數字骨科技術在骨科住院醫師規范化培訓中的應用

張 弛，劉 松，王 釗，胡漢生，王 簕

（廣州醫科大學附屬第三醫院，廣東 廣州 510150）

住院醫師規范化培訓（簡稱住培），是指醫學生完成學?；窘逃蠼邮艿囊幏痘?、系統化的臨床工作訓練，是醫學畢業生成為合格臨床醫師的必由之路，是培養人民滿意好醫生的必然選擇[1]。住培是醫學教育不可缺少的重要組成部分，但是，目前我國住培制度還處在起步階段，各省市培訓質量也參差不齊。因此，為提高住培質量，必須形成一系列切實可行的培訓制度、方案及臨床教學方法[2]。骨科學涉及的解剖結構復雜，治療方式繁多，要求醫師具備一定的解剖學基礎和空間識別能力。目前，傳統教學方式在取得一定效果的同時，還存在形式單一、學生缺乏興趣等不足。隨著計算機技術在醫學領域的不斷應用，數字化時代的高科技成果極大地改變了傳統醫學教學模式，臨床教學工作也出現了新的契機。我們嘗試將數字骨科技術應用于骨科住培，以期在有限的時間內更好地培養住培醫師骨科相關知識應用能力和臨床思維，提高其發現問題、分析問題、解決問題能力。

1 數字骨科技術在骨科住培中的應用

1.1 建立模型，加深理解

骨科疾病種類多且與解剖學密切相關，對學員的解剖學基礎及空間思維要求極高[3]。以往住培采用傳統授課模式，結合解剖圖譜進行講解，學生學習周期較長，很難對疾病形成直觀印象，學習積極性不高。數字骨科技術是將數字化技術應用于骨科解剖、診斷、治療、研究、康復及功能評估的一門新興交叉學科[4]。將二維的影像學數據導入計算機建立正常或病變的三維可視化數字骨科模型，住培醫師可對三維模型進行任意旋轉、移動，也可全面觀察或測量相關指標。

我科在教學工作中，對利用數字骨科技術進行骨科臨床相關知識教學進行了積極探索和初步實踐，除了利用傳統的PPT面對面講授外，還結合具體病例通過計算機軟件對醫學圖像進行處理，為學生提供三維可視圖像，具體來講就是將CT數據導入Mimics三維重建軟件，進行配準、分割，構建三維可視模型。例如，在骨折概論教學時，根據患者創傷誘因，結合影像數據進行重建，模擬受傷過程，形象、生動地為住培醫師呈現患者受傷過程中的解剖學變化以及影像學改變，幫助住培醫師分析骨折受傷機制。此外，在學習踝關節骨折、肱骨外科頸骨折等關節周圍骨折時，教師可利用Mimics軟件對不同骨折塊上色，單獨標記，住培醫師也可在電腦上任意屏蔽或顯示骨折塊，進行各角度觀察；模擬骨折周圍組織，顯示、隱藏人體結構的任意部分，從肌肉起止點，到血管、神經走向，無限組合所需3D圖像，方便住培醫師多方位、多角度、多層次觀察人體各部位的骨骼、韌帶、肌肉、神經、血管的毗鄰關系。對于相對比較復雜的骨折，如骨盆骨折、肩胛骨骨折等，教師可利用3D打印技術將骨折實體化，真實反映患者病情。這樣，能明確骨折線走向、骨折粉碎程度，方便住培醫師多角度、多方位觀察，對骨折分型以及治療方案有更準確的認識。通過計算機三維技術建立立體模型，使骨科基礎知識由平面、二維向立體、三維轉變，讓骨科知識真正“活”起來，立體化、形象化地展示在住培醫師面前。

1.2 模擬手術，主動思考

骨折是臨床常見的骨科疾病，正確的診斷和合理的治療方案是治療效果的重要保證，對住培醫師進行臨床診療思維培養也是臨床教學的重點。傳統教學模式中，住培醫師只是參觀者，并未真正參與臨床診療方案的制訂，學習效果不佳。針對這一問題，我們利用數字骨科技術，積極引導住培醫師主動參與診療方案的制訂。首先，將采集的CT數據導入Mimics軟件進行三維重建，使住培醫師了解骨折移位情況及骨折塊情況，明確骨折分型。通過查閱文獻、病例回顧、集體討論等，初步確定診療思路。其次，教師利用擬向工程軟件，如Geomagic等對已建立的三維模型進行切割，結合課堂教學內容讓住培醫師在計算機上進行骨折模擬復位，掌握骨折復位方法及技巧。最后，教師利用Solidwork等軟件對內植物進行重建，如解剖鋼板、鎖定加壓鋼板、皮質骨螺釘、松質骨螺釘等。由住培醫師選擇內固定方式及內植物類型，利用計算機軟件測量確定植入螺釘的順序及長度，進行虛擬手術，再由帶教教師點評，制訂相對完善的手術方案。整個教學過程以引導骨科住培醫師自主學習，制訂個性化手術方案，提高其主觀能動性為主，學習內容更加具體，住培醫師對疾病的理解也更加深刻。

