一边磨削虚拟牙齿,一边用指尖感受阻力

长期以来,牙科院校的预临床实习一直是把塑料人工牙装在仿真头模上,由学生亲手磨削练习。如今,触觉(力反馈)虚拟现实模拟器正逐渐加入其中。在能像机械臂一样回传力反馈的装置上装上真正的牙科器械,磨削屏幕中的三维虚拟牙齿时,握着器械的手就会感受到与实际切削相近的阻力。荷兰Nissin Dental公司制造的“Simodont牙科训练器”是其中的代表设备。

在牙科院校实习室里,学生正用带机械臂的触觉VR模拟器磨削屏幕中的牙齿
在机械臂式触觉装置上装上实际牙科器械,一边磨削屏幕中的三维牙齿一边感受阻力的实习场景照片。AI生成图片

在以往的头模实习中,只有等学生磨削完成后,教授才能凭肉眼评分,而每次重复练习都需要更换新的人工牙。模拟器则可以反复调用同一颗虚拟牙齿,设备会实时记录磨削量、耗时和剩余牙体厚度,并当场给出评分。

髓室顶开得更好,但形态修整未必更佳

西班牙巴伦西亚欧洲大学研究团队在2025年发表的一项随机对照研究中,将173名三年级牙科学生分成两组,进行乳牙根管治疗(牙髓切断术)实习。一组先用Simodont预习,另一组只用传统方式练习,随后两组接受相同的实习考核。结果因项目而异:在打开髓室顶部的操作上,用Simodont预习的学生明显表现更好;而在修整髓室内部形态的精细度上,只用传统方式练习的一组反而略胜一筹,两组的总分在统计学上没有显著差异。

同一研究团队以40名四年级学生为对象,比较根管治疗中开髓的实习结果时,情况有所不同:先用模拟器预习的学生在开髓洞形态、髓室顶去除、内部形态三个项目上均明显领先。西班牙另一支研究团队将磨削61颗真牙的龋齿治疗实习与磨削虚拟牙齿的实习进行比较时,模拟器组的完成速度快得多,不过虚拟组的磨削体积比真牙组略大,但还没到临床上会造成问题的程度。

左侧是装有人工牙的传统头模实习台,右侧是由机械臂和屏幕组成的触觉VR模拟器
装有人工牙的传统头模实习台与机械臂式触觉VR模拟器并排对比的场景照片。AI生成图片

综合三项研究来看,模拟器并不会让所有手部技能都同等提升。在需要控制力度、精准钻入目标位置的操作上,效果明显;但在依靠指尖感觉修整细微形态的操作上,效果并不明确,有时甚至出现相反的结果。

学生自觉实力提升,但分数未必同步

墨西哥圣路易斯波托西自治大学对125名用Simodont实习的学生进行调查,近八成认为自己的手部技巧有所提升,比例相近的学生表示面对真实患者时的自信心增强了。前述根管治疗实习研究中,大多数学生也表示这有助于理解操作过程。不过,同一批学生中有相当一部分人提到,握着器械时指尖传来的触感与实际牙科手机不同,也有学生表示难以通过模拟器掌握打开髓室顶的手感。也就是说,学生感受到的自信心与评分表上的分数,并不总是朝同一个方向变化。

2024年发表的一项综合分析汇总了此前23项临床研究、共约1300名学生的数据,评价认为触觉模拟器总体上能提升手部技能。而最近的多项独立随机对照研究把这一评价拆分到具体项目重新审视,结果显示效果会因操作术式和评估项目而有所不同。牙科院校的实习工具正从头模明显转向虚拟牙齿,但这种转变尚未均衡地延伸到每一项指尖技术上。