3D打印技術(shù)聯(lián)合CBL教學(xué)模式在外科教學(xué)中的應(yīng)用

楊小杰 李友芳 高珂

【摘要】隨著教育體制及醫(yī)療體制改革，傳統(tǒng)的臨床帶教方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的教學(xué)要求，探索新的帶教模式勢在必行。3D打印技術(shù)與CBL帶教法作為近年來新興的、發(fā)展迅速的新技術(shù)與新模式，有著各自的優(yōu)勢與不足，筆者嘗試將兩者結(jié)合，取長補(bǔ)短，應(yīng)用于實(shí)際外科臨床帶教過程中，探索一套行之有效的外科教學(xué)模式。

【中圖分類號(hào)】R19

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】2095-6851（2019）09-029-01

3D打印（Three-Dimensional Printing）技術(shù)是一項(xiàng)新興的、發(fā)展迅速的技術(shù)，目前已在臨床各科室得到廣泛應(yīng)用，包括術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中指導(dǎo)、定制植入物等[1]。近年來，憑借電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography）、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging）等影像學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣。作為教學(xué)輔助工具，3D打印模型已被證明可以增強(qiáng)解剖學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜概念及手術(shù)方式的理解，并有助于提高外科技能[2]。

外科的教學(xué)內(nèi)容涉及全身器官及其周圍的神經(jīng)、血管、肌肉、軟組織等，對(duì)局部解剖知識(shí)有較高要求，包括易損傷神經(jīng)、血管等。同時(shí)，二維影像資料與人體內(nèi)立體的解剖結(jié)構(gòu)之間存在空間轉(zhuǎn)換困難，繼而導(dǎo)致規(guī)培醫(yī)師對(duì)手術(shù)方式、疾病機(jī)制的理解困難[3]。外科的教學(xué)內(nèi)容較多然而輪轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)時(shí)間有限，因此，怎樣通過一些好的教學(xué)輔助辦法提高案例教學(xué)效果，是外科教學(xué)所面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。

根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，CBL（case-based learning）作為一種比較成功的教學(xué)模式已經(jīng)在醫(yī)學(xué)以及其他各領(lǐng)域中取得了較為顯著的成效，將其應(yīng)用于外科的臨床教學(xué)領(lǐng)域中，也取得了較好的教學(xué)效果[4]。針對(duì)以上情況，本文探討3D打印技術(shù)結(jié)合CBL在外科實(shí)際帶教過程中的應(yīng)用成果，以探索一套行之有效的外科教學(xué)模式。

1 各教學(xué)方式的比較

1.1 傳統(tǒng)外科教學(xué)中的問題

傳統(tǒng)的臨床外科教學(xué)仍是“以教師為主體”的教學(xué)模式。教師在教學(xué)過程中容易以自我為中心，導(dǎo)致授課內(nèi)容單一，對(duì)疾病的描述性講解頗多，過多注重疾病的病因病機(jī)、診斷及鑒別診斷、治療方法以及療效的縱向聯(lián)合，而忽略了學(xué)科之間的橫向聯(lián)合，而作為學(xué)生在課上只能被動(dòng)地接受知識(shí)，課后只能形成抽象的概念，無法對(duì)外科疾病產(chǎn)生整體性印象，這導(dǎo)致了教學(xué)效果的不理想且使得很多學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)外科的熱情。同時(shí)，由于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)快速發(fā)展，臨床醫(yī)師往往過分依賴影像學(xué)結(jié)果，而忽略了體格檢查等基本技能。外科的治療理論以及技術(shù)變化迅速，傳統(tǒng)的臨床教學(xué)模式在有限的時(shí)間內(nèi)能帶給學(xué)生的知識(shí)非常有限，因此亟需對(duì)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)模式的改革。

