Внедрение симулятора "Леонардо" в процесс обучения студентов стоматологического факультета

Резюме

Требования, предъявляемые в настоящее время к высшим учебным заведениям и образовательному процессу, диктуют внедрение инновационных технологий для обучения студентов. Во многих странах мира в последние годы идет активное внедрение технологий для электронного, часто дистанционного и виртуального обучения. Все это стало возможным благодаря внедрению виртуальных тренажеров и симуляторов, с возможностью моделирования разнообразных клинических случаев. Нами была проведена сравнительная оценка препарирования кариозных полостей студентами IV и V курсов на симуляторе "Леонардо" и на пластмассовых моделях. В итоге проведенного исследования выявлена положительная динамика в обучении студентов навыку препарирования зубов в обоих методах, при этом освоение принципов препарирования оказалось более понятным на симуляторе. Таким образом, при обучении на "Леонардо" нет необходимости работы с реальными пациентами, исключается негативное влияние человеческого фактора, объективно оценивается качество выполненного задания.

Ключевые слова:виртуальная реальность, образование, образовательные технологии, симулятор, студент

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Вайц С.В., Даурова Ф.Ю., Вайц Т.В. Внедрение симулятора "Леонардо" в процесс обучения студентов стоматологического факультета // Медицинское образование и профессиональное развитие. 2020. Т. 11, № 2. С. 92-98. DOI: 10.24411/2220-8453-2020-12007

Требования, предъявляемые в настоящее время к высшим учебным заведениям и образовательному процессу в целом, диктуют необходимость внедрения инновационных технологий для обучения студентов. Во многих странах Европы, Америки и Азии, а также в России в последние несколько лет идет активное освоение технологий для электронного, часто дистанционного, виртуального обучения. Все это стало возможным благодаря внедрению различных виртуальных тренажеров и виртуальных пациентов с функциями моделирования различных клинических случаев, что дает возможность обучающимся отработать любую из методик до идеала [1-3].

Цель данного исследования - оценка освоения качества навыка препарирования у студентов стоматологического факультета IV и V курсов с помощью симулятора "Леонардо" и на пластмассовых моделях.

Для осуществления данной цели нами были поставлены следующие задачи: 1. Создание опросника и проведение тайного анкетирования студентов IV и V курсов для оценки качества освоения навыка препарирования кариозных полостей.

2. Оценка навыка препарирования кариозных полостей студентами IV и V курсов на симуляторе "Леонардо" и на пластмассовых моделях.

Материал и методы

Для решения поставленных задач на кафедре терапевтической стоматологии РУДН были приобретены симуляторы "Леонардо" ООО "Производственное объединение "ГЭОТАР"" (рис. 1), которые позволяют отрабатывать методику препарирования различных кариозных полостей, а именно всех 6 классов по Блэку, и, кроме того, свободное препарирование.

Рис. 1. "Леонардо", ООО "Производственное объединение "ГЭОТАР""

Нами были применены следующие методы: 1) хронометрический, при котором оценивали время, затраченное на препарирование акриловых зубов и на симуляторе; 2) социологический на основании разработанного опросника [1].

Этот симулятор, совмещающий в себе возможности препарирования зубов на фантоме и трехмерную визуализацию всех действий на экране с автоматической оценкой, позволяет повысить уровень подготовки обучающихся. Он состоит из мобильной полнофункциональной стоматологической установки и системы электромагнитного трекинга. Благодаря тому что у симулятора есть возможность визуализировать положение виртуальных инструментов на экране монитора в реальном времени, а программное обеспечение оценивает точность производимых манипуляций, он помогает в освоении и повышении качества мануального навыка препарирования зубов [4, 5].

Все обучающиеся должны авторизоваться, перед тем как начнется занятие. После этого студент выбирает задание, которое необходимо выполнить, читает условие, а именно жалобы и анамнез пациента, после этого выбирает бор, необходимый для первого этапа препарирования, раскрытия кариозной полости. Затем выполняет этапы расширения, некрэктомии, формирование кариозной полости, финирование эмалевого края, при этом также проводит смену бора, необходимого для каждого из этапов препарирования.

Симулятор дает студентам возможность для самостоятельной работы в максимально приближенных условиях к реальности, а именно - отработки навыка препарирования кариозных полостей всех шести классов по Блэку, входящих в учебный план. Кроме этого, имеется возможность просмотра проведенной манипуляции студентом, так как в данном симуляторе выполняется автоматическая запись всех действий. Также имеется функция автоматической оценки выполненного задания. Все это позволяет в конце занятия проводить разбор всех ошибок, допущенных студентом [2, 3, 6, 7].

При работе на данном симуляторе студенты выполняют задание на челюсти во рту фантома, на зубах имеются кариозные полости различных классов по Блэку, они окрашены в черный цвет. При выполнении задания обучающемуся необходимо удалить все кариозные окрашенные ткани. Преподавателю не обязательно постоянно находиться рядом со студентом, так как система сама оценивает и сохраняет все данные выполненного задания, в том числе о качестве и объеме иссеченных твердых тканей.

