Разработка и оценка эффективности симуляционной методики обучения мануальным навыкам по модулю «Несъемное протезирование

Авторы:
  • В. В. Садовский
    Ассоциация общественных объединений «Стоматологическая ассоциация России», Москва, Россия
  • Б. Р. Шумилович
    Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко, Воронеж, Россия
  • В. П. Косолапов
    Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко, Воронеж, Россия
  • Д. Ю. Харитонов
    Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко, Воронеж, Россия
  • В. В. Ростовцев
    Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко, Воронеж, Россия
Журнал: Стоматология. 2019;98(1): 50-60
Просмотрено: 1043 Скачано: 21

Изменение потребностей общественного развития в условиях реформирования современного российского образования обусловливает его постепенный переход в режим инновационного развития.

Современный уровень развития стоматологических технологий выдвигает качественно новые требования по методикам обучения практическим умениям на этапе как вузовского, так и послевузовского образования. Актуальность проблемы подтверждается и обширной законодательной базой [1, 2].

К сожалению, существующая на сегодняшний день методика обучения мануальным навыкам на фантомах не обеспечивает должного уровня практических умений [3]. При традиционной системе практической подготовки медицинских кадров в России выше риск для пациентов; лечебные мощности используются неэффективно и не по назначению; в ходе выполнения учебной манипуляции требуется присутствие наставника; обучение зависит от графика работы клиники и наличия изучаемой патологии; нет возможности повтора манипуляции или вмешательства. Кроме того, оценка уровня практической подготовки обучающихся проводится субъективно, отсутствует единая система ее объективной оценки [4].

На сегодняшний день традиционная система практической подготовки врачей-стоматологов зачастую не отвечает требованиям безопасности при оказании пациентам медицинской помощи. До сих пор во многих учебных заведениях не полностью соблюдаются требования, согласно которым к оказанию медицинской помощи гражданам допускаются студенты, не только успешно прошедшие необходимую теоретическую подготовку, но и имеющие практические навыки, приобретенные на муляжах (фантомах).

Освоение практических навыков с помощью симуляционного тренинга исключает риск для жизни и здоровья пациента и обучаемого, позволяет проводить занятия по индивидуальной образовательной программе без учета режима работы клиники и рабочего графика преподавателя, дает возможность многократной отработки навыка и доведения манипуляции до автоматизма, обеспечивает объективный контроль качества ее выполнения, без труда моделирует редкие патологии и клинические случаи, позволяет снизить стресс, возникающий у молодых специалистов при проведении первых вмешательств на реальных пациентах [5—9].

В современной медицине выделяют три основных направления симуляционного тренинга [10, 11]:

1. Стандартизированный пациент.

2. Роботы-симуляторы пациента или манекены более простой конструкции.

3. Виртуальные симуляторы-тренажеры отдельных манипуляций и оперативных вмешательств.

Медицинское сообщество уже давно обратило внимание на новые возможности симуляционных технологий [12]. В 2008 г. в России зарегистрирован и начал издаваться профильный журнал «Виртуальные технологии в медицине». В 2012 г. создана общероссийская общественная организация «Российское общество симуляционного обучения в медицине», которая способствует внедрению в медицинское образование и практическое здравоохранение симуляционных технологий для приобретения навыков и умений, проведения сертификации и аттестации, выполнения научных исследований и испытаний медицинской техники и технологий без риска для пациентов. Практически во всех вузах уже имеются действующие центры практических навыков.

Но существует целый ряд проблем современного симуляционного обучения, характерных как для общемедицинского образования в целом, так и для стоматологического в частности: отсутствие единых методик и стандартов обучения, принятых на мировом уровне; разобщенность учебных центров вузов; несогласованность отдельных программ, отсутствие преемственности отдельных курсов; нехватка преподавателей, владеющих методиками симуляционного обучения; низкая мотивация преподавателей и студентов; недостаток финансирования.

Таким образом, необходимы дальнейшая разработка, апробация и внедрение в учебный процесс программ симуляционного обучения по различным разделам стоматологии, рекомендаций по методическому и организационному обеспечению симуляционного обучения, разработка типовых проектов и моделей оснащенности симуляционных центров различных уровней, единых критериев оценки эффективности симуляционного обучения, единой системы аттестации и сертификации обучающихся на основе симуляционных технологий и установления порядка их допуска к клинической деятельности, единых критериев оценки уровня практического мастерства, что и определило актуальность данного исследования [13].