1.3 理論聯系實踐，提高分析能力

住培醫師自主設計手術方案后，參與完整手術過程，帶教教師組織住培醫師對患者術后功能恢復、治療效果、術后影像學檢查及存在的問題等進行小組討論。住培醫師圍坐在C型桌旁，展示患者術后X線片及功能評分，分析手術方案與實際手術過程存在差異的原因，學員間相互補充，甚至展開辯論。例如，我們在臨床教學中將后踝骨折骨折塊累及關節面＞25%列為手術指征，組織住培醫師術前查閱相關文獻，結合病例制訂初步手術方案，術中進行踝關節抽屜實驗，了解骨折穩定性并進行術后功能評分，通過總結討論提高住培醫師主動發現和解決問題能力。由帶教教師結合文獻、診療指南、患者情況進行病例分析，評價住培醫師制訂的手術方案的優缺點，以及存在差異的原因。對術前制訂的手術方案和實際手術中選擇的內固定方式進行反思與總結，使住培醫師將理論知識應用于臨床實踐，促進其獨立思考、培養臨床診療思維。

2 應用體會

數字醫學作為醫學的一門新興學科在我國僅有十多年的發展歷程。然而，近年來信息技術與醫學的有機融合卻使其獲得了迅猛發展，已深入教育、管理、科研與臨床的各個方面，推動了醫學發展。在骨科領域，數字化技術已得到全面應用，傳統骨科已進入數字骨科時代[5]。數字骨科技術的出現使傳統的板書、模型、尸體等不再是唯一的教學工具，網絡、計算機圖像處理技術、虛擬仿真技術等豐富了教學手段，增加了學習途徑，改變了教學方法。如在學習醫學影像學時，利用圖像存檔傳輸系統的數字化教學平臺，圖像更加清晰，信息量也更大，而模擬臨床診斷則把課堂教學和臨床教學緊密聯系起來[6]。我們將數字骨科技術應用于骨科住培已一年余，通過真實病例引導學員學習，激發其學習興趣，提高其學習主動性和積極性。學員不僅加深了對骨科基礎解剖學知識、骨科疾病發病機制等的認識，提高了骨折分析、影像閱片等能力，而且還增強了發現問題、解決問題能力，從理論學習到實際操作，再由實踐反過來學習理論，有助于獨立思考能力、臨床診療思維的形成，進一步培養了住培醫師團結協作與語言表達能力，為開闊其視野、拓展其思維、增加其學識、展現其能力、增強其可持續發展能力，探索了新的教學方式[7]。

數字骨科技術的應用對帶教教師也提出了更高要求。帶教教師要注重自身綜合能力提升。首先，轉變教學理念，帶教教師要提出恰當的問題引導學員主動發現問題、解決問題，同時還要具備組織能力、答疑解惑能力、引導學員積極討論的能力；其次，帶教教師要提高綜合素質，既掌握相關疾病的診治及前沿發展，又熟知數字骨科技術相關軟件的使用；最后，數字骨科技術的應用要依托具體病例，這就要求帶教教師在日常工作中不斷收集經典病例，完善病例數據庫。

3 不足及展望

隨著科學技術的發展，數字醫學在醫學人才培養中發揮的作用越來越重要，已成為未來醫學教育發展的方向。數字骨科技術能夠滿足目前骨科教學需要，為學生和青年骨科醫師培養提供模擬訓練平臺，不僅激發其參與興趣，還能極大提高學習效率。但從數字骨科技術的應用效果來看，還存在一些問題。如數字模型是對真實情況的模擬，不能涵蓋所有大體標本的全部信息，這樣必然會影響結果的準確性[8]；虛擬現實系統設備昂貴，三維建模對硬件要求高，師生缺乏面對面交流的機會，模擬手術與真實手術相比還存在差異等[9]。

機遇與挑戰并存，隨著數字技術在骨科領域的不斷應用，其也將更廣泛地應用于臨床教學。除了目前的三維重建、3D打印技術外，虛擬現實技術（VR）也逐漸顯現出強大的教學優勢和技術潛力。有學者通過VR模擬中心與當地醫學教育單位合作來培養青年手術醫生，取得了滿意效果[10]；2016年，廣州市成立了國內首個虛擬現實醫院，采用VR等先進技術，積極開展醫療教學培訓。隨著數字骨科技術在骨科教學中的應用，未來骨科醫生專業技術水平將會有較大幅度的提高，骨科帶教教師的教學水平也會得到明顯提升，這也會使骨科臨床與教學逐步走向立體化、可視化、標準化與系統化。