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四川大學華西口腔醫學基礎實驗教學中心

口腔種植手術操作實驗教學虛擬仿真項目

口腔種植手術虛擬仿真模擬器使用手冊

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  1、系統程序使用開機后進入管理系統界面:

  1. 單擊主窗口的應用程序標題或應用程序圖標,將在右側顯示應用程序的圖片、版本及文字說明;

  2. 單擊應用程序圖標,點擊運行按鈕。將啟動運行該應用程序,視應用程序本身性能,可能需要稍微等待幾秒;

  3. 單擊主界面的右上角的重啟/關閉按鍵,系統計算機將相應地重啟或關閉;

  4. 單擊主界面上方的配置工具按鍵,將啟動一個全屏的Wrapper窗口程序,在該程序中啟動目標的配置工具;

  5. 如果目標配置工具不小心被隱藏了,點擊Wrapper窗口程序界面的“CLOSE”按鍵將關閉目標配置程序及Wrapper窗口程序,此時可再重新運行配置程序。

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圖 1-4 程序管理界面

  2、組件概覽

  在使用該口腔數字化虛擬仿真培訓系統前,瀏覽該章節,有助于您熟悉設備。

  2.1整體外觀

  產品整體外觀如圖所示:

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圖 2-1 設備外觀圖

  產品的整體外觀可分為幾個部分,分別為:

  A:高清液晶顯示器

  B:觀察窗口

  C:高清觸屏顯示器

  D:左/右手操作手柄

  E:力反饋設備基座

  F:主體部分(含3D標)

  2.2手術手柄

  模擬手術器械手柄如圖所示:

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圖 2-2 力反饋手柄圖

  手術手柄用來模擬手術時醫生使用的手術器械,分為左//右手,該部分為主要的操作部分;同時本模擬器所選用的器械手柄,源于臨床專業壓花3/8英寸粗手柄,易于控制并減輕手部肌肉疲勞度,種植機頭外形參數及重量充分與實際一致,保證了操作真實手感,訓練中形成肌肉記憶。

  2.3高清觸屏顯示器

  高清觸屏顯示器如圖所示:

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圖 2-3 高清觸屏顯示器

  高清觸屏顯示器主要是一些功能的選擇切換,對軟件的一個操作控制,不需要用戶進行繁瑣的鍵盤鼠標操作。

  2.4主體部分

  主體部分如圖所示:

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圖 2-4 設備主體

  主體部分主要是安放電腦主機,并提供了一個可移動的底座,方便設備移動。

  3、使用準備

  該章詳細介紹了如何使用口腔數字化虛擬仿真培訓系統,為了確保您安全高效地使用該設備,務必保證您的每一步操作都嚴格遵照說明進行。

  3.1準備事項

  3.1.1練習拿取力反饋設備手柄

  開機前保證手柄的力反饋端頭處于標準插口內,正確的力反饋設備手柄(口鏡/探針/刮治器)的拿取方式如圖所示,請勿以其他方式拿取力反饋設備!

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圖 3-1 正確拿取 圖 3-2 錯誤拿取

  3.1.2最佳人體工學坐姿

  在開始操作口腔數字化虛擬仿真培訓系統之前,請閱讀以下建議以便保持最佳人體工學工作姿勢。以下示意圖顯示了用戶在使用口腔數字化虛擬仿真培訓系統時的最佳坐姿。

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圖 3-3 正確坐姿

  為做到上述坐姿,請遵循以下建議:

  (1) 調節椅子的高度,使雙腳可以舒適地平放在地上。

  (2) 確保您的小腿豎直,大腿略微下彎。

  (3) 確保后背靠在椅子背上。

  (4) 按照上述要求正確坐下時,您需要檢查一下是否處在針對口腔數字化虛擬仿真培訓系統的正確工作高度。

  使用者調整椅位,獲得中性體位坐姿,前臂與地面平行與操作平臺等高,均衡分布體重,大腿與地面平行,上半身與大腿成90度角,坐姿足夠低,以便雙足根可以舒適的平放在地面上支撐身體。

