3D打印技術在運動醫學骨科臨床教學中的應用

茍永勝 伍蓉 李海波

摘要：目的 ?探討3D打印技術在運動醫學骨科臨床實習帶教的應用價值。方法 ?選取2018～2019學年在成都市雙流區第一人民醫院運動醫學骨科實習的學生68名，隨機分為實驗組和對照組，每組34名。實驗組采用3D打印模型結合傳統臨床帶教模式教學，對照組采用傳統帶教模式實施臨床教學。實習結束后，比較兩組學生教學成績，同時進行綜合能力問卷測評，評價教學效果。結果 ?實驗組學生臨床技能考核（92.79±5.47）分與基礎理論知識（93.06±8.25）分均高于對照組的臨床技能考核（85.37±6.32）分與基礎理論知識（84.76±7.14）分（P<0.05）;實驗組綜合能力評價均優于對照組（P<0.05）。結論 ?3D打印技術應用于運動醫學骨科臨床實習帶教，可提高教學成績及學生滿意度，有助于學生建立立體思維、增強興趣，具有一定應用價值。

關鍵詞：3D打印;臨床帶教;運動醫學;骨科

中圖分類號：R87;G642;TP391.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.24.001

文章編號：1006-1959（2019）24-0001-02

Application of 3D Printing Technology in Clinical Teaching of Sports Medicine Orthopedics

GOU Yong-sheng，WU Rong，LI Hai-bo，TANG Xue-xia，WANG Na，LUO Li，CHE Zheng

（Department of Orthopaedics，the First People's Hospital of Shuangliu District，Chengdu 610200，Sichuan，China）

Abstract：Objective ?To explore the application value of 3D printing technology in clinical practice teaching of sports medicine orthopedics. Methods ?68 students who were interned in sports medicine orthopedics at the First People's Hospital of Shuangliu District， Chengdu in the 2018-2019 school year were randomly divided into an experimental group and a control group， with 34 cases in each group. The experimental group used 3D printing models combined with the traditional clinical teaching mode， and the control group adopted the traditional teaching mode for clinical teaching. After the internship period， compare the teaching performance of the two groups of students， and conduct a comprehensive ability questionnaire to evaluate the teaching effect. Results ?The scores of clinical skill assessment （92.79±5.47） and basic theoretical knowledge （93.06±8.25） of the experimental group were higher than those of the control group （85.37±6.32） and basic theoretical knowledge （84.76±7.14）（P<0.05）; the comprehensive ability evaluation of the experimental group was better than the control group（P<0.05）. Conclusion ?The application of 3D printing technology in clinical practice teaching of sports medicine orthopedics can improve teaching performance and student satisfaction， and help students to establish three-dimensional thinking and enhance interest， which has certain application value.

Key words：3D printing;Clinical teaching;Sports medicine;Orthopedics

近年來，運動醫學骨科迅猛發展，已成為骨科臨床教學領域的重要內容之一。然而，該學科對學生解剖學基礎知識及立體三維空間思維要求較高，采用傳統教學方法教學，學生缺乏立體思維和學習興趣，臨床教學質量不盡人意。3D打印技術以數字化文件作為基礎，采用可粘合材料，打印構造出實物模型[1]，也被稱為快速成型技術。目前3D打印技術已在器官、組織等實體模型制作等相關臨床教育、治療等領域取得了較好的應用效果[2]。3D打印技術在運動醫學骨科臨床實習帶教中鮮見報道。本研究探索3D打印模型結合傳統臨床帶教模式用于運動醫學骨科的教學效果，現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料 ?選取2018～2019學年在成都市雙流區第一人民醫院運動醫學骨科實習的學生68名作為研究對象，均為臨床醫學本科實習生，男生46名，女生22名，年齡22～24歲。按隨機數字表法分為實驗組和對照組，每組34名。實驗組男生24名，女生10名，年齡22～24歲，平均年齡（23.00±0.68）歲;對照組男生22名，女生12名，年齡22～24歲，平均年齡（23.00±0.75）歲。兩組學歷、性別、年齡比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 教學方法 ?實驗組與對照組由同一帶習老師實施相同教學內容。

1.2.1對照組 ?采用傳統臨床帶教模式。以運動醫學骨科常見病膝關節脛骨平臺骨折合并前交叉韌帶損傷為例，收集患者影像資料。教學方法如下：①帶教老師結合具體病例，提前3天通知學生對相關疾病知識進行預習;②引導實習生采集病史，體格檢查，閱讀X線片、CT及MRI等影像資料;③依據患者臨床表現結合影像資料作出初步診斷;④帶習老師總結病例，梳理診療流程，并結合最新研究進展，講解診治新理念;⑤實習生提問討論，帶習老師輔助答疑;⑥學習時間90 min，每周固定在周一、周四下午16∶30～18∶00，1個月查房8次，總計12 h。

1.2.2實驗組 ?采用3D打印模型結合傳統臨床帶教模式。收集患者影像資料，通過CT掃描數據，利用3D打印技術制造高仿真模型（由四川大學制造學院制作提供）。在傳統教學方法基礎上（具體方法見對照組），在對照組步驟④操作前，利用3D模型直觀展示損傷部位、程度及周圍軟組織組織，并通過3D模型制定手術計劃，如何按先后順序復位骨折，如何選擇合適內固定材料，選擇相應規格及型號，虛擬演練手術操作步驟;其余步驟同對照組。

