3D打印模型在中醫(yī)骨傷科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究※

王建忠 孫明啟 包國玉

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院創(chuàng)傷一科，呼和浩特010030）

3D打印模型在中醫(yī)骨傷科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究※

王建忠 孫明啟 包國玉

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院創(chuàng)傷一科，呼和浩特010030）

目的評(píng)價(jià)3D打印模型在中醫(yī)骨科學(xué)教學(xué)中的作用。方法隨機(jī)抽取36名內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)學(xué)院進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)的本科生為研究對(duì)象，將其平均分實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組參考教材《中醫(yī)骨科學(xué)》，結(jié)合臨床3D打印模型，對(duì)學(xué)生實(shí)施3D打印模型骨科教學(xué)。對(duì)照組學(xué)生單純實(shí)施普通教學(xué)。最后以理論方式和臨床實(shí)踐方式對(duì)比兩組學(xué)生考試成績及各考核指標(biāo)有無顯著性差異。結(jié)果通過3D打印模型實(shí)施教學(xué)的學(xué)生成績明顯高于對(duì)照組，兩組對(duì)比有顯著性差異（P＜0.05）；問卷調(diào)查顯示，學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣有所增加，試驗(yàn)組的學(xué)生對(duì)中醫(yī)骨傷科學(xué)的基本理論與基本技能的掌握水平亦有一定提高，與對(duì)照組相比有明顯差異（P＜0.05）。結(jié)論在中醫(yī)骨科教學(xué)中，運(yùn)用3D打印模型，能在一定程度上提高教學(xué)效果。

3D打印；教學(xué)法；中醫(yī)骨傷科學(xué)

在中醫(yī)骨科臨床教學(xué)中，如何形象地描述和展現(xiàn)骨折移位及復(fù)位過程，將解剖學(xué)和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到病例的診斷和治療，是中醫(yī)骨科教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。在沒有3D打印模型的輔助下，教師只能以文字描述或平面畫圖進(jìn)行灌輸式教學(xué)，方法簡單，形式枯燥。而學(xué)生只能被動(dòng)接受。如此一來，實(shí)際效果往往難盡人意。改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，樹立“學(xué)生為主，教師為輔”的教學(xué)新理念，改變學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性。提高其綜合分析能力、創(chuàng)新性思維能力、自學(xué)能力和主動(dòng)獲取知識(shí)與動(dòng)手能力［1］。

3D打印技術(shù)是目前全球最尖端的技術(shù)之一［2］，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，為教育行業(yè)打開了一扇新窗口，通過應(yīng)用3D打印技術(shù)，學(xué)生可以享受到最前沿的輔助教學(xué)技術(shù)，還可以促進(jìn)他們的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)他們的科學(xué)素養(yǎng)，為他們的職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

在本研究中，試圖運(yùn)用3D打印模型，通過數(shù)字化技術(shù)真實(shí)地再現(xiàn)患者的骨折與畸形的具體形態(tài)，為臨床教學(xué)提供直觀的數(shù)字模型。通過3D打印模型，學(xué)生可以更好地從臨床醫(yī)生的角度診治疾病，更好地理解患者的受傷機(jī)制，結(jié)合臨床表現(xiàn)以及影像學(xué)資料，從而正確診斷，合理治療，制定出相應(yīng)的手法復(fù)位操作。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取36名內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)學(xué)院2012級(jí)針灸推拿班學(xué)生，將其隨機(jī)分為2組，試驗(yàn)組和對(duì)照組各18名。兩組學(xué)生的年齡、性別、專業(yè)基礎(chǔ)等一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗(yàn)組參考統(tǒng)編教材《中醫(yī)骨傷科學(xué)》結(jié)合3D打印模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過理論授課將相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容講述完成后，模擬臨床場景，利用3D打印模型進(jìn)行實(shí)際操作，操作中出現(xiàn)的不足與錯(cuò)誤進(jìn)行現(xiàn)場糾正，重點(diǎn)步驟、主要手法著重強(qiáng)調(diào)，加深印象。

