3D打印模型應(yīng)用于肺手術(shù)患者健康教育的效果觀察

溫小鵬 高山 張廣健 付軍科 樊曉娥

3D打印模型應(yīng)用于肺手術(shù)患者健康教育的效果觀察

溫小鵬 高山 張廣健 付軍科 樊曉娥

目的 探討將3D打印模型應(yīng)用于肺手術(shù)患者的健康教育并觀察其效果。方法 將40例需行肺部相關(guān)手術(shù)的患者隨機(jī)分成兩組，觀察組在疾病健康教育中結(jié)合3D打印模型進(jìn)行疾病講解及圍手術(shù)期宣教，在術(shù)前醫(yī)患溝通中利用3D模型講解手術(shù)方案；對(duì)照組利用幻燈進(jìn)行健康教育，利用書(shū)面講解進(jìn)行術(shù)前醫(yī)患溝通，設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷對(duì)比兩組患者或家屬對(duì)自身疾病、手術(shù)方式、圍手術(shù)期配合等方面的理解程度。結(jié)果 成功打印出的3D模型，利用3D打印模型進(jìn)行健康教育及醫(yī)患溝通，與對(duì)照組相比，觀察組對(duì)疾病理解、切除范圍、手術(shù)方式、圍手術(shù)期配合等方面的理解明顯準(zhǔn)確客觀 (P<0.05)。結(jié)論 3D打印模型能夠真實(shí)的反映肺部各解剖結(jié)構(gòu)、病變位置，可以模擬手術(shù)過(guò)程，將其應(yīng)用于患者健康教育及醫(yī)患溝通，能有效提高患者或家屬對(duì)疾病及手術(shù)的理解程度，提高對(duì)醫(yī)生的信賴(lài)程度及對(duì)醫(yī)療工作的依從性。

3D打??；肺手術(shù)；患者健康教育；醫(yī)患溝通

隨著3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展，基于CT等影像數(shù)據(jù)的醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)在臨床、教學(xué)和科研方面都有了廣泛的應(yīng)用[1]，它比傳統(tǒng)二維圖像更加直觀精確，在疾病的術(shù)前評(píng)估和手術(shù)規(guī)劃中均發(fā)揮了巨大作用[2]。我們利用3D打印的胸廓、肺臟、肺血管氣管模型進(jìn)行對(duì)患者健康教育，并在術(shù)前談話(huà)時(shí)利用3D模型講解病變解剖、手術(shù)方案、術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)及術(shù)后注意事項(xiàng)等，對(duì)3D打印模型在肺手術(shù)患者健康教育和醫(yī)患溝通中的應(yīng)用進(jìn)行初步論證，報(bào)告如下。

資料與方法

一、一般資料

本研究選取西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院胸外科2016年9月-2017年1月間收治的患者，病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①既往未患肺部疾病，未行肺部手術(shù)；②本次住院擬行肺葉切除術(shù)或肺楔形切除術(shù)；③年齡在20歲以上，能夠耐受手術(shù)，對(duì)治療均知情同意；④手術(shù)均由同一組醫(yī)師完成，均采用胸腔鏡微創(chuàng)入路。其中男性23人，女性17人，平均年齡48.1±13.2歲。隨機(jī)分為兩組，觀察組與對(duì)照組各20人，兩組患者在性別、年齡、惡性腫瘤患者數(shù)量、手術(shù)類(lèi)別、教育背景等方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

二、3D打印肺部模型及效度驗(yàn)證

本研究基于真實(shí)人體的胸部64層螺旋CT掃描(常規(guī)+增強(qiáng))數(shù)據(jù)，選取標(biāo)準(zhǔn)為無(wú)肺部疾病及肺血管變異。數(shù)據(jù)為DICOM格式；將其導(dǎo)入Mimics 19.0軟件進(jìn)行人體胸部三維數(shù)字化模型的構(gòu)建，獲得胸部骨骼、肺、支氣管樹(shù)、血管的三維數(shù)字化模型，輸出可供3D打印的STL文件，以光敏樹(shù)脂為原材料，使用3D打印機(jī)進(jìn)行打印，分別制作出與實(shí)體1:1等大的骨性胸廓模型、肺組織連帶肺門(mén)支氣管血管模型，對(duì)氣管、動(dòng)靜脈進(jìn)行上色處理。