1.3評價指標 ?實習結束時進行基礎理論知識與手術操作技能考核。基礎理論知識考核采用筆試，滿分100分，包括運動醫學典型病例損傷機制、診斷、分型、治療等;手術操作技能考核滿分100分，包括病史采集、體格檢查、病例書寫及手術模擬操作（包括手術體位、入路、內固定方式等）。對兩組實習生不記名問卷調查，包括教學方法是否促進學生學習興趣、提高自學能力、提高理解能力及教學滿意度，由兩組學員對各自教學方法實施效果進行自我評價，每項能力評價滿分10分。

1.4統計學處理 ?統計分析采用SPSS 20.0統計軟件，計量資料采用（x±s）表示，比較采用t檢驗（雙側），計數資料采用四格表？字2檢驗。顯著性水準定設定為0.05，以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1兩組實習生考試成績比較 ?實驗組實習生基礎理論知識與手術操作技能考核成績均高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.2兩組實習生綜合能力問卷評價結果 ?實驗組綜合能力自我評價問卷評分高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），見表2。

3討論

研究顯示，通過3D打印模型應用于醫學生運動醫學骨科實習教學，可集運動醫學解剖結構，運動醫學診斷分型及手術治療為一體，可直觀、形象、生動的提高臨床教學效果。而醫學生臨床實習是由感性認識上升到理性認識的階段，是培養學生實踐技能的重要環節。傳統PPT教學模式多為二維圖像，以授課教師為中心，醫學生大多處于被動接受書本知識，學習主動性積極性不高。人體運動系統相對復雜，包括關節、軟骨、骨骼肌肉、肌腱、韌帶等組織，解剖相對抽象，臨床醫學生缺乏直觀、立體的空間想象能力，理論知識難以與臨床實踐操作結合，從而產生畏懼心理，導致學習興趣不高，主動性不夠[3]。本研究實驗組綜合能力自我評價問卷評分高于對照組（P<0.05）。隨著3D打印技術的快速發展與應用，為醫學教學模具提供了新的來源。

在運動醫學骨科臨床教學中，應用3D打印骨與關節損傷模型具備以下優勢：①可直觀形象的了解解剖結構[4]，直接觸摸損傷部位，觀察損傷程度，從而正確分析損傷機制，將理論與實體損傷模型結合，做出正確的損傷分型，制定詳細的手術計劃[5]。剛進入臨床實習的實習生，解剖理論知識相對欠缺，僅依靠PPT教學結合臨床影像資料進行骨與關節的損傷分型制定手術計劃較為困難，即使是高年資醫生，也常常難以做到完全正確的分型診斷。因此，借助3D打印模型可以實現教學的個體化病例資料的收集與分析，便于實習生深刻掌握實臨床教學內容。②增加了實習生手術模型操作機會，讓實習生依據3D打印模型確定手術方案、手術入路、內植物選擇、操作步驟，使實習生能理論結合實際，全面掌握手術技術要點，培養了實踐操作能力;同時，提高實習生的學習興趣，激發了實習生的學習積極性與主動性，提高了臨床教學質量。3D打印模型可以建成模型庫，讓實習生全面掌握教學大綱要求的實習內容與實習病種，實習生也有更多機會接觸骨科典型病種、少見病種的機會。

本研究中實驗組實習生基礎理論知識與手術操作技能考核成績均高于對照組，同時，提高了實習生學習積極性、實習生自學、理解能力，也增加了實習生滿意度。當然，3D打印模型也存在一定局限性，如在實際操作模擬手術過程中，肌肉、神經、血管等軟組織部分難以同時打印，導致在模擬手術操作過程中缺乏真實性與完整性。

綜上所述，3D打印技術應用于運動醫學骨科教學，有助于實習生解剖知識與操作技能的結合，可以增強實習生學習興趣，有效提高實習生對該專業基礎理論知識與實踐技能操作的掌握水平，有著良好的應用前景。

參考文獻：

[1]周偉民，閔國全，李小麗.3D打印醫學[J].組織工程與重建外科雜志，2014，10（1）：1-3，7.

[2]O'Reilly MK，Reese S，Herlihy T，et al.Fabrication and assessment of 3D printed anatomical models of the lower limb for anatomical teaching and femoral vessel access training in medicine[J]. Anat Sci Educ，2016，9（1）：71-79.

[3]陳建發，郭丁，張華.Mini-CEX在運動醫學骨科臨床帶教中的應用[J].中國中醫藥現代遠程教育，2019，17（11）：22-24.

[4]李鋒濤，王棟，程劍，等.3D打印結合PACS系統在骨科PBL臨床床教學模式中的應用[J].中國醫學教育技術，2015，29（3）：288-290.

[5]盧冰，鮮愛明，王躍.3D打印技術在骨科學教學中的應用[J]，中華醫學教育雜志，2018，38（2）：257-260.

收稿日期：2019-9-15;修回日期：2019-9-25

編輯/肖婷婷