  3.2系統啟動

  接通電源,按下系統右側的“電源開關”開啟設備;若設備發出綠色的啟動信號,證明設備能正常啟動;設備正常開啟后右側的觸屏顯示器會進入應用程序管理界面,點擊“種植數字化虛擬仿真培訓系統”,然后點擊運行按鈕系統啟動,訓練系統啟動后的界面如圖9所示。

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圖 3-4 電源開關

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圖 3-5 登錄界面

  4、功能模塊

  4.1種植基礎知識

  點擊左側任務欄的“種植基礎知識”按鈕,即可進入基礎知識模塊。

  基礎知識教學借助虛擬現實、數字圖像等多媒體技術,訓練操縱者對口腔基本理論技能的掌握,使得教學更加的通俗易懂。種植基礎知識包括:牙種植體手術器械、牙種植相關口腔頜面部解剖結構兩個模塊的內容。

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圖4-1 種植基礎知識

  4.1.2牙種植手術器械

  點擊“牙種植手術器械”按鈕,進入25種手術器械介紹界面。左側是器械外形簡圖,點擊器械的簡圖右側出現該種植器械的3D模型及相應的文字介紹。手指滑動屏幕可以多方位角度和放大縮小查看種植手術器械,點擊右側窗口數字按鈕,可以切換視覺中心細致觀察當前手術器械。

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圖4-2 牙周種植手術器械

  4.1.3種植相關頜面部解剖認知

  點擊“口腔解剖”按鈕,進入牙種植相關頜面部解剖結構的解剖界面,包括上頜竇解剖、鼻腔解剖、前鼻嵴解剖、鼻腭孔和鼻腭管解剖、腭大孔解剖等。界面左邊是人體頭部各個結構分布位置的總體概覽,對相應位置分布用紅色點表示,點擊介紹按鈕,左側上方出現該解剖結構的細節顯示。右下方是該結構的詳細文字描述。界面中提供可調透明度查看功能,滑動透明度滑動條,可以實時調節頭骨的透明度。

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圖4-3 口腔解剖

  4.2種植系統

  點擊界面左側“種植系統按鈕”,進入多種種植系統的介紹。目前系統中設置了士卓曼、諾貝爾和百康種植三種國際一線種植系統;并通過多媒體技術對這三種種植系統的基礎理論器械和流程進行介紹。系統的可擴展性為更多牙種植系統的進入提供空間。

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圖4-4 種植系統

  4.2.1士卓曼

  點擊士卓曼系統,界面分為種植體和器械盒兩類進行介紹。點擊“種植體”模塊,進入多類種植體的詳細界面。界面中分為四個層面介紹種植體。分別為“種植體系列”、“全部種植體”、“適應癥和禁忌癥”、“術前設計”。點擊界面上方的分類文字,既可了解相關介紹。

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圖4-5 士卓曼種植體

  點擊“返回”按鈕,然后點擊“器械盒”。進入完整器械盒及完整種植轉頭的介紹界面。用戶可以通過手指滑動屏幕來旋轉器械盒進行查看,點擊器械盒中任一個轉頭在界面右上方即有該轉頭的近距離詳細介紹。右側下方文字是當前查看種植器械的介紹文字。

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圖4-6 士卓曼器械盒

  4.2.2諾貝爾

  點擊“諾貝爾”按鈕,進入選擇介紹種植體與器械盒界面。點擊“種植體”模塊,進入種植體的詳細界面。界面中分為三個層面介紹種植體。分別為“NobelActive發展歷史”、“NobelActive產品”、“NobelActive種植體獨特設計”。點擊界面上方的分類文字,既可了解相關介紹。