[3-4]設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷1，包括5個(gè)問(wèn)題：①模型的總體評(píng)價(jià)；②形態(tài)的逼真度；③對(duì)肺葉分裂的顯示程度；④對(duì)肺動(dòng)靜脈及支氣管從屬肺葉的反映程度；⑤對(duì)手術(shù)步驟演示的幫助程度。評(píng)分從低到高依次為1-10分，1分為根本沒(méi)用/一點(diǎn)都不逼真/很差，10分為非常有用/很逼真/極好。向5名胸外科專(zhuān)家(主任或副主任醫(yī)師，手術(shù)經(jīng)驗(yàn)>100例)發(fā)出調(diào)查問(wèn)卷1，對(duì)3D打印模型的有用性、逼真度和真實(shí)感進(jìn)行評(píng)價(jià)，共5份。

三、3D打印模型應(yīng)用于肺手術(shù)患者健康教育

手術(shù)前觀察組患者或指定家屬參加結(jié)合3D打印模型的健康教育講座及術(shù)前醫(yī)患溝通，內(nèi)容有：肺部疾病介紹，在3D模型上定位患者病灶所在肺葉，結(jié)合模型說(shuō)明患者擬行手術(shù)的切除范圍；介紹胸腔鏡手術(shù)入路對(duì)比開(kāi)胸手術(shù)的優(yōu)勢(shì)；觀察切除后胸腔內(nèi)余肺變小、液氣胸狀態(tài)，強(qiáng)調(diào)呼吸鍛煉對(duì)術(shù)后余肺復(fù)張、胸腔引流管早日拔除的作用。使其了解病變的位置、特點(diǎn)、手術(shù)方式、手術(shù)可能的并發(fā)癥、術(shù)后呼吸鍛煉的重要性等。健康教育及術(shù)前醫(yī)患溝通結(jié)束后，患者和(或)家屬填寫(xiě)問(wèn)卷2，對(duì)健康教育及醫(yī)患溝通的效果進(jìn)行調(diào)查。

對(duì)照組患者或指定家屬參加傳統(tǒng)健康教育講座及術(shù)前醫(yī)患溝通，利用幻燈片進(jìn)行健康教育，利用書(shū)面講解進(jìn)行術(shù)前醫(yī)患溝通，內(nèi)容同上。兩組的健康教育由同一名主管護(hù)理師完成，術(shù)前醫(yī)患溝通由同一名主治醫(yī)師完成。

設(shè)計(jì)針對(duì)患者、非醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)人員的開(kāi)放性調(diào)查問(wèn)卷2，對(duì)健康教育和醫(yī)患溝通效果進(jìn)行評(píng)估。問(wèn)卷包含6個(gè)問(wèn)題：①對(duì)肺臟分葉的理解，病變?cè)诜稳~中的位置是否清楚；②需要切除肺葉的范圍是否明確；③是否理解病變與血管、氣管的關(guān)系，及其對(duì)術(shù)中出血風(fēng)險(xiǎn)的影響；④是否理解胸腔鏡手術(shù)入路和開(kāi)胸手術(shù)的區(qū)別；⑤是否理解術(shù)后呼吸鍛煉促肺復(fù)張，對(duì)排出胸腔積液積氣的意義；⑥健康教育對(duì)了解病情、理解手術(shù)的有用程度。評(píng)分從低到高依次為1-10分，1分為根本不理解/一點(diǎn)都不明確/很沒(méi)用，10分為非常理解/很明確/非常有用。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、3D打印肺部模型及效度驗(yàn)證結(jié)果

成功打印出與實(shí)體1 ∶1等大的3D模型，包括骨性胸廓模型、肺組織連帶肺門(mén)支氣管血管模型，并對(duì)氣管、動(dòng)靜脈進(jìn)行上色處理。該模型明確反映出骨性胸廓外形、肺臟的大小、分葉，以及肺門(mén)結(jié)構(gòu)的相互比鄰關(guān)系，包括肺動(dòng)脈、肺靜脈、主氣管、左右支氣管等結(jié)構(gòu)。

