三維有限元技術(shù)在創(chuàng)傷骨科教學(xué)中的應(yīng)用和優(yōu)勢

劉剛

[摘要] 目的 就三維有限元技術(shù)在創(chuàng)傷骨科教學(xué)中的應(yīng)用價值進(jìn)行研究。方法 隨機(jī)選取某一班級的50名學(xué)生作為研究對象，并選取踝骨骨折這一章節(jié)內(nèi)容作為教學(xué)內(nèi)容，對所有學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)分組，其中25名對照組學(xué)生采取傳統(tǒng)的X線聯(lián)合模型組織的授課模式來進(jìn)行教學(xué)，25名觀察組的學(xué)生在此基礎(chǔ)上采用三維有限元技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)，所有授課過程均由同一名教授來進(jìn)行，在授課完成之后對兩組學(xué)生們進(jìn)行理論考試與實踐考試，并且就兩組學(xué)生的考試成績進(jìn)行對比分析。結(jié)果 該次研究中觀察組學(xué)生們的理論考試成績以及實踐操作成績要顯著高于對照組學(xué)生（P<0.05）。結(jié)論 在進(jìn)行創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程中借助于三維有限元技術(shù)的應(yīng)用，能夠取得良好的教學(xué)效果，并促進(jìn)學(xué)生們的理論知識掌握程度得到進(jìn)一步的提升，值得應(yīng)用跟推廣。

[關(guān)鍵詞] 三維有限元技術(shù);創(chuàng)傷骨科;教學(xué)

[中圖分類號] R68 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1672-5654（2018）08（b）-0141-02

近年來我國的數(shù)字骨科學(xué)得到了一定程度的發(fā)展，并具備有良好的臨床應(yīng)用價值以及發(fā)展前景。通過三維有限元技術(shù)這一數(shù)字骨科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，其還具備有簡單優(yōu)越的性能[1]。在具體的骨科創(chuàng)傷教學(xué)過程中借助于三維有限元技術(shù)，還能夠?qū)?fù)雜骨折的損傷機(jī)制以及治療過程形象的展示給學(xué)生們，從而給予創(chuàng)新臨床教學(xué)模式提供一些新穎有效的教學(xué)手段與教學(xué)思路。在該次研究中主要就50名醫(yī)學(xué)院的骨科學(xué)生作為研究對象，并且就三維有限元技術(shù)在骨科創(chuàng)傷教學(xué)中的應(yīng)用價值進(jìn)行了研究，報道如下。

1? 資料與方法

1.1? 對象與方法

隨機(jī)抽取某一教授所帶的班級中的50名學(xué)生作為研究對象，并將踝骨骨折作為教學(xué)內(nèi)容。進(jìn)行學(xué)生們的隨機(jī)分組，其中25名對照組學(xué)生采取常規(guī)的教學(xué)模式，主要包含有X線片以及模型組織教學(xué)等教學(xué)方式，25名觀察組學(xué)生們則采取三維有限元技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)，主要教學(xué)模式是進(jìn)行踝骨骨折模型的重建，并通過三維有限元技術(shù)來對治療流程進(jìn)行模擬，從而將原本復(fù)雜的知識直觀地展示給學(xué)生們。在該次研究中的所有教學(xué)內(nèi)容均是由同一個教授來進(jìn)行，并在授課完成之后對兩組學(xué)生們進(jìn)行理論考試以及實踐考試，就兩組學(xué)生的考試結(jié)果進(jìn)行對比分析。

1.2? 統(tǒng)計方法

主要應(yīng)用SPSS 21.0統(tǒng)計學(xué)軟件來對50名學(xué)生們的理論考試以及實踐考試結(jié)果進(jìn)行對比分析，P<0.05差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2? 結(jié)果

在觀察組學(xué)生們的理論成績?yōu)椋?9.6±5.7）分，對照組學(xué)生們的理論成績則為（74.9±6.1）分。觀察組學(xué)生的學(xué)習(xí)成績要顯著高于對照組學(xué)生（P<0.05）。觀察組學(xué)生們的實踐操作成績也要顯著優(yōu)于對照組學(xué)生差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），具體見表1。