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圖4-7 諾貝爾種植體介紹

  點擊“返回”按鈕,然后點擊“器械盒”按鈕,進入諾貝爾的器械盒介紹。界面左側為器械盒整體認知,可通過手指滑動屏幕進行放大旋轉查看。點擊任一個種植器械在界面右上角會出現對于細節近距離的觀察窗口,下方并配有文字說明。

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圖4-8 諾貝爾器械盒

  4.2.3百康

  點擊“bicon”按鈕,進入選擇介紹種植體與器械盒界面。點擊“器械盒”按鈕,進入百康的器械盒介紹。界面左側為百康器械盒整體認知,可通過手指滑動屏幕進行放大旋轉查看。點擊任一個種植器械在界面右上角會出現對于細節近距離的觀察窗口,并帶有相應的文字說明信息。

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圖 4-9百康器械盒

  4.3基本能力訓練

  點擊右側“基礎能力訓練”按鈕,進入種植基本功訓練模塊。借助力反饋設備,完成用戶臨床前手部運動控制能力的訓練,提高用戶對基本功的掌握、精確控制備洞位置以及備洞時的垂直提拉等基本操作能力,為臨床專項技能的訓練奠定基礎。

  該模塊包括四個訓練點。分別是鉆削基本功、種植基本功、鉆削力感體驗和種植機使用。鉆削基本主要訓練用戶對鉆削形狀的把握,包括鉆削深度,精度,形狀。并實時對鉆削進行評價。種植基本功是提取在種植過程中的一些訓練要點進行單獨的訓練。包括磨平,定點,軸線,和垂直提拉等。鉆削力感體驗在口腔四類骨的基礎上,對四類骨不同硬度反饋有不同的力反饋手感,使得用戶更加真實的體驗四類骨硬度的不同。種植機使用針對種植轉頭的不同,設置不同的轉速、扭矩、正反轉、和噴水冷卻,使得用戶對操作種植機及鉆頭的了解更加深刻。

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圖4-10 基本能力訓練界面

  4.3.1鉆削基本功

  點擊“鉆削基本功”按鈕,進入選擇鉆削圖形界面。系統中提供了八種鉆削圖案,可以訓練鉆削多種方案,以應對實際操作的多種復雜情況。點擊“練習1”,進入對應形狀的練習界面。

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圖4-11鉆削基本功界面

  鉆削界面中間窗口為操作的主窗口,進行訓練操作時眼睛看向設備頭部小窗口視區,小窗口的鏡面效果能將視覺與操作力覺進行空間上的對準。使得手眼更加協調。主視圖中藍色部分就是要鉆削去除的部分,藍色底下的黃色部分同白色部分,為不可鉆削區。界面右邊的數值是對當前操作的數據顯示。

  1) 點擊“開始”按鈕,踩住腳踏板。

  2) 使用力反饋設備進行鉆削。

  3) 可以更換球鉆及柱鉆進行訓練。

  4) 訓練結束點擊完成。

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圖4-12 鉆削場景

  4.3.2種植基本功

  點擊“種植基本功”按鈕,進入種植要點訓練界面。界面中包括磨平,定點,軸線,垂直提拉四個模塊,每個模塊中又分為不同牙位的訓練。種植訓練要點都是完整種植流程中更為重要的操作點。提取出來單獨有針對性的訓練以利于更好的種植手術。

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圖4-13 種植基本界面

  點擊“磨平”功能按鈕,選擇特定牙位進入當前操作的介紹界面,了解當前牙位磨平的訓練信息。點擊下一步,進入工具選擇界面,點擊工具、查看工具信息、點擊選擇,選擇好所有工具后點擊開始訓練。磨平模塊中,主要訓練用戶對凹凸不平的牙槽骨面進行磨平處理的技能。用戶可以通過3D鼠標進行視角的轉換。界面中央窗口為主界面。右邊窗口為當前工具介紹。