問(wèn)卷1結(jié)果顯示：①總體評(píng)價(jià)評(píng)分平均為(8.3±0.7)分；②形態(tài)逼真度評(píng)分平均為(8.2±0.5)分；③對(duì)肺葉分裂的顯示程度評(píng)分平均為(8.5±0.6)分；④對(duì)肺動(dòng)靜脈及支氣管從屬肺葉的反映程度評(píng)分平均為(8.1±0.8)分；⑤對(duì)手術(shù)步驟演示的幫助程度評(píng)分平均為(7.7±0.9)分。5位專(zhuān)家都認(rèn)為3D打印模型有助于明確病灶的位置，能明確反映肺臟分葉形態(tài)，對(duì)手術(shù)中所涉及的支氣管血管均能清晰顯示，對(duì)健康教育及術(shù)前醫(yī)患溝通中涉及的疾病介紹、切除范圍；手術(shù)入路、術(shù)后狀態(tài)等均有一定的幫助。

二、3D打印模型應(yīng)用于肺手術(shù)患者健康教育與對(duì)照組的比較

問(wèn)卷2結(jié)果(見(jiàn)表1)，觀察組對(duì)肺臟分葉的理解、病變的位置、手術(shù)切除范圍、術(shù)中出血風(fēng)險(xiǎn)、術(shù)后呼吸鍛煉必要性，比對(duì)照組理解明顯深刻，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而在手術(shù)入路、胸腔與開(kāi)胸手術(shù)區(qū)別、健康教育有用性方面，與對(duì)照組無(wú)明顯區(qū)別。此外，通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，觀察組各問(wèn)題評(píng)分離散度更低，提示經(jīng)過(guò)3D打印模型輔助講解可提高患者對(duì)疾病認(rèn)識(shí)的一致性程度。

表1 觀察組與對(duì)照組問(wèn)卷2評(píng)分比較

*:具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)

討 論

患者健康教育是指入院后由醫(yī)護(hù)人員組織開(kāi)展的相關(guān)疾病的健康講座，目的是了解疾病、充分理解治療措施、穩(wěn)定情緒、積極配合治療，有益于醫(yī)患之間的相互理解。肺部手術(shù)屬于高難度、高風(fēng)險(xiǎn)專(zhuān)科，因此，加強(qiáng)患者健康教育及醫(yī)患溝通尤為重要，但由于不同患者對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解能力存在差異，在一知半解的情況下，會(huì)使患者及家屬在術(shù)前產(chǎn)生很大的精神壓力，無(wú)法正確理解手術(shù)的必要性和風(fēng)險(xiǎn)性。既對(duì)手術(shù)寄予很大的希望，又心存懷疑和恐慌，一旦手術(shù)出現(xiàn)意外，醫(yī)療糾紛隨即產(chǎn)生[5]。據(jù)調(diào)查，醫(yī)患之間缺乏溝通、醫(yī)生解釋不到位、沒(méi)進(jìn)行有效的術(shù)前溝通是醫(yī)療糾紛產(chǎn)生的主要原因[6-7]。

術(shù)前如何與患者家屬進(jìn)行有效的溝通，短時(shí)間內(nèi)提高患者對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)，是減少醫(yī)療糾紛的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的患者健康教育以幻燈為主要載體，以文字加圖片的形式描述疾病的特點(diǎn)、手術(shù)的方式及入路、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及并發(fā)癥等，患者需要良好的空間想象力才能聯(lián)想出病變的部位及可能的手術(shù)方式，想象的主觀性及不確定性很大，而焦慮或恐懼正是產(chǎn)生于這種不確定性。因此，本研究在健康教育中結(jié)合3D打印模型，以便更好地介紹手術(shù)的關(guān)鍵步驟及風(fēng)險(xiǎn)，提高患者及家屬對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)患者康復(fù)的信心和對(duì)醫(yī)療行為的理解程度[8]。