3? 討論

3.1? 在創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程中三維有限元技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

自上世紀(jì)70年代以來，有限元法就已經(jīng)在脊柱生物學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果[2]。近年來隨著我國計算機(jī)技術(shù)以及相關(guān)軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，使得有限元法也得到了迅速的發(fā)展，在骨科生物力學(xué)領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。借助于有限元法的應(yīng)用，其能夠幫助人們對人體骨骼力學(xué)性能進(jìn)行有效的了解，所構(gòu)建的模型跟正常標(biāo)本之間的差別也變得越來越小，并且獲得了顯著的研究成果。而在現(xiàn)階段的創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程之中也開始廣泛應(yīng)用到三維有限元技術(shù)來進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)工作，還取得了良好的應(yīng)用效果[3]。

在通過三維有限元技術(shù)來進(jìn)行創(chuàng)傷骨科的教學(xué)時，學(xué)生們在學(xué)習(xí)過程中能夠應(yīng)用有限元技術(shù)來對創(chuàng)傷骨折的機(jī)制以及詳細(xì)的治療過程進(jìn)行有效的了解，這也就使得原來抽象艱澀的理論知識得以直觀的展示給學(xué)生們，從而使得學(xué)生們的學(xué)習(xí)效率得到進(jìn)一步的提升。此外在應(yīng)用三維有限元技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)時，其還具備有形象生動的特點，并能夠使得創(chuàng)傷骨科的教學(xué)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。通過該技術(shù)的應(yīng)用，可以將一些復(fù)雜骨科的理論知識具體形象地展示給學(xué)生們，其展示過程豐富有趣，還可以幫助學(xué)生們對該方面的理論知識進(jìn)行理解以及分析。從外三維有限元技術(shù)還能夠?qū)钦蹚?fù)位流程進(jìn)行動態(tài)的模擬，并能夠讓學(xué)生們對于骨折分型以及內(nèi)固定技術(shù)等復(fù)雜的知識進(jìn)行迅速的理解以及記憶，并促使學(xué)生們的學(xué)習(xí)效果得到大幅度的提升。該新型的教學(xué)方式跟模式在以往板書以及掛圖為主的教學(xué)模式中很少用到，其在創(chuàng)傷骨科中的使用頻率比較少。

此外三維有限元技術(shù)還存在有比較強(qiáng)的互動性，該教學(xué)模式中也能夠讓學(xué)生們讓學(xué)生們更好地參與到教學(xué)過程中，并且能夠充分彰顯出學(xué)生們在教學(xué)過程中的主體地位。在該教學(xué)模式之中學(xué)生們可以通過可操作的計算機(jī)界面來模擬所需要學(xué)習(xí)的創(chuàng)傷骨折形成機(jī)制，特別能夠模擬骨折端在各組肌肉牽拉后的移位方向，學(xué)生們通過對骨折內(nèi)固定穩(wěn)定性進(jìn)行測量并且與教師們進(jìn)行互動的模式，來獲得良好的學(xué)習(xí)效果[4]。此外在進(jìn)行骨科外傷教學(xué)過程之中借助于三維有限元技術(shù)的合理應(yīng)用，還能夠讓學(xué)生們能夠身臨其境地感受到骨科手術(shù)流程，這對于學(xué)生們嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度的培養(yǎng)也有著一定的積極意義。

此外在應(yīng)用三維有限元技術(shù)來進(jìn)行創(chuàng)傷骨科等相關(guān)知識的教學(xué)時，學(xué)生們還能夠親身感受到手術(shù)操作的流程，在這一過程中也能夠促進(jìn)學(xué)生們對整個實踐流程有一個更為深切的認(rèn)知，對于學(xué)生良好外科手術(shù)理念的建立以及培養(yǎng)也具備有一定的積極意義，并能夠為其畢業(yè)后的臨床工作奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2? 在創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程中應(yīng)用三維有限元技術(shù)所需注意事項