1.2 CBL教學(xué)及其不足之處

CBL是基于臨床案例的一種新型教學(xué)模式，通過實(shí)際案例來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、討論并提出治療方案。在CBL教學(xué)中，學(xué)生可以充分利用已有的知識(shí)，發(fā)散自己的思維，對(duì)患者的診斷、治療等提出自己的見解。但是，CBL也具有一定缺點(diǎn)：一方面對(duì)病例的選擇提出了更高的要求，同時(shí)由于臨床病例的復(fù)雜性，對(duì)帶教老師也需要具備更廣的知識(shí)面;另一方面，在CBL教學(xué)過程中缺乏對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的解釋，或由于基礎(chǔ)理論知識(shí)的抽象，學(xué)員面對(duì)大量尚未掌握牢固的新鮮知識(shí)，容易對(duì)主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣產(chǎn)生影響[5]。

1.3 3D打印技術(shù)在臨床教學(xué)中的應(yīng)用及其不足之處

在臨床帶教過程中，存在某些抽象概念難以表達(dá)或解釋，3D模型可以用來演示復(fù)雜的解剖學(xué)概念并幫助解釋部分非直觀的理論知識(shí)，尤其是一些復(fù)雜的手術(shù)問題。已有報(bào)告顯示，在參與了利用3D髖臼模型輔助的教學(xué)培訓(xùn)后，培訓(xùn)學(xué)員對(duì)處理類似復(fù)雜骨折的信心有了明顯提升[6]。但現(xiàn)階段仍存在許多問題：一方面，3D打印模型無軟組織附著，不能完全真實(shí)地再現(xiàn)周邊肌肉、血管和神經(jīng)的走形和分布;另一方面，在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中，必須考慮到技術(shù)因素及成本因素等限制條件。

2 3D打印技術(shù)聯(lián)合CBL在外科教學(xué)中的應(yīng)用

相比于一些發(fā)達(dá)國家，我國的住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)制度開展較晚，目前尚存在著一些問題，例如內(nèi)容較籠統(tǒng)、傳統(tǒng)臨床教學(xué)模式單一、培訓(xùn)時(shí)間有限等，在一定程度上影響了培訓(xùn)質(zhì)量。為了提高培訓(xùn)質(zhì)量，培養(yǎng)出適應(yīng)國家要求的集科研能力和臨床能力于一身的的綜合性醫(yī)學(xué)人才，將規(guī)培制度落于實(shí)處，住院醫(yī)師培訓(xùn)方案仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

根據(jù)以往的帶教經(jīng)驗(yàn)，筆者將3D打印技術(shù)與CBL教學(xué)模式進(jìn)行結(jié)合，取長補(bǔ)短。具體教學(xué)流程如下：

2.1 帶教老師以教學(xué)大綱為基準(zhǔn)，根據(jù)科室目前實(shí)際病例情況，挑選具有典型特點(diǎn)的病例1個(gè)并預(yù)設(shè)相關(guān)問題，并將相關(guān)內(nèi)容布置作業(yè)下發(fā)，要求學(xué)員利用專業(yè)書籍及查找文獻(xiàn)，提前熟悉相關(guān)知識(shí);

2.2 選取病例相應(yīng)的CT平掃影像資料，導(dǎo)入我院外科3D打印平臺(tái)，打印出1：1三維立體模型，同時(shí)準(zhǔn)備其他教學(xué)所需用品;

2.3 向?qū)W員介紹實(shí)際病例，學(xué)員通過詢問病史、查體、常規(guī)影像學(xué)資料閱片后，小組討論得出初步的診斷和處理意見;

2.4 帶教老師利用3D打印模型，針對(duì)疾病的重難點(diǎn)進(jìn)行更詳細(xì)的講解;與學(xué)員進(jìn)行相互討論與提問，啟發(fā)學(xué)員利用已掌握的知識(shí)對(duì)病例進(jìn)行分析，探討疾病的發(fā)展機(jī)制、診斷思路、治療手段及預(yù)后等，形成最終的診療方案;

2.5 帶教老師再次利用3D模型針對(duì)學(xué)員提出的問題及診療方案進(jìn)行反饋，對(duì)預(yù)設(shè)的問題進(jìn)行總結(jié)分析，幫助學(xué)員掌握鞏固相應(yīng)知識(shí)。

