CT可視化三維影像重建結合PBL教學模式在腎臟腫瘤臨床教學改革中的應用*

孫永明,張紹崎,仲浩舟，王祥宇

(徐州醫科大學附屬宿遷醫院/南京鼓樓醫院集團宿遷醫院泌尿外科,江蘇 宿遷 223800)

基于問題的學習(PBL)教學方法側重于學生通過現實世界的復雜問題進行學習是主流的教學方法[1]。通過在小組學習環境中與其他學生一起解決實際問題，學生可以學習問題背后的知識，從而提高他們獨立解決問題的能力、自主學習能力和終身學習能力[2]。臨床實習生們對泌尿系統解剖結構的了解程度一般較低，在學習上面臨一定的困難[3]。缺乏實際經驗導致解剖結構重建的障礙。因此，很難將理論知識與實際結構相結合，學生難以理解、掌握。

CT可視化三維影像重建技術是對CT成像數據進行快速閾值分割、區域增長或CAD設計等三維重建實質器官數字模型的新興技術[4]。目前基于CT可視化三維影像重建技術在泌尿外科的臨床診斷、手術方法的制定和臨床教學中得到了深入的應用[5-7]。然而，將CT可視化三維影像重建與PBL教學模式用于腎臟腫瘤臨床教學的研究仍然相對較少。自2021年5月，本院嘗試將CT可視化三維影像重建技術與PBL教學模式相結合，應用于腎臟腫瘤的臨床教學改革中，并取得了良好的效果。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年5月至2022年5月本院60名臨床本科實習生作為研究對象。其中，女36名，男24名。將學生隨機分為3D重建教學組和傳統教學組，每組30名。傳統教學組中男13名，女17名；平均年齡(20.6±1.2)歲；入院時外科理論考核平均成績(81.8±5.8)分。3D重建教學組中男11名，女19名；平均年齡(20.5±0.8)歲；入院時外科理論考核平均成績(80.1±6.7)分。2組實習生基本資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

表1 傳統教學組與3D重建教學組一般資料比較

1.2方法

1.2.1教學方法 經機構評審委員會批準并獲得書面同意后，本研究采用對照試驗。2組學生在相同的教學環境(如相同的教師、相同的評估問題、相同的學習時間等)中授課。3D重建教學組采用CT可視化三維影像重建技術與PBL模型相結合的教學方法：教師應用臨床實際腎腫瘤病例，根據學校教學大綱設計相關的臨床問題，教師向學生講授醫學理論知識，并使用CT可視化三維影像重建結合多媒體提出問題。該課程以小組團隊合作的形式進行。學生通過自學、數據回顧等學習方式，CT可視化三維影像重建，對問題進行討論、分析和總結，完成教師提出的相關問題。小組制作PPT進行課程匯報；小組代表通過使用CT可視化三維影像重建和多媒體來展示課程的結果。介紹的內容包括腎臟腫瘤的定義、分類、醫學影像學、病理生理學和其他相關知識。此外，學生們還對其臨床表現、治療手段、最新研究趨勢、圍手術期要點等方面進行了探討。在案例討論過程中，教師負責針對問題中的重點和難點來指導學生。傳統教學組學生采用傳統教學手段結合PBL教學模式進行教學：教師以臨床實際腎腫瘤為基礎設計相關問題，采用傳統的泌尿外科教學模式結合多媒體向學生講授醫學理論知識，隨后，教師根據實際情況提出一系列問題，并采用了與3D重建教學組相同的PBL教學方法。

1.2.2教學效果評價 (1)課程結束后，教師根據教學大綱中的內容，對所有教學對象進行臨床理論和臨床實踐技能考核。臨床考核內容包括腎腫瘤典型疾病的臨床癥狀、影像學特點典型病例的診斷及鑒別診斷、影像閱片、手術入路選擇及圍手術期處理等。(2)教學結束后，向學生分發“教學效果評價表”進行問卷調查，評價表包括教學方式認可度、疾病及外科解剖的掌握度、學習興趣提高程度等，每項滿分 10 分。

2 結 果

2.12組課程結束后理論考核成績比較 課程結束后，3D重建教學組的理論考核成績[(83.4±7.2)分]明顯優于傳統教學組[(78.1±3.3)分]，差異有統計學意義(P<0.05)。

