3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)臨床教學(xué)中的應(yīng)用?

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院胸外科(黑龍江 哈爾濱 150081)

朱開彬 陳瀾濤 孔祥龍 周福成 趙 蘇 曲昌發(fā) 徐世東*

3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)是近年來新興的一項技術(shù)，包括了3D影像合成，3D打印等技術(shù)，其已廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的疾病預(yù)防、診斷和治療等領(lǐng)域[1-3]，但在醫(yī)學(xué)教育方面應(yīng)用相對較少。住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)是提升國家整體醫(yī)療水平，培養(yǎng)高標(biāo)準(zhǔn)臨床醫(yī)師的必須階段。開展好住院醫(yī)師的規(guī)范化培訓(xùn)是目前臨床教學(xué)工作的重點。傳統(tǒng)外科教學(xué)通常采用Halstedian方法，即“看一個，做一個，教一個”，這一方法很大程度取決于醫(yī)院患者的數(shù)量以及接觸患者的機會[4]。但隨著患者醫(yī)療安全意識的提高，這一教學(xué)方法面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此探索新的外科教學(xué)方法將是住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)改革的重點。本研究將3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)應(yīng)用于外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中，通過理論考試、實踐技能考核和調(diào)查問卷等方法，探討其在外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料本研究選取2019年3月至2020年12月在我院胸外科進(jìn)行規(guī)范化培訓(xùn)的50名學(xué)員為研究對象，采用隨機數(shù)字表法分為傳統(tǒng)教學(xué)對照組25人和3D醫(yī)學(xué)影像實驗組25人。所有入組學(xué)員均為應(yīng)屆研究生，此前未接受過任何胸外科知識培訓(xùn)。此項研究已經(jīng)充分告知每位入組學(xué)員，并簽署知情同意文件。

1.2 研究方法兩組學(xué)員均在胸外科進(jìn)行為期3個月的規(guī)范化培訓(xùn)，規(guī)培內(nèi)容相同，規(guī)培開始前將進(jìn)行兩組學(xué)員胸外科理論知識和實踐技能水平評估。對照組采用傳統(tǒng)Halstedian法教學(xué)，理論講授完胸部影像學(xué)及解剖結(jié)構(gòu)知識后進(jìn)入手術(shù)室進(jìn)行臨床實踐培訓(xùn)[5]。實驗組將應(yīng)用3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進(jìn)行授課和培訓(xùn)，內(nèi)容如下：(1)結(jié)合3D重建影像進(jìn)行胸部CT影像及手術(shù)解剖結(jié)構(gòu)等理論知識講授；(2)指導(dǎo)學(xué)員熟練使用三維重建軟件進(jìn)行CT數(shù)據(jù)的3D處理，增加學(xué)員的參與感，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣；(3)結(jié)合重建的3D醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行手術(shù)方案規(guī)劃，講解手術(shù)步驟，提高學(xué)員實踐時對手術(shù)過程的認(rèn)知；(4)要求學(xué)員將CT二維影像與3D重建影像進(jìn)行反復(fù)的比較閱讀，提高學(xué)員CT閱片能力和空間思維能力，認(rèn)識解剖變異(圖1)；(5)引導(dǎo)學(xué)員將3D影像與術(shù)中真實世界的解剖結(jié)構(gòu)互相印證，強化解剖結(jié)構(gòu)的記憶，提高學(xué)員的空間思維能力。

圖1 同一患者胸部CT影像(圖1A)、3D重建影像(圖1B)和術(shù)中真實解剖結(jié)構(gòu)(圖1C)。胸部CT平片較難發(fā)現(xiàn)該患左肺上葉靜脈(SPV)變異的情況，但3D重建影像卻能很直觀顯示，這一變異在術(shù)中也得到印證。

1.3 教學(xué)評價規(guī)培結(jié)束后通過理論考試和實踐技能考核評估兩組的教學(xué)效果。理論考試為試卷答題，滿分100分。實踐技能考核在手術(shù)室真實場景中考核，滿分100分，主要考察學(xué)員CT影像閱讀能力，術(shù)中胸部解剖結(jié)構(gòu)辨識能力、病灶空間定位能力，術(shù)前手術(shù)方案規(guī)劃能力、術(shù)中手術(shù)步驟預(yù)判等能力。同時采用無記名調(diào)查問卷方式，讓規(guī)培學(xué)員從以下幾個維度進(jìn)行自我評價，評估教學(xué)效果：學(xué)習(xí)主動性、空間思維能力、胸部解剖辨識能力、病灶空間定位能力，術(shù)前手術(shù)方案規(guī)劃能力，手術(shù)過程認(rèn)知[6]。每個維度調(diào)查結(jié)果分為顯著提升、提升、一般和未提升，提高率＝(顯著提升＋提升)人數(shù)/總?cè)藬?shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析數(shù)據(jù)采用GraphPad Prism 7軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,計量資料以()的方式表示，比較采用獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料采用百分率(%)的方式表示，統(tǒng)計資料采用t檢驗及χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組學(xué)員規(guī)培前胸外科知識掌握水平在規(guī)培開始之前兩組學(xué)員對胸外科理論知識和實踐技能的掌握水平基本相同，差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P>0.05)，見表1。

表1 實驗組和對照組規(guī)培前考試成績(分)