較之于傳統(tǒng)的創(chuàng)傷骨科教學(xué)模式，三維有限元技術(shù)其還具備有教學(xué)模式直觀以及教學(xué)效率高等應(yīng)用優(yōu)勢，并能夠在具體的教學(xué)過程中充分發(fā)揮出學(xué)生們的主體地位，從而獲得良好的教學(xué)效果以及教學(xué)質(zhì)量。在創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程中通過三維有限元技術(shù)的合理應(yīng)用，其還能夠?qū)ΜF(xiàn)有的教學(xué)模式起到一定的優(yōu)化效果，在現(xiàn)有的骨科教學(xué)過程之中也開始發(fā)揮出越來越重要的作用，并成為了培養(yǎng)臨床合格意識以及提升教學(xué)質(zhì)量的一項重要手段。此外在進(jìn)行創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程之中還需要在現(xiàn)代教育思想以及教育理論的指導(dǎo)基礎(chǔ)上，來進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)的有序開展，并需要在課堂教學(xué)過程之中充分彰顯出學(xué)生們的主體地位。此外在具體教學(xué)過程之中，還要求教師們能夠?qū)鹘y(tǒng)教學(xué)手段以及現(xiàn)代技術(shù)手段兩者的教學(xué)優(yōu)勢進(jìn)行有效的融合，只有這樣才能夠?qū)⑷S有限元技術(shù)的教學(xué)優(yōu)勢進(jìn)行最大限度的發(fā)揮，借此來取得良好的教學(xué)效果。

但是在應(yīng)用三維有限元進(jìn)行實際教學(xué)的過程之中，其還需要一定的計算機(jī)操作水平以及軟件操作能力作為基礎(chǔ)，這也給教師以及學(xué)生們的計算機(jī)水平提出了比較高的要求，因此現(xiàn)階段僅僅在研究生層次上得到了廣泛的應(yīng)用。此外在應(yīng)用三維有限元技術(shù)進(jìn)行教學(xué)過程中還存在有一定的缺陷性，因此任何的數(shù)字化模型都只是對真實的情況進(jìn)行模擬，但是現(xiàn)有的數(shù)字技術(shù)尚無法對標(biāo)本的信息進(jìn)行全面的概括，對于部門流程還存在有一定的簡化以及假的情況，這也就導(dǎo)致了結(jié)果的準(zhǔn)確性無法得到有效的保障。為了取得一個良好的教學(xué)模式，也就要求教師們在應(yīng)用三維有限元技術(shù)來進(jìn)行案例的計算過程之中能夠跟大體的標(biāo)本力學(xué)實驗進(jìn)行對照與分析，與臨時資料對比的過程中還能夠起到互相促進(jìn)的作用。因此說在進(jìn)行教學(xué)過程中，還需要告知學(xué)生們該技術(shù)的特點，來讓學(xué)生們對三維有限元技術(shù)的結(jié)果進(jìn)行有效的辯證?？傊S有限元技術(shù)的重要教學(xué)手段，是數(shù)字骨科的一種重要形式，但是現(xiàn)階段創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程中應(yīng)用也多是處于探索階段，也就需要老師和學(xué)生能夠?qū)唧w的教學(xué)流程進(jìn)行不斷的完善，從而獲得良好的教學(xué)效果。

在該次研究之中，主要選取了50名學(xué)生作為研究對象，將所有學(xué)生隨機(jī)分為了兩組，然后就兩組學(xué)生的理論考試結(jié)果跟實踐操作結(jié)果進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明觀察組學(xué)生的理論考核成績以及實踐考核成績均要顯著高于對照組學(xué)生（P<0.05）。綜上所述，在創(chuàng)傷骨科教學(xué)過程中之中借助于三維有限元技術(shù)的應(yīng)用，能夠充分發(fā)揮出學(xué)生們的學(xué)習(xí)主體地位，并能夠促使創(chuàng)傷骨科的教學(xué)效果以及教學(xué)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。但是在該教學(xué)手段的應(yīng)用過程中還存在有一定的缺陷，因此要求相關(guān)教學(xué)人員結(jié)合實際教學(xué)情況來對該教學(xué)模式進(jìn)行必要的優(yōu)化與完善，以來獲得一個良好的教學(xué)效果。

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（收稿日期：2018-05-10）