2.2問卷調查結果 3D重建教學組在對教學方式認可度、疾病及外科解剖的掌握度、學習興趣提高程度方面均優于傳統教學組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 傳統教學組與3D重建教學組問卷調查結果比較分)

3 討 論

中國醫學院正面臨尸體資源的短缺，這是醫學院校學生解剖學知識水平普遍較低的可能原因之一，也是獲得相關疾病知識的主要障礙[8]。傳統教學中教師一般采用語言或多媒體來描述臨床解剖結構，而語言和2D圖片對理解解剖空間往往具有很大的局限性，學生被接受知識、缺乏直觀性及空間抽象思維能力，學生們往往不能在短時間內完全理解和接受教師的授課內容[9]。

隨著數字技術的快速發展，三維可視化系統在醫學教育中顯示出越來越大的潛在價值。CT可視化三維影像重建已廣泛應用于外科教學、患者教育和手術計劃中[10]。CT可視化三維影像重建的腎臟解剖結構，可以更好地向臨床醫學生介紹腎臟腫瘤的病理生理學、分期、治療方法等知識要點。CT可視化三維影像重建可以讓學生從多個角度觀察腎臟腫瘤的相關解剖結構，進而增強他們對疾病的認識，而不是機械地記憶。CT可視化三維影像重建彌補了傳統教學工具的不足和教學資源的缺乏。CT可視化三維影像重建在進行臨床講解時可全方位、各角度展示腎臟解剖結構，讓學生更直觀、形象地了解腎臟[3]。幫助學生在視覺上形成對腎臟腫瘤疾病解剖理論體系比較完整地理解，其避免了傳統教學的弊端。此外，CT可視化三維影像重建加強了對疾病解剖細節的理解，從而提高了學生的學習能力和信心。

PBL是以學生為中心的教學方法，是由美國神經病學Barrows教授提出并進行推廣，目前已經成為主流的醫學教學模式[11]。PBL強調教學模式將學習內容落實到問題場景中，通過與小組成員合作解決實際問題，將學生從被動學習者轉變為主動學習者。PBL教學模式可以激發學生發現、思考和解決典型臨床案例中問題的能力，增強他們的學習興趣[12]。

本研究通過采用CT可視化三維影像重建結合PBL教學模式，有計劃、有系統地傳授知識，并通過分析、評價、推理等技能，提升學生的反思和批判性思維能力，課程結束后學生的臨床考核評估結果顯示，3D重建教學組的考核成績明顯優于傳統教學組。課程結束后的問卷調查中3D重建教學組的學生在對教學方式認可度、疾病及外科解剖的掌握度、學習興趣提高程度方面均優于傳統教學組。三維重建更能直觀地反映出人體結構之間的聯系，又能使空間解剖結構更加清晰地反映出來，不僅增加了學生們的空間感和結構感，還對解剖結構有了清楚的認識，教學質量有了明顯的提升和優化[13]。

本研究中問卷調查結果也表明，學生認可3D重建結合PBL教學模式的教學方法。學生在認知上有了多維立體的解剖概念，對疾病的解剖特征理解深刻且準確。激發了學生的好奇心，增強了其自信心，使其更容易獲得成就感，加強了學生的學習興趣，最終提升了學生們的掌握程度，達到了滿意的教學效果。CT可視化三維影像重建結合PBL教學模式使得教師可以動態地了解學生的學習水平，從而相應地整合教學資源。加強教師與學生之間的溝通和互動。充分調動學生們的積極求知欲，幫助培養學生的獨立思考和解決問題的能力，引導學生培養科學思維，舉一反三，使他們在今后的工作中以最佳決策對復雜的病情做出反應。

綜上所述，CT可視化三維影像重建結合PBL教學模式應用于教學中，更接近疾病的實際場景。在腎臟腫瘤的臨床教學中取得了良好的效果。因此，CT可視化三維影像重建結合PBL教學模式適用于臨床教學。本研究的局限性在于，雖然這是一項前瞻性隨機研究，但是本研究納入的樣本數有限。為獲得更準確的結果，需要進一步進行更大樣本量的研究。