Цель и задачи исследования

В свете решений Болонской декларации врач-стоматолог должен обладать значительным объемом знаний и пониманием фундаментальных биомедицинских, технических и клинических наук, а также обладать необходимым уровнем мануальных навыков. Поэтому для осуществления успешной подготовки будущего стоматолога одной из основных целей педагогического процесса является повышение эффективности обучения и повышения уровня практических умений по одонтопрепарированию при использовании в образовательном процессе виртуально-симуляционных методик.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Апробировать и провести клиническую оценку эффективности методики виртуально-симуляционного обучения одонтопрепарированию по модулю «Простое протезирование. Несъемное протезирование».

2. Дать сравнительную характеристику клинической эффективности разработанных и традиционных методик обучения и повышения уровня практических умений по одонтопрепарированию.

Материал и методы

Дизайн исследования

Работа представляет собой двухстадийное проспективное нерандомизированное исследование.

Критерии соответствия

Включение студентов в исследование 1-го этапа проводилось на основе добровольного согласия. Критериями включения в исследование являлись следующие параметры:

— добровольное согласие и выбор будущей специализации и профессиональной деятельности по специальности «стоматология ортопедическая»;

— идентичный вуз, курс и образовательный стандарт обучения по модулю «Простое протезирование. Несъемное протезирование»;

— отсутствие предыдущего среднего образования по специальности «стоматология ортопедическая».

Критериями исключения из исследования являлись следующие параметры:

— выбор будущей специализации и профессиональной деятельности по иным специальностям и/или нежелание участвовать в исследовании;

— наличие предыдущего среднего образования по специальности «стоматология ортопедическая».

Включение участников в исследование 2-го этапа проводилось на основе добровольного согласия. Критериями включения в исследование являлись следующие параметры:

— добровольное согласие, успешное окончание курса профессиональной переподготовки и наличие сертификата специалиста по специальности «стоматология ортопедическая»;

— обязательное участие в идентичных группах 1-го этапа.

Критериями исключения из исследования являлись следующие параметры:

— отсутствие сертификата специалиста по специальности «стоматология ортопедическая» и/или нежелание участвовать в исследовании;

— неучастие на 1-м этапе исследования.

Основу стандартизации участников исследования на всех стадиях исследования составило соответствие критериям включения и исключения.

Продолжительность исследования

Первая стадия исследования проводилась в период с января по май 2013 г., вторая стадия — в период с сентября по декабрь 2016 г.

Исходы исследования

Основной исход — завершенное исследование по разработке и внедрению оптимизированной программы виртуально-симуляционного метода обучения одонтопрепарирования опорных зубов при протезировании несъемными ортопедическими конструкциями (с использованием разработанной и запатентованной системы оценки эффективности полученных навыков, патент «Способ оценки выживаемости приобретенных практических умений по препарированию твердых тканей зуба» (Б.Р. Шумилович, И.А. Спивакова, В.В. Ростовцев. Патент 2578813 РФ, МПК С1 5/00 G09B 23/28 (2006.01). (RU); заявл. 16.10.14; опубл. 27.03.16, бюл. № 9) [14].

Материал исследования 1-го этапа представили 82 человека, студенты 3-го курса обучающихся по модулю «Простое протезирование, несъемное протезирование». Все студенты были разделены на две группы — контрольную (42 человека), где обучение мануальным навыкам проводилось по традиционной методике с использованием тренинга на стандартных фантомах, и группу исследования (40 человек), где применялась виртуально-симуляционная методика одонтопрепарирования опорных зубов с использованием стоматологического симулятора V поколения CDS 100 (EPED, Тайвань).

Материал исследования 2-го этапа представили 48 человек, участвовавших в 1-м этапе, на 2016 г. молодые специалисты различных стоматологических учреждений Воронежа, прошедших курс профессиональной переподготовки по специальности «стоматология ортопедическая». Все участники исследования были разделены на две группы — контрольную (22 человека), где обучение мануальным навыкам на 3-м курсе вузовской программы проводилось по традиционной методике с использованием тренинга на стандартных фантомах, и группу исследования (26 человек), где в то же время применялась виртуально-симуляционная методика одонтопрепарирования опорных зубов с использованием стоматологического симулятора V поколения CDS 100 (EPED, Тайвань).

Исследование проводилось по разделу одонтопрепарирование опорных зубов под металлокерамическую конструкцию как наиболее массовый и востребованный вид несъемного протезирования.

Критериями оценки качества одонтопрепарирования на 1-м этапе исследования в контрольной группе служили результаты чек-листов по данному модулю и успешная сдача зачета, в группе исследования — результат сданного контрольного препарирования на симуляторе по 100-балльной шкале и согласно требованиям, представленным на рис. 1.

Рис. 1. Требования по размерам опорных зубов при препарировании под металлокерамическую коронку.

