设备应用满意度达89.17%（χ²=12.624，P=0.002）；临床思辨训练模式满意度为90.00%（χ²=11.935，P=0.003）；培训时间安排满意度为87.50%（χ²=10.458，P=0.005）；教师指导满意度为90.00%（χ²=12.246，P=0.002）。表明培训设计较好地满足了学生需求（如表6所示）。

(2) 追踪评价分析

临床实习6个月后的追踪评价显示（如表7和表8所示），带教教师和学生自评结果均呈现积极反馈。85.00%的教师认为学生在临床操作规范性（χ²=8.624，P=0.013）、医患沟通能力（χ²=8.246，P=0.015）和临床思维成熟度（χ²=7.935，P=0.018）方面均有提升。学生自评中，87.29%认为培训提升了操作自信心（χ²=9.624，P=0.008），86.44%认为医患沟通能力有所提高（χ²=9.246，P=0.009），85.60%认为临床思维能力得到增强（χ²=8.935，P=0.011）。

3 讨论

口腔医学作为一门理论与实践紧密结合的学科，临床操作技能的培养始终是教学的核心挑战之一。随着医学教育改革的推进，传统的临床前实习培训模式已逐渐暴露出其局限性，难以满足现代口腔医学人才培养的需求^[16]。本研究通过构建基于数字化技术的口腔临床实习前强化培训体系，结合过程评估与结果评估系统，显著提升了学生的操作准确性和稳定性，特别是在预备深度和轴向控制等高精度要求项目中。这一改进主要归功于数字化设备提供的实时反馈和客观评价机制，有效克服了传统人工评价方式的主观性和反馈滞后问题。段琴^[17]研究指出数字化转型背景下须优化数字化智能环境建设与教学机制顶层设计，与本研究构建的数字化技术支持下临床培训体系理念相符；程谷等^[18]应用3D打印个性化模型联合数字化外科导板的研究表明，数字化技术能有效提高实习医生手术操作准确性，这与本研究高精度操作项目错误率显著降低的结果一致；王勇和赵一姣^[19]提出构建全新的数字化口腔医学课程体系对培养高水平数字化口腔人才的重要性，为本研究的口腔临床实习前强化培训体系提供了更广阔的教学背景和理论支持，也验证了数字化技术在口腔医学教学中的应用价值。

虚拟仿真综合训练在本研究中表现出显著优势，操作流畅度和衔接准确性也得到了显著改善。这表明学生通过训练建立了更为系统和规范的操作流程。此外，本研究创新性地采用了口腔人工智能机器人与标准化病人（SP）相结合的混合式培训模式，在问诊完整性、病史采集逻辑性和医患沟通技巧等方面取得了显著进展，特别是特殊人群问诊能力提升了13.63%，充分体现了该模式在复杂情境下的应用价值。王宇^[20]研究的医学标准化病人智能仿真训练系统通过结合快速原型技术、电子技术和多媒体技术等构建了逼真的模拟病人，为训练者提供身临其境的体验，这与本研究中口腔人工智能机器人与SP结合的培训模式理念相符；肖琳等^[21]在妇科实习教学中引入达芬奇机器人手术系统的研究显示，研究组在盆腔解剖结构、手术操作和妇科新进展方面得分均高于对照组，学科兴趣度也显著提高，这与本研究中虚拟仿真训练提升学生操作效率和准确性的结果相似；王莹^[22]通过“1+X”课证融通背景下的高职“工业机器人安装与调试”课程教学改革，采用优化教学内容、创新教学方法和强化实践教学等措施，提高了学生学习积极性和成绩水平，这与本研究中混合式培训模式提升问诊完整性和医患沟通技巧的成效相呼应，进一步证明了创新性数字化培训方法对提高教学质量的重要意义。

值得注意的是，培训后学生的临床焦虑评分显著降低，这不仅有助于提升学生的临床实践表现，也为提高临床教学质量提供了新的思路。追踪评价结果显示，85.00%的带教教师认为学生在临床操作规范性、医患沟通能力和临床思维方面均有明显提升，进一步验证了该培训体系的有效性。

然而，本研究仍存在一些局限性。首先，样本量相对有限且来自单一医学院校，可能影响结果的普适性。其次，追踪评价时间较短，未能全面反映培训效果的长期稳定性。此外，缺乏对照研究设计，难以完全排除其他因素的干扰。未来研究应扩大样本范围，延长随访时间，并开展对照试验，以进一步验证数字化技术在不同层次学生群体中的应用效果。同时，还须深入探索数字化技术在口腔医学教育中的系统化应用，以期为口腔医学人才培养提供更为科学和高效的培训模式。

4 结论

综上所述，基于数字化技术的口腔临床实习前强化培训体系能显著提升学生的临床操作技能和临床思辨能力，具有客观评价、即时反馈和标准化培训的优势，为口腔医学教育改革提供了新的思路和方法。未来需要进一步完善培训内容、优化评价体系，通过多中心研究验证其推广效果。

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基金资助

广东省“新医科”教指委2023年教学改革项目

2024年深圳大学教学改革研究项目(JG2024135)