1.2.2 對(duì)照組按照教材的教學(xué)大綱進(jìn)行備課、講課。相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容講述完成后，結(jié)合臨床實(shí)際，用語言描述及平面圖示的方法講述骨科疾病的發(fā)病、臨床表現(xiàn)、治療；骨折的移位復(fù)位。對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講述，盡量使學(xué)生充分理解。教學(xué)過程中不使用3D打印模型。

1.2.3 測試及問卷調(diào)查對(duì)兩組學(xué)生進(jìn)行骨科知識(shí)及實(shí)際操作進(jìn)行考核，針對(duì)課堂認(rèn)真聽講程度、對(duì)《中醫(yī)骨傷科學(xué)》學(xué)習(xí)興趣、專業(yè)知識(shí)掌握程度以及獨(dú)立思維能力提高等方面進(jìn)行問卷調(diào)查。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件，分析所得數(shù)據(jù)，定量資料采用（）表示，若P值＜0.05，則表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 理論與實(shí)踐技能測試試驗(yàn)組學(xué)生測試成績（89.1± 1.30，n=18）明顯高于對(duì)照組（77.2±1.12，n=18）。兩組比較有顯著性差異（P＜0.05）。

2.2 調(diào)查問卷結(jié)果（表1）

表1 調(diào)查問卷結(jié)果（例）

表1顯示，在《中醫(yī)骨傷科學(xué)》教學(xué)過程中，試驗(yàn)組對(duì)學(xué)習(xí)更有興趣，專業(yè)知識(shí)的掌握水平、課堂認(rèn)真聽講程度以及獨(dú)立思維能力均得到很大提高，與對(duì)照組相比有明顯差異（P＜0.05）。

3 典型醫(yī)案

李某，男，54歲。左髕骨粉碎骨折，骨折后左髕骨粉碎骨折三維CT，模擬復(fù)位后圖示（圖1）。

圖1 左髕骨粉碎骨折復(fù)位前后3D圖

4 討論

3D打印是以數(shù)字化模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀塑料或金屬等可粘合材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造物體，是一種快速成形技術(shù)。被稱為“第三次工業(yè)革命”［3-5］。在計(jì)算機(jī)的控制下，基于材料累加和疊層方法，根據(jù)物體的空間結(jié)構(gòu)，分層堆積，自動(dòng)迅速地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)化為實(shí)體，甚至直接制造出外形與結(jié)構(gòu)等同于原形的、具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的零部件［6-7］。在臨床實(shí)踐中，3D打印技術(shù)制作的模型，可以在術(shù)前提供逼真的模擬環(huán)境。臨床研究表明，通過術(shù)前直觀的模擬手術(shù)，醫(yī)生可以嘗試不同手術(shù)方案以及復(fù)位方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化手術(shù)方案，從而制定出最佳的個(gè)體化的操作方法［8-10］。

3D打印的優(yōu)點(diǎn)也被用在各專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中。到目前為止，還沒有見到3D打印技術(shù)在《中醫(yī)骨傷科學(xué)》教學(xué)當(dāng)中得到很好應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道。《中醫(yī)骨傷科學(xué)》是門實(shí)踐性很強(qiáng)的臨床學(xué)科。傳統(tǒng)的骨科教學(xué)是老師講、學(xué)生聽，對(duì)于難以用語言描述的原理及操作，單純講課往往使學(xué)生難以理解。更不能學(xué)生的主體地位沒有體現(xiàn)，也不能主動(dòng)性地參與教學(xué)活動(dòng)。而3D打印模型鮮明、直觀、形象、動(dòng)態(tài)，可以很好地模擬臨床情景，拉近了理論與臨床的距離，它的生動(dòng)性對(duì)于提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶能力有重要的作用，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足。把教學(xué)素材有機(jī)地結(jié)合起來，通過人機(jī)互動(dòng)的模式，猶如身臨其境［11］。使《中醫(yī)骨傷科學(xué)》教學(xué)內(nèi)容得以補(bǔ)充和升華，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，既節(jié)約了教學(xué)資源、又提高了教學(xué)效果、有效促進(jìn)醫(yī)學(xué)素質(zhì)教育。運(yùn)用數(shù)字化3D打印技術(shù)，再現(xiàn)患者的骨折、脫位等病理現(xiàn)象，為中醫(yī)骨科臨床教學(xué)提供直觀的教學(xué)模型。學(xué)生可以通過3D打印模型，重現(xiàn)患者的受傷機(jī)制、展現(xiàn)骨折的移位及粉碎程度，從而能夠演示完整的臨床診治過程，為制定治療方案，模擬手法復(fù)位提供良好的條件。改變了以文字描述的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