Помимо геометрии препарирования, включающей в себя объем препарирования, соотношение углов и качество зубодесневого уступа, программа оценивает количество повреждений соседних зубов, гладкость поверхности и перфорацию пульповой камеры. Устанавливался 15% допуск отклонения от «идеальных» параметров с вычетом баллов за каждое нарушение протокола препарирования. Минимальное количество баллов, необходимое для успешной сдачи испытания, — 70.

Критериями оценки качества одонтопрепарирования на 2-м этапе исследования в контрольной группе и группе исследования служили результаты сканирования моделей, отлитых из рабочих оттисков, полученных на клиническом приеме с помощью сканера Zirkozahn arti s600.

Исследование было одобрено независимым этическим комитетом Воронежского государственного медицинского университета им. Н.Н. Бурденко. У всех участников исследования было получено добровольное информированное согласие на обработку персональных данных. Дополнительно на 2-м этапе исследования получалось добровольное информированное согласие у всех пациентов на использование полученных клинических данных в целях проведения исследования.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью стандартного пакета Statistika 6.1. Стандартные программные пакеты перед их применением верифицировались в виде расчета искусственно стандартизированных данных с заранее известным результатом, что позволило охарактеризовать работу конкретной программы. При сравнении качественных признаков применялся критерий точной вероятности Фишера, а также критерий χ2 с поправкой Йетса.

В качестве метода многомерной статистики применяли кластерный анализ по методу средних для определения типов реакций на уровень мануальных навыков согласно методикам их получения.

Результаты и обсуждение

В ходе 1-го этапа в группе исследования предлагался курс обучения на компьютерном симуляторе CDS 100 компании EPED (Тайвань) (рис. 2).

Рис. 2. Компьютерный стоматологический симулятор CDS 100.
Уровень соответствия клинической ситуации 97%. Принцип работы симулятора построен на двусторонней связи компьютерной трекинговой системы и датчиков, расположенных на наконечнике и фантоме (рис. 3),
Рис. 3. Ключевые узлы компьютерного стоматологического симулятора CDS 100.
что дает возможность для постоянного объективного компьютерного контроля над ходом выполненных операций при различных видах механической обработки зубов.

Технические возможности прибора предусматривают как обучающий режим с теоретической и практической частями, так и режим экзамена с возможностью задавать вид и параметры препарирования.

В список предлагаемых заданий по модулю «Простое протезирование. Несъемное протезирование» входит препарирование под несъемные ортопедические конструкции (рис. 4, цельнолитая

Рис. 4. Препарирование, несъемное протезирование.
коронка, металлокерамика, безметалловая керамика, виниры и т. д.) зубов различной анатомической принадлежности, всего 6 уроков.

Программное обеспечение прибора доступно на английском языке, понятно даже для неподготовленного пользователя. Объем моделирования клинических ситуаций охватывает практически весь список патологии твердых тканей зуба. Несомненным преимуществом прибора, не имеющего аналогов на отечественном рынке, является возможность тактильного контакта пользователя с фантомом, т. е. препарирования в режиме реального времени, с последующей оценкой ошибок и возможностью их исправлений. На принте экрана программного обеспечения прибора, представленного на рис. 5, в

Рис. 5. Препарирование под несъемную конструкцию. Сравнительная характеристика.
левом столбце изображен общий вид обрабатываемого зубного ряда, в среднем — 3D-изображение результата учебного препарирования, в правом столбце — 3D-изображение образца одонтопрепарирования по данному уроку. На принте экрана, представленного на рис. 6, в
Рис. 6. Препарирование под несъемную конструкцию. Контроль объема препарирования.
левом столбце изображена сравнительная схема учебного препарирования, где красный цвет — исходные размеры зуба, зеленый — размеры реального учебного препарирования и желтый — «идеальные» размеры образца, в правом столбце — 3D-изображение учебного одонтопрепарирования с осью сканирования, которую можно изменять. В среднем столбце — текстовые данные с размерами по плоскостям и наличием ошибок по препарированию. Коэффициент твердости фантомных зубов соответствует твердости нативных эмали и дентина (по Виккерсу).

К сожалению, существующая на сегодняшний день стандартная методика обучения мануальным навыкам на фантомах не обеспечивает должного уровня объективной, а тем более статистической оценки уровня практических умений.

Основные недостатки существующей методики обучения:

— работа на стандартных фантомах исключает «обратную связь»;

— контроль над основными параметрами манипуляций (объем удаленных тканей, геометрия препарирования и т. д.) со стороны преподавателя только субъективный, «на глаз».

