3D 打印模型在規(guī)培生脊柱臨床實踐教學中的運用

周長龍

（哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院骨科 黑龍江 哈爾濱 150086）

規(guī)培生有著較為扎實的專業(yè)理論基礎，通過開展臨床實踐教學，旨在提升他們的復合能力和手術操作能力。在以往的骨科臨床實踐教學中，由于可用的解剖標本匱乏，學生很少有機會接觸實體樣本，主要是以彩圖為素材，讓學生了解解剖結構、觀察病變情況。這種二維平面結構，不僅需要學生具備極強的抽象思維能力，而且無法提供動手操作的機會，不利于規(guī)培生臨床實踐能力的提升。近年來，3D 打印技術逐漸成熟，并且在建筑行業(yè)、航空航天、醫(yī)療行業(yè)得到了廣泛應用。利用3D 打印技術制作高精度、立體化的骨骼模型，可以幫助學生直觀的認識骨骼結構，模擬臨床手術過程，為骨科臨床實踐教學提供了技術支持。我院從2019 年開始將3D 打印模型應用與臨床教學，應用效果顯著?，F(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院骨科的30 名規(guī)培生作為研究對象，將其隨機分為兩組。對照組和實驗組的學生在年齡、性別、專業(yè)基礎等方面的信息差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

1.2 研究方法

對照組的學生，采取常規(guī)的講授模式和臨床實習方式，使用課件（PPT）、模型等，詳細的講解解剖結構、診斷要點和手術流程等內(nèi)容；實驗組的學生，在常規(guī)的基礎上，提供應用三維激光掃描儀對真實標本進行表面掃描后應用ABS 材料3D 打印重建的脊柱骨骼模型（頸椎）。并將該模型固定在操作臺上。模擬手術體位，先是由醫(yī)師示范講解手術操作技巧，然后讓學生動手實踐，進行頸椎側塊螺釘和C2-T1 椎弓根螺釘置入、頸后路棘突懸吊式椎管擴大成形術、頸前路等手術操作[1]。

1.3 教學效果評價

對兩組學生進行為期2 個月的培訓。在培訓結束后，對兩組學生進行統(tǒng)一的出科考核、評價。考核內(nèi)容分為四個部分，即理論知識考查、病史采集、體格檢查、脊柱手術實操?？疾椴捎孟嗤脑嚲?，內(nèi)容及評分標準一致，統(tǒng)計卷面分數(shù)；手術實操中，評價指標主要包括螺釘置入的準確度、減壓范圍是否正確，以及整個手術操作的流暢度等。由兩名骨科副主任以上醫(yī)師擔任評委，計算每一位規(guī)培生的成績，以及兩組的平均成績。

1.4 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)結果使用統(tǒng)計軟件SPSS18.0 進行統(tǒng)計，標準差（±s）表示對照組和實驗組學生考核成績，組間差異用t檢驗，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

考試總分為400 分。其中理論知識考查、病史采集、體格檢查、脊柱手術實操各100 分。對照組和實驗組學生的理論知識考查、病史采集、體格檢查考核成績?nèi)绫?所示。

表1 兩組學生的成績比較（分）

脊柱手術實操的評價標準主要包括椎根弓螺釘、側塊螺釘、頸前鈦板置入操作的準確度，減壓范圍的準確度，整個手術操作的流暢度等指標。均采用百分數(shù)表示，最終取五項平均值，對照組和實驗組學生的理論考核成績?nèi)绫? 所示。

表2 兩組學生的手術實操評價結果比較（%）

3 討論

對于骨科規(guī)培生來說，必須要進行大量的實踐操作，才能對骨骼結構、手術要點等進行全面、熟練的掌握，保證手術精度、提高手術水平。但是在實際的教學中，規(guī)培生數(shù)量多、沒有手術操作機會，兩者之間的矛盾難以調(diào)和。在這種情況下，針對規(guī)培生的培訓方式，也只能是借助于一些講義進行講授。這種教學模式存在諸多弊端，成為了本科教學的重復，規(guī)培生無法掌握骨骼結構的很多細節(jié)，手術操作的要點，還有就是無法為規(guī)培生提供動手的機會。這種“紙上談兵”的教學模式，難以達到規(guī)培生培養(yǎng)的要求，無法培養(yǎng)出合格的臨床骨科醫(yī)生。

3D 打印技術在經(jīng)過30 多年的發(fā)展后，目前已經(jīng)比較成熟，且在諸多行業(yè)中得到了廣泛運用。我們應用三維激光掃描儀對真實標本進行表面掃描形成三維數(shù)據(jù)，比CT結果進行三維重建得到的模型所呈現(xiàn)的骨骼表面解剖更接近真實標本，我們選擇ABS 作為打印材料，在手術操作時手感更接近于骨骼。具體到骨科脊柱的臨床實踐教學來說，借助于3D 打印模型輔助進行臨床實踐教學，相比于以往的講授模式，其優(yōu)勢明顯：首先是可以打印出高精度的骨骼模型，這就為學生更加直觀的了解不同部位的骨骼提供了豐富的素材。立體感更強，且可以反復操作，為規(guī)培生提供了實操機會。經(jīng)過訓練，手術水平也會得到明顯的提升。其次，脊柱的一些病變信息，也會在3D 模型中較為清晰的展示出來，在醫(yī)師的講解下，可以讓學生對復雜多樣的病變表現(xiàn)、缺損情況有全面的掌握，對病情的準確判斷也有很好的幫助[2]。最后，學生利用3D 打印模型參與到手術實操訓練中，有助于激發(fā)他們的學習動力，不僅掌握手術的流程，而且提高了手術操作精度。

在本次研究中，根據(jù)考核成績的統(tǒng)計和對比可以發(fā)現(xiàn)：在理論考試中，對照組的15 名學生，平均成績?yōu)?4.2±3.4 分；而實驗組的15 名學生，平均成績?yōu)?5.3±2.4 分。同樣在病史采集、體格檢查方面的成績也沒有明顯差異。這也側面說明了兩組學生的專業(yè)基礎并無明顯差異。但是在手術實操中，對照組的學生，由于沒有接觸過骨骼模型，在臨床實踐中的平均得分僅為74.3±3.9 分；相比之下，實驗組的學生，使用了3D 打印模型，在操作臺上由經(jīng)驗豐富的醫(yī)師，帶領他們了解骨骼的結構，手術中椎根弓螺釘?shù)闹萌敕绞?、頸前鈦板置入方式，以及減壓范圍的判斷等。在臨床實踐中，他們的平均成績達到了86.1±3.2 分，明顯優(yōu)于對照組。

綜上所述，3D 打印模型在規(guī)培生臨床實踐教學中，對激發(fā)學習興趣、提高手術水平有顯著幫助，具有推廣應用價值。