3D打印是一種采用可粘合材料逐層構(gòu)造物體的工程技術(shù)，近年來(lái)已廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。利用3D打印技術(shù)制作醫(yī)學(xué)3D模型可以將組織或器官的內(nèi)部結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確反映出來(lái)，直觀的反映疾病情況，包括疾病的位置、大小、腫瘤浸潤(rùn)深度等信息，可以輔助醫(yī)生診斷疾病及制定手術(shù)方案[9]。2014年Nakada等[10]在3D打印模型的指導(dǎo)下為1例83歲的女性患者進(jìn)行了胸腔鏡下肺段的解剖切除術(shù)，而且模型顯示的解剖結(jié)構(gòu)比三維數(shù)字模型更加清晰、直觀。

本研究打印的3D模型，有較強(qiáng)的真實(shí)感，能立體地顯示骨性胸廓及各個(gè)肺葉的位置、形態(tài)，以及其與肺血管、氣管等結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系，可從任意角度觀察，參與研究的胸外科專(zhuān)家對(duì)模型的逼真度給予了較高的認(rèn)可。在觀察組進(jìn)行健康教育及術(shù)前醫(yī)患溝通時(shí)，結(jié)合3D打印模型詳細(xì)講解術(shù)中的關(guān)鍵步驟及圍手術(shù)期風(fēng)險(xiǎn)及并發(fā)癥，患者家屬通過(guò)直接形象的觀看，對(duì)于手術(shù)的方式、部位、術(shù)中的關(guān)鍵步驟及圍手術(shù)期風(fēng)險(xiǎn)及并發(fā)癥等有了清楚了解，提高了患者家屬對(duì)圍手術(shù)期風(fēng)險(xiǎn)的理解程度。調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果顯示，3D模型將肺組織直觀地反映在患者及家屬面前，講解病灶所在肺葉及切除范圍時(shí)一目了然，可以自然的理解切除后胸腔內(nèi)余肺變小、液氣胸狀態(tài)，清晰的認(rèn)識(shí)到呼吸鍛煉促余肺復(fù)張?jiān)诳焖倏祻?fù)中的意義。進(jìn)而提高患者對(duì)醫(yī)師的信賴(lài)程度及治療依從性，有利于醫(yī)患之間的順利溝通。

3D打印模型與真實(shí)人體組織器官幾何相似度高，實(shí)現(xiàn)了由平面到立體、由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)變，提高了健康教育及醫(yī)患溝通水平。缺點(diǎn)是目前打印材料比較單一，光敏樹(shù)脂質(zhì)地堅(jiān)硬，不能反映出肺組織的彈性結(jié)構(gòu)，需要在今后的研究中加以改善。

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Effect of 3D printing model on health education for patients with lung surgery

WENXiao-peng,GAOShan,ZHANGGuang-jian,FUJun-ke,FANXiao-e
DepartmentofThoracicSurgery,theFirstAffiliatedHospitalofXi’anJiaotongUniversity,Xi’an,Shaanxi710061,China

Objective To observe and discuss the effect of the application of 3D printing model in patient health education before lung surgery. Methods 40 patients with planned lung surgery was enrolled into the study, and they were randomly divided into the observation group and the control group. In the observation group, health education including procedure explaining and postoperative consideration was done by 3D printing model. Same content was delivered to the control group by PowerPoint and written explanations. It designed questionnaires to compare their understanding about the disease, surgical procedure and perioperative cooperation. Results 3D model print was successful. The understanding of the disease, surgical procedure and perioperative care was significantly higher in the observation group than in the control group (P<0.05). Conclusion 3D printing model can truly reflect the real anatomical structures, lesion location, and can simulate the operation process. Utilizing 3D printing model in patient health education and doctor-patient communication can effectively improve the understanding of the operation, improve the reliance of doctor and the compliance with medical work.

3D printing; lung surgery; patient health education; doctor-patient communication

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.07.034

710061 陜西 西安，西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院胸外科

樊曉娥，E-mail：1540812072@qq.com

2017-03-23]