Именно по вышеуказанной причине основными критериями эффективности методики обучения стали результаты 2-го этапа исследования, где производилась объективная клиническая оценка качества одонтопрепарирования опорных зубов.

По опросу участников 2-го этапа исследования выяснилось, что наибольшие затруднения у них вызывают манипуляции, связанные с формированием адекватного уступа опорных зубов, что полностью коррелируется с данными литературы.

На 2-м этапе рабочие оттиски, взятые с клинического приема участников исследования, перемещались в зуботехническую лабораторию, где отливалась модель с фиксацией прикуса (рис. 7),

Рис. 7. Виртуальное изображение модели в сканере.
которая в последующем помещалась в сканер, в котором моделировалась клиническая ситуация в зубном ряду (рис. 8)
Рис. 8. Виртуальное изображение зубного ряда в сканере.
и последующее моделирование каркаса несъемной конструкции, параметры которого можно передавать в CadCam (рис. 9)
Рис. 9. Моделирование каркаса и подготовка модели для фрезера CadCam. а — вид сбоку; б — вид снизу.
и изображение готового каркаса на модели (рис 10).
Рис. 10. Готовый каркас на модели.
При неправильном препарировании и необходимости доработки опорных зубов сканер отсвечивает на экране двойное изображение с указаниями точек необходимой коррекции (рис. 11).
Рис. 11. Вид виртуального каркаса при необходимости механической доработки опорных зубов.

Количество и причины коррекционных доработок подвергались статической обработке по вышеуказанной методике.

На рис. 12 представлена

Рис. 12. Динамика качества мануальных навыков в контрольной группе по данным корреляционного дисперсионного анализа по Фридману. а — 1-й этап исследования; б — 2-й этап исследования.
динамика качества мануальных навыков на различных этапах исследования при применении традиционной методики обучения на фантомах, где первый столбец — показатель конусности отпрепарированного опорного зуба, второй столбец — окклюзионное соотношение и третий — показатель адекватности зубодесневого уступа (контрольная группа).

На рис. 13 представлена

Рис. 13. Динамика качества мануальных навыков в группе исследования по данным корреляционного дисперсионного анализа по Фридману. а — 1-й этап исследования; б — 2-й этап исследования.
динамика качества мануальных навыков на различных этапах исследования при применении виртуально-симуляционной методики обучения, где, как и в предыдущем случае, первый столбец — показатель конусности отпрепарированного опорного зуба, второй столбец — окклюзионное соотношение и третий — показатель адекватности зубодесневого уступа (группа исследования).

Таким образом, анализируя результаты исследований, полученные в контрольной группе, можно утверждать, что основной причиной необходимости дополнительной механической коррекции опорных зубов как на 1-м, так и на 2-м этапе исследования, неадекватность зубодесневого уступа с показателем ANOVA фактора 1.1 для 1-го этапа исследования и 1.15 для 2-го этапа, что свидетельствует о статистической тождественности предикторов этой группы.

Анализируя результаты, полученные в группе исследования, нами обнаружено отсутствие статистически достоверной разницы качества выполненных зубодесневых уступов на 1-м и 2-м этапах исследования, ANOVA фактор 0.9, что свидетельствует о статистической значимости такого предиктора, как предварительное приобретение автоматизма движений, приобретенное при работе с симулятором.

Результаты кластерного анализа представлены на рис. 14.

Рис. 14. Динамика количества дополнительных коррекций опорных зубов в группах по данным кластерного анализа. Пунктирная линия — контрольная группа; сплошная — группа исследования.

В кластере наблюдается разница значений средних величин переменной между участниками групп. Среднее значение переменной в группе исследования заметно ниже, чем в контрольной группе, а диапазон разброса средних величин переменной существенного значения не имеет (р≤0,1) и не влияет на объективность оцениваемых параметров.

Такую разницу средних величин переменной можно связать с клинической эффективностью используемой методики обучения мануальным навыкам. Так как непосредственно после 1-го этапа исследования средние величины переменной в разных группах отличались незначительно, то в данном вариационном ряду 2-го этапа изменились не только средние значения переменных в разных группах эти значения существенно различаются между собой.

Таким образом, применение компьютерного стоматологического симулятора CDS 100 в сочетании с базисной методикой обучения мануальным навыкам на этапах вузовского обучения студентов обеспечивает высокий уровень приобретения, а главное «выживаемости» практических умений, что, несомненно, способствует более качественной подготовке врача-стоматолога.