  1) 點擊“開始”按鈕,踩下腳踏板。

  2) 使用力反饋設備進行磨平

  3) 松開腳踏板,點擊“完成”按鈕。

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圖4-14 磨平操作場景

  點擊“軸線”功能按鈕,選擇特定牙位進入當前操作的介紹界面,了解當前牙位軸線訓練的信息。點擊下一步,進入工具選擇界面,點擊工具、查看工具信息、點擊選擇,選擇好所有工具后點擊開始訓練。進入種植軸線訓練模塊。軸線訓練模塊中,已經為用戶定點好種植位置,用戶只需在定好的點位使用先鋒轉進行轉出種植軸線。操作完成之后系統給出用戶的操作軸線的定位桿和標準軸線直觀比較,右側窗口也會給出相應的數據分析。

  1) 點擊“開始”按鈕,踩下腳踏板。

  2) 使用力反饋設備進行種植軸線操作。

  3) 點擊“完成”按鈕完成操作。

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圖4-15 軸線操作場景

  點擊“垂直提拉”功能按鈕,選擇特定牙位進入當前操作的介紹界面,了解當前牙位提拉訓練的信息。點擊下一步,進入工具選擇界面,點擊工具、查看工具信息、點擊選擇,選擇好所有工具后點擊開始訓練。進入種植提拉訓練模塊。垂直提拉訓練模塊中,已經為用戶定點好種植位置,用戶只需在定好的點位使用柱鉆進行無角度以偏移的提拉。操作完成之后系統給出用戶的操作提拉角度的定位桿和標準提拉直觀比較,右側窗口也會給出相應的數據分析。

  1)點擊“開始”按鈕,踩下腳踏板。

  2)使用力反饋設備進行種植軸線操作。

  3)更換3.5柱鉆操作。

  4)點擊“完成”按鈕完成操作。

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圖4-16 垂直提拉操作場景

  點擊“定點”功能按鈕,選擇特定牙位進入當前操作的介紹界面,了解當前牙位定點訓練的信息。點擊下一步,進入工具選擇界面,點擊工具、查看工具信息、點擊選擇,選擇好所有工具后點擊開始訓練。進入種植定點訓練模塊。定點模塊中,主要訓練找到種植操作時將種植體種下的位置點。種植點位與牙槽骨和周圍牙齒線相關。用戶可以訓練定點,然后操作結束系統給出用戶定點位置與最佳定點位置的偏差及數據分析。界面中央窗口為主界面。右邊窗口為當前工具介紹。

  1) 點擊“開始”按鈕,踩下腳踏板。

  2) 使用力反饋設備進行定點

  3) 替換2.3球轉進行定點

  4) 松開腳踏板,點擊“完成”按鈕。

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圖4-17 定點操作場景

  在磨平,定點,軸線,垂直提拉四個模塊中,都配有訓練結果展示、訓練過程記錄和記錄回放的功能。用戶可在訓練完成后點擊“記錄回放”按鈕,回顧自己剛才的操作過程。記錄回放支持多角度不同距離的回顧操作細節。使得用戶對自己的操作更加全方位的了解。

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圖 4-18操作回放界面

  4.3.3鉆削力感體驗

  點擊“鉆削力感體驗”按鈕,進入四類骨詳細介紹界面。界面左側是四類牙槽骨的對比圖,點擊一類牙槽骨在界面右上方式該類槽骨的近距離細節查看。用戶可放大旋轉查看牙槽骨的各個方位形態。右下方是當前查看牙槽骨的文字介紹。

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圖 4-19 牙槽骨介紹

  點擊“鉆削體驗”按鈕,進入四類骨力覺反饋場景,用戶可選擇四類骨分別體驗骨質硬度的不同,體驗中仍可以在當前類別骨質的參數基礎上自主調節“牙槽骨硬度”、“鉆削速度”、“扎入力度”參數,獲得不一樣的手感。同時可以切換“大球轉”、“柱轉”進行鉆削。