2.2 兩組學(xué)員出科時胸外科知識掌握水平實驗組學(xué)員出科時對胸外科理論知識和實踐技能的掌握水平均優(yōu)于對照組學(xué)員，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P<0.05)，見表2。

表2 實驗組和對照組科時考試成績(分)

表2 實驗組和對照組科時考試成績(分)

2.3 兩組學(xué)員規(guī)培前后胸外科知識水平提升情況兩組學(xué)員經(jīng)規(guī)范化培訓(xùn)后對胸外科理論知識和實踐技能的掌握均有提高，但實驗組學(xué)員的理論知識和實踐技能水平提升幅度要大于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P<0.05)，見表3。

表3 實驗組和對照組規(guī)培前和規(guī)培后成績比較

2.4 調(diào)查問卷結(jié)果實驗組學(xué)員在主動積極性、空間思維能力、胸部解剖辨識能力、病灶空間定位能力，術(shù)前手術(shù)方案規(guī)劃能力，手術(shù)過程認(rèn)知各方面能力的提升均要高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表4。

表4 實驗組和對照組規(guī)培后胸外科綜合能力提升比較

3 討 論

住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)是培養(yǎng)合格臨床醫(yī)師的必經(jīng)之路，是加強衛(wèi)生人才隊伍建設(shè)、提高醫(yī)療衛(wèi)生工作質(zhì)量的治本之策，目前我國的臨床醫(yī)師培養(yǎng)已全面進(jìn)入住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)時代[7]。外科是規(guī)培學(xué)員需要輪轉(zhuǎn)的重點科室之一，但由于外科規(guī)培過程需要接觸風(fēng)險大的手術(shù)操作，這就要求學(xué)員更熟練地掌握解剖知識，具有更豐富的三維空間想象能力，以及需要更好的動手實踐能力[8]。目前傳統(tǒng)的外科規(guī)培教學(xué)中往往存在著諸如解剖模型不真實、實物標(biāo)本不足等現(xiàn)實問題，學(xué)員僅依靠解剖圖譜、CT影像和手術(shù)視頻學(xué)習(xí)很難全面掌握手術(shù)解剖結(jié)構(gòu)，形成良好三維空間思維，也很難深入了解手術(shù)過程。同時伴隨尸檢率降低和遺體捐獻(xiàn)者減少，解剖標(biāo)本愈發(fā)稀缺，規(guī)培學(xué)員接觸真實世界中人體解剖結(jié)構(gòu)的機會越來越少[9]。加之日益嚴(yán)峻的醫(yī)患關(guān)系，為保證醫(yī)療安全，學(xué)員進(jìn)行臨床手術(shù)操作的機會就更加稀少，這些都極大降低了學(xué)員學(xué)習(xí)的機會和積極性。

面對這些問題，應(yīng)用3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的教學(xué)方法顯示出了很大的優(yōu)勢[10]。3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)不僅可以利用其高度仿真的3D打印模型彌補規(guī)培教學(xué)中解剖標(biāo)本相對不足的缺陷，還可利用其重建的三維影像為學(xué)員創(chuàng)造手術(shù)模擬訓(xùn)練的機會，提升手術(shù)認(rèn)知的過程，這都將有效地解決醫(yī)療安全和臨床教學(xué)需求相矛盾的問題[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，實驗組學(xué)員出科時的理論考試成績和實踐技能考核成績均高于對照組，實驗組出科時學(xué)員成績的提高幅度也明顯高于對照組，這都表明應(yīng)用3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的教學(xué)方法較傳統(tǒng)教學(xué)具有更好的教學(xué)效果。3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)能夠給學(xué)員呈現(xiàn)更直觀、更生動的空間立體影像，提供比二維CT影像更詳實的解剖信息。二者的區(qū)別好比圖像與文字，圖像能將抽象的文字形象化、具體化，更利于人腦接受，知識更容易被記憶掌握，因此實驗組的理論知識更優(yōu)秀。同時3D醫(yī)學(xué)影像能最大限度地模擬真實的人體解剖結(jié)構(gòu)，模擬手術(shù)操作的過程，間接增加學(xué)員的實踐機會，因此實驗組的實踐技能也更加優(yōu)秀。調(diào)查問卷顯示實驗組在學(xué)習(xí)主動性、空間思維能力、解剖辨識能力、病灶定位能力、手術(shù)方案規(guī)劃能力、手術(shù)過程認(rèn)知方面均明顯好于對照組。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)依靠其虛擬程序更能夠為學(xué)員提供各種能力鍛煉的機會：將3D影像與術(shù)中解剖結(jié)構(gòu)互相印證，更有利于強化學(xué)員解剖結(jié)構(gòu)的記憶和手術(shù)過程的認(rèn)知；反復(fù)閱讀3D影像，更能培養(yǎng)出豐富的空間思維能力；讓學(xué)員自己動手進(jìn)行三維影像重建，更能增強學(xué)員的參與感，培養(yǎng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。

3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)以其逼真的場景模擬和強大的交互能力在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育中起到了十分積極的作用。但需要指出的是，3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)永遠(yuǎn)無法取代真實標(biāo)本解剖或手術(shù)病例的實踐訓(xùn)練。但它可在不影響患者安全的情況下縮短學(xué)員外科操作的學(xué)習(xí)曲線。因此，3D醫(yī)學(xué)影像技術(shù)有望成為外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中解剖結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)和手術(shù)操作訓(xùn)練的主流途徑，值得應(yīng)用和推廣。