Всего в нашем исследовании приняли участие 138 студентов IV и V курсов, имеющие опыт работы на акриловых зубах. Всем участникам в начале обучения было предложено провести препарирование кариозных полостей всех шести классов, с последующей оценкой качества препарирования в начале обучения и по завершении цикла (рис. 2-7). Также студентам было предложено анонимно ответить на ряд вопросов для выявления положительных и отрицательных сторон этих методов обучения, а именно: нравится ли работа на симуляторе? Какой из методов обучения считаете более полезным для освоения навыка препарирования? Какой из методов более понятен для восприятия?

Рис. 2. I класс по Блэку

Рис. 3. II класс по Блэку

Рис. 4. III класс по Блэку

Рис. 5. IV класс по Блэку

Рис. 6. V класс по Блэку

Рис. 7. VI класс по Блэку

Результаты

Преподаватели и студенты, которые пользуются этой системой обучения в настоящее время, подтверждают ее большую эффективность.

Следует отметить, что оценка качества препарирования акриловых зубов носит субъективный характер. При оценке качества препарирования на симуляторе она полностью стандартизирована и может считаться совершено объективной. Кроме этого, есть возможность проверить, насколько полно удалены кариозные ткани, и увидеть процент удаленных здоровых тканей, что невозможно сделать при работе с акриловыми зубами.

Время, затраченное на препарирование на моделях и на симуляторе, практически не отличалось и составляло для I класса чуть больше 8 мин, для II - около 12 мин, III - 10 мин, IV - 14 мин, V - 6 мин и VI - около 5 мин. В конце обучения также фиксировали затраты времени, и была выявлена положительная динамика при обеих методиках обучения (рис. 8).

Рис. 8. Оценка времени (мин), затраченного на препарирование всех классов по Блэку на акриловых зубах и на симуляторе "Леонардо"

При социологическом исследовании были получены следующие данные: из 138 студентов 28 (20,29%) сочли, что возможно использование обеих методик отработки навыка препарирования зубов, тогда как 110 (79,71%) отдали свое предпочтение только лишь обучению на симуляторе, так как оно оказалось более понятным для освоения принципов препарирования (рис. 9).

Рис. 9. Данные анонимного анкетирования студентов об оценке двух методик обучения

На основании изложенного выше можно сделать вывод, что при обучении на "Леонардо" нет необходимости работы с реальными пациентами, что, в свою очередь, позволяет избавиться от ряда недостатков: исключаются вопросы,связанные с медицинским правом; при оценке качества выполненного задания полностью исключается человеческий фактор.

Заключение

Симулятор "Леонардо" обеспечивает инновационный подход, позволяющий с очень высокой точностью создать реальные тактильные ощущения; дает студентам все преимущества клинического опыта. Помимо этого, он позволяет получить объективную оценку всех выполненных действий и увидеть их в записи в любой момент; есть возможность сохранения информации для последующего просмотра и оценки. К достоинствам технологии относится отсутствие необходимости переоборудования классов, она легко встраивается в уже существующие. Кроме этого, данный симулятор позволяет отрабатывать навыки обезболивания, обработки зубов под различные виды ортопедических конструкций, получения оттисков и удаления зубов. Этот симулятор можно использовать и при оценке итоговых и выпускных экзаменов.

Литература

1. Даурова Ф.Ю. Использование симулятора как систематического сценария для освоения студентами навыка препарирования зубов // Клиническая стоматология. 2016. № 3 (79). С. 72-75.

2. Suebnukarn S., Haddawy P., Rhienmora P., Jittimanee P., Viratket P. Augmented kinematic feedback from haptic virtual reality for dental skill acquisition // Journal of Dental Education. 2010. Vol. 74, N 12. P. 1357-1366.

3. Suebnukarn S., Hataidechadusadee R., Suwannasri N., Suprasert N., Rhienmora P., Haddawy P. Access cavity preparation training using haptic virtual reality and microcomputed tomography tooth models // International Endodontic Journal. 2011. Vol. 44, N 11. P. 983-989.

4. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. Москва : Высшее образование, 2006. 404 с.

5. Приходько А.И. Практикум по эконометрике: регрессионный анализ средствами Excel. Ростов-на-Дону : Феникс, 2007. 256 с.

6. Perrenot C., Perez M., Tran N. et al. The virtual reality simulator dV-trainer is a valid assessment tool for robotic surgical skills // surgical Endoscopy. 2012. Vol. 26, N 9. P. 2587-2593.

7. Luciano C., Banerjee P., DeFenti T. Haptics-based virtual reality periodontal training simulator // Virtual Reality. 2009. Vol. 13, N 2. P. 69-85.