個體化3D模型在骨科教學中的應用

喬 梁

（1.徐州醫科大學第二附屬醫院骨科，江蘇 徐州 221006；2.南京大學醫學院，江蘇 南京 210000）

實習生帶教是教學醫院日常工作的很重要的一部分工作內容，對于實習學生來說，這是他們成為一名合格醫師前的重要工作。臨床的教學也會對實習生的以后的亞專業選擇和職業規劃有深遠的影響，因此每個科室的帶教老師都是非常重視臨床教學工作，也是不斷思索通過各種辦法來提供教學質量、提高學生的成績[1]。骨科是外科學的重要一部分，其教學一直是實習生帶教的重要一節。在教學和考試中，骨科部分都是占了外科學的三分之一左右的內容。

骨科教學在雖然看似簡單，但是在深入到發病機理和治療原則上卻又復雜多變。尤其是在對于同樣疾病的治療上，由于個體考慮視角的差異，所以得出的具體結論及方案也存在不同，甚至完全相反的治療方案[2]。其根本就在于對于疾病的理解思路不同，所以可見骨科教學中的臨床思維教育也是非常的重要。然而由于人體骨骼系統的三維結構，骨科疾病有時對于實習生來說理解上存在一定的難度。比如骨折中的旋轉分離移位、頸椎中的寰樞椎脫位、脊柱側彎往往伴隨旋轉失衡，這些疾病的立體概念對于沒有臨床經驗的實習生來說，理解難度較大[3]。

對于這些較難理解的臨床骨科疾病，實習生往往只是死記硬背地完成課程任務，對于具體的臨床工作的如何開展就知之甚少了。雖然通過3D打印的模型和3-body軟件等能夠展示正常的骨骼結構[4-5]，但是對于疾病變異的情況卻難以展示。如果根據每個病人的病情，根據CT影像，個體化打印3D結構模型，必定能加深學生的理解深度，激發他們對骨科專業的熱情。本研究根據每位患者的特殊病情和獨特的骨骼系統結構，進行個體化的3D模型打印，構建專屬的骨骼系統一比一模型，從而來幫助臨床醫師和實習學生來深入理解。

1 資料和方法

1.1 研究對象本

樣本主要以我科實習生為主，樣本截取期間為2021.1-2022.1，其中樣本數量合計為52人，男女生分別為22人、30人。從學歷差異來看，有28人為本科學歷，剩余則是大專。根據入科先后情況，劃分為兩種，一是傳統帶教對照組（序號為奇數），二是實驗組（序號為偶數），各組人員均為26人。科室負責人組織對照組學生，對科室基本概況以及需要負責的工作事務進行介紹，隨后再將學生交給對應的帶教老師，從而共同開展工作。實驗組也是需要對相關科室現狀及工作事務進行介紹，并分配給對應的帶教老師。除了常規工作以外，針對復雜患者，還跟著帶教老師根據患者的CT影像學進行個體化3D打印模型的進行研學。在帶教老師選拔方面制定了對應的標準，其一是具備相關資格證明，其二為在科室有特定的工作年限，不低于5年；其三則是較強的責任心及豐富的實戰經驗。

1.2 評價方法

對兩組實驗人員各維度進行統計與分析，包括年齡、性別、成績（理論與操作）、教學滿意度等。帶教老師是對學生工作責任感的主要評定主體，教學滿意度評價主體則為學生。

1.3 統計學方法

本次研究主要運用SPSS25.0軟件對數進行統計、加工、分析。年齡、理論成績、操作成績、工作責任感和教學滿意度以均數和標準差（±s）表示，男女學生比例和學歷情況比較采用單因素方差分析。所有檢驗均為雙側檢驗，P〈0.05為有統計學意義。

2 結果

對照組與實驗組的男生對應為13人、12個，女生則分別是13人、14人，初步判定各組件不存在T統計學差異（2=0.07 P〉0.05）。通過對兩組年齡均值（對照組22.08±0.56歲、實驗組22.04±0.66歲）對比確定P＞0.05，即不具備T統計學差異。從兩組組員學歷差異（對照組大本16名、大專10名；實驗組則對應為14名、12名）來分析，得出P＞0.05，表示不具備統計學差異，通過表1提供內容可知。對照組與實驗組平均理論成績分別是82.08±5.80 分、87.42±5.06，而操作成績對應為 83.42±4.98分、88.65±4.01分，得出P＜0.001，表示滿足統計學差異標準要求。對照組學生的工作責任感評分85.50±3.64，與實驗組的89.23±3.79分，差異具有統計學意義（P〈0.001）。對照組對帶教老師的教學滿意度評分為88.69±4.56，與實驗組的 94.81±3.25分，差異具有統計學意義（P〈0.001），如表2所示。

表1 對照組和實驗組基本情況比較

表2 對照組和實驗組教學成績比較

3 討論

3D打印是以圖像為基礎，通過計算機三維成像，使用粉末、液態金屬或塑料等粘性材料，通過層層印刷，快速制造出所需的實物[5]。3D打印對工業和醫學的發展了巨大的促進作用，同樣在醫學教學上也提供了很大便利。基于人體型的3D打印結構能夠更直觀的展示解剖結構的具體狀況，方便學生理解和記憶[6]。

3D打印模式輔助教學被用于骨科住院醫師的標準化培訓。測試結果表明，新教學法組的理論成績和教學效果評價均優于傳統教學法組，差異有統計學意義。實踐證明，傳統的多媒體結合3D模型教學法有助于規培生對骨科疾病的理解和理解，提高學習效率和教學質量[7]。脊柱作為人體的支撐結構，較四肢長骨較復雜，并且頸椎、胸椎、腰椎在不同部位的結構就有很大的不同。正是因為如此復雜多變的結構，才會讓實習生覺得難以理解。3D打印及其相關的學習活動被證實能有效地提高醫學生在脊柱外科解剖課程中的參與度[8]。所以，對于脊柱不同解剖部位的3D打印模型，能夠促進學生的理解和教學工作的進展。

對于一些復雜的脊柱病例，例如寰樞椎脫位、脊柱側彎的情況，單純靠語言描述和2維的平面圖片，學生通常難以理解透徹，通用的正常脊柱模型又很難展示出疾病的特色和發病機制。因此，對于這些特殊病人的個體化3D打印模型就能夠很好地展現出疾病的具體狀態，極大地提高了教學效率。學生能夠理解充分后，不僅能夠提高學生的理論成績和操作成績，同樣也增加了對臨床工作的責任感。通過個體化3D打印模型的教學，學生更能感到帶課老師的認真和責任心，因而教學的滿意度也更高。

骨科教學，實際上更是動手能力的鍛煉和培養，實習生由于經驗不足，臨床能力有限，不可能在患者身上進行相應的操作。3D打印的模型和患者的病變完全一致，實習生完全可以在模型上練習如何復位、如何固定等相關的操作。由于，手術視野對于實習生來說比較陌生不夠形象，在3D模型上進行講演手術方案能夠使得實習生更充分的理解帶教老師的手術操作[9]。

4 小結

通過將個性化3D打印模式，融入骨科實習教學領域，對提升教學效率及教學成效有著顯著的影響，提高實習生的理論和操作水平，提高學生的責任感和對教學教師的滿意度。值得不斷改進和推廣，在實施過程中，我們可以將對骨科的熱愛和外科思維的鍛煉融入到教學中，培養骨科專業人才。