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圖4-20 四類骨力覺體驗

  4.3.4種植機使用

  點擊“種植機使用”按鈕,進入種植機調節界面。界面中隨機出現種植中可能使用的手機鉆頭,用戶設置與當前工具相符合的種植機設置。種植機設置包括轉速、扭矩、手機水柱、正反轉等的功能設置。設置完成點擊提交按鈕。在答案正確的情況下隨機下一個種植工具的設置。練習中強化用戶對種植工具的了解。

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圖 4-21 種植機使用

  4.4種植操作演練

  點擊右側“種植操作演練”按鈕,進入種植操作演練模塊。操作演練模塊中包括病例選擇,種植方案規劃,完整種植流程,種植操作評估一套完整的種植流程。用戶可以選擇多病例練習,CBCT觀察患者口內情況,體驗種植的完整種植流程。

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圖4-22 種植操作演練界面

  4.4.1 病例選擇

  系統提供多種類型的病例,包括單牙修復、種植固定橋修復、種植全口義齒修復、和其他類型的修復。用戶可以選擇其中一種進行訓練。點擊選擇的患者,進入患者病例的介紹頁面。界面對患者的主述、現病例、檢查結論、診斷等都有詳細描述,為以后的種植規劃及種植提供有效信息。

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圖4-23 病例頁面

  4.4.2 CBCT種植規劃

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圖4-24 CBCT規劃界面

  4.4.3 種植操作

  點擊“下一步”按鈕,進入實際種植操作界面。

  1窗口為操作主窗口,顯示當前操作中口腔和操作手機。按鈕“手”點擊可以顯示與隱藏手機上的參考手模型、按鈕“布”可以顯示與隱藏手術遮面布。

  2窗口為種植盒,種植操作時點擊這里選擇和更換操作工具。種植最后一步縫合即點擊“縫合”按鈕。

  3 窗口為錯誤操作的提示窗口,會提示下一步正確的操作。

  4 窗口為當前工具的介紹窗口。點擊“記錄”按鈕,可以三維的記錄這次手術的操作過程。在手術完成之后可以回顧查看。

  5 窗口為一個種植機,顯示當前轉速等信息,可以打開關閉種植手機。

  6 根據種植手術規劃中擇不同的種植系統及每種品牌提供的多種規格的種植體,后期種植操作會自動生成一套種植流程,操作者按系統提示完成標準化全種植流程虛擬操作。

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圖4-25 種植操作場景

  種植操作流程:

  1) 踩下腳踏板,使用力反饋設備進行種植。

  2) 可通過3D鼠標調整與患者的相對角度。

  3) 選擇切換不同種植工具,選擇工具順序根據之前規劃種植體的類型而定。

  4) 選擇到螺紋成形轉至最深處,踩下右側腳踏板,進行反轉。

  5) 選擇到種植體,種植至合適位置,踩下右側腳踏板,進行反轉出攜帶螺絲。

  6) 操作完成點擊縫合。種植操作完成。

  4.4.4 操作評估

  點擊操作界面右側,可以打開實時評估系統,界面中能夠試試捕捉到力反饋的信息。然后與之前規劃的種植體位置相比較。

  • 位置偏差窗口實時顯示種植點與規劃的種植體位置的偏差;

  • 角度偏差窗口實時顯示種植手機的旋轉與規劃的正確角度的偏差。

  • 俯視圖和側視圖CT片實時現象操作的手機在CT影像中的位置。

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圖4-26 實時評估界面

  種植操作完成,點擊“縫合”按鈕,評估系統給出規劃與種植體與操作的種植體三維偏差圖,手指滑動可以查看多個角度的偏差。并且給出植入點,末端和角度的分析數據。

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圖4-27 最終評估界面

  4.4.5操作回放

  種植操作完成,點擊“完成”按鈕,進入訓練結果界面,界面中可以進行對之前記錄的操作進行回放。用戶可以多視角觀看回顧自己剛才的操作過程。記錄回放支持多角度不同距離的回顧操作細節。使得用戶對自己的操作更加全方位的了解。

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圖4-27 種植操作回放

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