3 結(jié)論

在外科的帶教過程中，主要存在兩方面的困難，一方面，外科所涉及的知識(shí)面廣，概念往往比較抽象，學(xué)員理解起來費(fèi)力，同時(shí)由于大部分規(guī)培學(xué)員在外科各科室的輪轉(zhuǎn)時(shí)間只有1-3個(gè)月，要在短暫的時(shí)間里幫助學(xué)員基本掌握外科大部分疾病的診療過程，傳統(tǒng)的帶教模式顯然已經(jīng)無法滿足，許多學(xué)員因此喪失了對(duì)外科的學(xué)習(xí)熱情。另一方面，大多數(shù)學(xué)員作為低年資醫(yī)師，科研能力較薄弱，對(duì)于外科的前沿理論和技術(shù)的了解較為滯后，影響了學(xué)員的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力[7]。

作為一種互動(dòng)型的教學(xué)模式，CBL能夠基于臨床病例，與實(shí)際緊密聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行病案分析及互相討論，不僅能激發(fā)學(xué)員主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，從而較好地掌握新知識(shí)新技術(shù)，同時(shí)還能訓(xùn)練學(xué)員的推理和解決問題的能力，形成對(duì)疾病較為整體的診療思路。然而這種教學(xué)模式在外科規(guī)范化培訓(xùn)的應(yīng)用中卻受到了限制，主要原因在于外科教學(xué)涉及一些復(fù)雜的手術(shù)方式、人體結(jié)構(gòu)畸形等，疾病的成因復(fù)雜，組織結(jié)構(gòu)變異大，規(guī)培學(xué)員雖然對(duì)其已經(jīng)具有一定的理論知識(shí)，但多是基于正常的解剖結(jié)構(gòu)，面對(duì)單一的影像學(xué)檢查等資料，難以將二維圖像轉(zhuǎn)化為三維立體圖形進(jìn)行理解掌握，因此CBL仍只能停留在帶教老師單方面講解，學(xué)員死記硬背的層面，難以實(shí)現(xiàn)理想效果。

借助3D打印技術(shù)，帶教老師可以將二維的影像學(xué)資料轉(zhuǎn)化為可觸摸的、可拆解的三維立體模型，將病變部位、結(jié)構(gòu)變異直觀地表現(xiàn)在帶教老師和學(xué)員面前，帶教老師可以利用模型分解教學(xué)，直接演示手術(shù)過程，學(xué)員更可以直接看到組織結(jié)構(gòu)，更深入地理解疾病的產(chǎn)生、發(fā)展，了解其解剖結(jié)構(gòu)，還可以反復(fù)操作，對(duì)治療過程有更個(gè)性化的認(rèn)識(shí)，正好彌補(bǔ)CBL過程中病例資料單一的不足。3D打印技術(shù)的發(fā)展將為外科臨床教學(xué)帶來新的契機(jī)。當(dāng)然，這項(xiàng)技術(shù)目前在教學(xué)方面的應(yīng)用仍存在一定不足，例如器官周圍的血管、神經(jīng)、肌肉等組織無法同時(shí)打印，使得實(shí)際手術(shù)操作與模擬演練之間存在差別。此外，在嘗試制作3D模型之前，必須考慮到一些現(xiàn)實(shí)因素，如制作技術(shù)、成本投入等，不過我們有理由相信3D打印技術(shù)未來在教育領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展以及材料和打印機(jī)成本的降低而增加。

將3D打印技術(shù)與CBL進(jìn)行結(jié)合，即在CBL教學(xué)的過程中，利用3D模型進(jìn)行講解、演示，學(xué)員能夠通過分析病例回憶并運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行臨床實(shí)踐，在回答預(yù)留問題的時(shí)候，學(xué)員通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性提高，同時(shí)能夠通過3D模型對(duì)一些較為抽象的概念形成具體的理解，對(duì)一些較為復(fù)雜的疾病形成較為直觀的認(rèn)識(shí)。3D打印技術(shù)與CBL聯(lián)合教學(xué)模式有利于幫助加深學(xué)員對(duì)外科疾病的認(rèn)識(shí)和理解，使外科教學(xué)更生動(dòng)、更形象，適合在外科臨床教學(xué)工作中應(yīng)用，但現(xiàn)階段仍需要在實(shí)踐中不斷探索，使之成為一種成熟、科學(xué)、有效的教學(xué)模式。

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