總之，3D打印模型改變了傳統(tǒng)的《中醫(yī)骨傷科學(xué)》教學(xué)模式，充分利用現(xiàn)代科技輔助教學(xué)，加強(qiáng)了理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，從而全面提高《中醫(yī)骨傷科學(xué)》的教學(xué)水平，具有很大的優(yōu)越性。

［1］蔡樺，李釗.提高《中醫(yī)骨傷科學(xué)》教學(xué)效果的體會(huì)［J］.中醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2008，11（14）：97.

［2］Aaron Council，Michael Petch.3D Printing：Rise of the Third In-dustrial Revolutio［J］.Gyges 3Dresents，2014：1-5.

［3］周錦.3D打印技術(shù)在骨科臨床中的應(yīng)用［J］.中華骨科雜志，2014（10）：1078.

［4］JeongH S，Park K J，Kil K M，et al.Minimally invasive plate osteosynthesis using3Dprintingfor shaft fractures ofclavicles：technical note［J］.Arch Orthop Trauma Surg，2014，134（11）：1551-1555.

［5］郭鵬年，董樂樂，左強(qiáng)，等.3D打印技術(shù)在創(chuàng)傷骨科中的臨床應(yīng)用［J］.中國數(shù)字醫(yī)學(xué)，2015（6）：45-47.

［6］Starosolski ZA，Kan JH，Rosenfeld SD，et a1.Application of 3-D printing（rapid prototyping）for creating physical models of pediatric orthopedic disorders［J］.Pedatr Radiol，2014，44（2）：216-221.

［7］葉華，程科，王謀.論3D打印模型技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2007（2）：551-552.

［8］Brown G A，Milner B，F(xiàn)iroozbakhsh K.Application of computer-generated Stereolithography and interpositioning template in acetabular fracture：a report ofeight cases［J］.J Orthop Trauma，2002，16（5）：347-352.

［9］裴葆青，工曉紅，徐聲偉，等.骨盆骸臼生物模板的快速成型制備及其重要作用［J］.北京生物醫(yī)學(xué)工程，2008，6（10）：629-631.

［10］張大偉，田越，李杰，等.快速成型機(jī)在骨盆骨折治療中的應(yīng)用［J］.生物醫(yī)學(xué)工程與臨床，2012，6（2）：570-573.

［11］黃雪梅，張志軍，胡昌軍.“一條龍”實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)的效果觀察［J］.實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2005，12（4）：963-964.

Application Research of 3D Printing Model in the Teaching Orthopaedics of Traditional Chinese Medicine

WANG Jianzhong，SUN Mingqi，BAO Guoyu
Trauma Department，the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University，Hohhot 010030，China

Objective To evaluate the role of 3D print model in teaching orthopaedics of traditional Chinese medicine.Methods A random sample of 36 students into the clinical practice of undergraduate as the research objects in traditional Chinese medicine institute of Inner Mongolia Medical University.They were divided into experimental group（n=18）and control group（n=18）.The experimental group accepted traditional Chinese medicine reference combined with the clinical model of 3D printing.The control group accepted traditional Chinese medicine

imply.A test was carried out to find difference in theory and clinical practice in the two groups.Results The achievement of the experimental group was significantly higher than that of the control group，and there was significant difference（P＜0.05）.Questionnaire survey showed that the experimental group students were more interested in orthopaedics of traditional Chinese medicine，and mastery of knowledge level was improved.Comparing with the control group，there had significant difference（P＜0.05）.Conclusion It can improve the teaching effect in orthopaedic teaching of traditional Chinese medicine by using the model of 3D printing.

3D printing；teaching method；orthopaedics of traditional Chinese medicine

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.20.006

1672-2779（2016）-20-0011-03

楊杰 本文校對(duì)：李波

2016-05-04）

國家自然科學(xué)資助項(xiàng)目（No：81160228，81260284）；中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No：2015M572594）