Исходя из вышесказанного, нам представляется весьма перспективным широкое использование компьютерного симуляционного обучения с эффектом обратной связи на этапах не только вузовского, но и послевузовского образования, так как его использование позволило получить убедительный практический эффект. Применение в образовательной программе CDS 100 позволяет добиться значительного снижения затраченного времени для достижения планируемого результата, использовать объективную оценку результатов обучения как на промежуточном, так и на итоговом этапах и уже с самого начала обучения привести уровень мануальных навыков в соответствие с современными требованиями практической стоматологии.

Несмотря на достаточно высокую стоимость прибора, целесообразность его массового применения в педагогическом процессе продиктована его высокой эффективностью при обучении студентов, клинических ординаторов, аспирантов, а также начинающих врачей-стоматологов.

Заключение

Компьютерный стоматологический симулятор CDS 100 — первая и единственная на сегодняшний день на отечественном рынке система симуляционного обучения мануальным навыкам с функцией «обратной связи», уникальная разработка тайваньской фирмы EPED. Прибор создан на основе компьютерного контроля выполняемых курсантом на фантоме манипуляций по механической обработке твердых тканей зуба в клинике терапевтической и ортопедической стоматологии с оценкой и возможностью исправления допущенных ошибок. Помимо обучающих, система содержит программу-экзаменатор, что обусловливает ряд ее неоспоримых преимуществ, а именно:

— возможность постоянного совершенствования уровня мануальных навыков и обучения новым технологиям с точки зрения юриспруденции;

— имитация клинической ситуации в режиме реального времени до 97%;

— снижение вероятности совершения врачебной ошибки в будущей клинической деятельности слушателя;

— высокий уровень академической успеваемости обучающихся.

Все это позволяет рекомендовать широкое применение компьютерного стоматологического симулятора CDS 100 в сочетании с базисной методикой обучения мануальным навыкам на этапах как вузовского, так и послевузовского обучения студентов и молодых специалистов для обеспечения высокого уровня приобретения, а главное — «выживаемости» практических умений, что в свою очередь, несомненно, способствует более качественной подготовке врача-стоматолога.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Садовский Владимир Викторович — к.м.н., президент Стоматологической ассоциации России; тел.: +7(495)609-6700; http://orcid.org/0000-0003-1793-7222

Список литературы:

  1. Шумилович Б.Р., Косолапов В П., Ростовцев В.В. и др. Разработка и предварительная оценка эффективности современных автоматизированных технологий обучения мануальным навыкам по специальности стоматология. Здоровье и образование в XXI веке. 2016;3(18):25-33.
  2. Шумилович Б.Р., Губин М.А., Елькова Н.Л. Роль информационных технологий в современном постдипломном стоматологическом образовании. Материалы научно-практической конференции сотрудников ИДПО. Воронеж: ИПЦ «Научная книга»; 2012;47-53.
  3. Горшков М.Д., Колыш А.Л. История симуляционного обучения в России и за рубежом. Медицинское образование и профессиональное развитие. 2012;3:126-127.
  4. Найговзина Н.Б., Филатов В.Б., Горшков М.Д. и др. Общероссийская система симуляционного обучения, тестирования и аттестации в здравоохранении. Виртуал технологии в медицине. 2013;1(9):8-24.
  5. Larsen CR, Soerensen JL, Grantcharov TP, Dalsgaard T, Schouenborg L, Ottosen C, Schroeder TV, Otesen BS. Effect of virtual reality training on laparoscopic surgery: randomized controlled tial. BMJ. 2009;338:1802-1809.
  6. Gaba DM. The future vision of simulation in health care. Quality and Safety in Health Care. 2004;13(suppl 1):2-10.
  7. Шумилович Б.Р., Спивакова И.А. Современные автоматизированные технологии в курсе симуляционного профессионального образования по специальности «стоматология». Институт стоматологии. 2014;1(62):28-30.
  8. Шумилович Б.Р., Ростовцев В.В., Кожевников В.В. Современные информационные технологии как эффективный метод обучения учащихся и пациентов в стоматологической клинической практике. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2015;4(14):801-804.
  9. Шумилович Б.Р., Спивакова И.А., Ростовцев В.В. Способ оценки выживаемости приобретенных практических умений по препарированию твердых тканей зуба. Патент 2578813 РФ, МПК С1 5/00 G09B 23/28 (2006.01). — Общество с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие «Искусство стоматологии» (RU); заявл. 16.10.14; опубл. 27.03.16, бюл. №9.
  10. Шумилович Б.Р., Ростовцев В.В. Эффективность методики симуляционного обучения мануальным навыкам по модулю «Кариесология и заболевания твердых тканей зубов». Вестник Тамбовского университета. серия: естественные и технические науки. 2016;22(6-2):1573-1577. ORCID org/10.20310/1810-0198-2017-22-6-1573-1577