3D打印頜骨技術(shù)在口腔頜面外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用效果評價

李學(xué)盛 張明

[摘要]目的：探討3D打印頜骨技術(shù)在口腔頜面外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用。方法：對2013年-2017年在解放軍總醫(yī)院口腔頜面外科輪轉(zhuǎn)的40名住院規(guī)陪醫(yī)師，隨機分為兩組，個體化3D打印技術(shù)教學(xué)方法（3D組）采用3D打印技術(shù)制作頜骨模型進行教學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)方法（傳統(tǒng)組）采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，完成臨床帶教任務(wù)后，采用同一標(biāo)準(zhǔn)對所有住院規(guī)陪醫(yī)師進行客觀考核和主觀評估，采用SPSS 20.0統(tǒng)計學(xué)分析軟件對數(shù)據(jù)進行分析，以評估教學(xué)效果。結(jié)果：兩組住院規(guī)陪醫(yī)師在傳統(tǒng)考試（理論）方法比較中，3D組更有優(yōu)勢，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）;在教學(xué)效果評價方面，相對于傳統(tǒng)組，3D組的住院規(guī)陪醫(yī)師更認(rèn)同3D打印模型的教學(xué)模式，可顯著提高教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)能力，兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：3D打印頜骨技術(shù)用于口腔頜面外科臨床教學(xué)中效果顯著，有利于口腔頜面外科住院規(guī)陪醫(yī)師的培養(yǎng)，具有良好的應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]3D打印技術(shù);口腔頜面外科;醫(yī)學(xué)教育;規(guī)范化培訓(xùn);臨床教學(xué)

[中圖分類號]G424 ? ?[文獻標(biāo)志碼]A ? ?[文章編號]1008-6455（2020）03-0143-03

Abstract： Objective ?To evaluate the application of 3D printing jaw bone technology in oral and maxillofacial surgery clinical teaching. Methods ?From 2013 to 2017， forty residents were randomly divided into two groups. The 3D group used 3D printing technology to make jaw model for teaching， while the traditional group used traditional teaching methods. After completing the task of clinical teaching， objective assessment and subjective assessment were carried out for all residents with the same standard. SPSS 20.0 statistical analysis software was used to analyze the data to evaluate the teaching effect. ?Results ?In the comparison of traditional examination （Theory） methods， 3D group has more advantages， and the difference was statistically significant（P<0.05）. In terms of teaching effect evaluation， compared with the traditional group， the residents in 3D group agree with the teaching mode of 3D printing model， which can significantly improve the teaching content and learning ability. there was a significant difference between the two groups（P<0.05）. ?Conclusion ?3D printing technology was conductive to oral and maxillofacial surgery clinical teaching， and had a good application prospect.

Key words： 3D printing technique; maxillofacial surgery; medical education; standardized training; clinical teaching

3D打印技術(shù)于20世紀(jì)80年代誕生于美國，目前在市場上應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，尤其是在建筑業(yè)、國防、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展最快[1-2]。在口腔頜面外科，常根據(jù)不同患者的CT、MRI等基礎(chǔ)成像數(shù)據(jù)，打印出個體化的替代材料，以滿足患者的特殊需求假體。在臨床上，與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的植入物相比，個體化3D植入物與個體匹配度更高;在教學(xué)上，個體化3D打印技術(shù)的模型形象逼真、立體化結(jié)構(gòu)，使得學(xué)生更容易掌握疾病的解剖特點及加深對疾病的序貫診治過程。筆者科室將3D打印頜骨技術(shù)于2013年-2017年應(yīng)用于口腔頜面外科部分疾病的個體化臨床教學(xué)中，效果頗佳，現(xiàn)具體報道如下。

1 ?資料和方法

1.1 研究對象與分組：選取2013年9月-2017年9月在解放軍總醫(yī)院口腔頜面外科輪轉(zhuǎn)的口腔專業(yè)住院規(guī)陪醫(yī)師40名，將其隨機分為兩組，傳統(tǒng)教學(xué)方法（傳統(tǒng)組）與個體化3D打印技術(shù)教學(xué)方法（3D組）。

1.2 教學(xué)設(shè)計與方法

1.2.1 傳統(tǒng)教學(xué)方法（傳統(tǒng)組）：采集病史和體格檢查—病歷書寫—上級醫(yī)師審閱和修改—補充完善病歷—術(shù)前討論—手術(shù)—術(shù)后及出院總結(jié)。

1.2.2 個體化3D打印技術(shù)教學(xué)方法（3D組）：采集病史和體格檢查—病歷書寫—上級醫(yī)師審閱和修改—補充完善病歷—術(shù)前討論+個體化3D打印頜骨模型教學(xué)—手術(shù)—術(shù)后及出院總結(jié)。模型見圖1～2所示。

1.3 教學(xué)效果評估

1.3.1 采用傳統(tǒng)考試方法（筆試）對住院規(guī)陪醫(yī)師進行考試，滿分為100分。

1.3.2 采用不記名問卷調(diào)查，了解兩種教學(xué)方法是否對住院規(guī)陪醫(yī)師教學(xué)內(nèi)容中的基礎(chǔ)知識、解剖結(jié)構(gòu)掌握情況、疾病臨床分析、影像知識、臨床思維、醫(yī)患疾病溝通等方面有效，按特別有效、基本有效、無效3種標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)住院規(guī)培醫(yī)師個人意愿，選擇其一進行評價。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析：采用SPSS 20.0軟件對結(jié)果進行統(tǒng)計分析，計數(shù)資料以頻數(shù)和百分比[n（%）]表示，等級資料比較采用秩和檢驗，采用兩獨立樣本的非參數(shù)檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 ?結(jié)果

2.1 兩組筆試成績比較：兩組住院規(guī)陪醫(yī)師的考試成績均能達到培養(yǎng)要求，但3D組成績更為優(yōu)異，經(jīng)秩和檢驗，u=2.574，P=0.010，見表1。

2.2 兩組問卷調(diào)查結(jié)果比較：發(fā)放的40份問卷資料全部回收，回收率100%，有效率100%。評價等級按特別有效，基本有效和無效進行。結(jié)果顯示，相對于傳統(tǒng)組，3D組的住院規(guī)陪醫(yī)師更認(rèn)同3D打印模型的教學(xué)模式，可顯著提高相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)能力，兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表2。

3 ?討論

我國古代道家學(xué)派著作《老子》注：“授人以魚不如授人以漁”，說的是傳授給人知識，不如傳授給人獲取知識的方法。同理，在臨床上，如何做到激勵醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，達到“授人以漁”的目的，是每個臨床帶教老師的最終目標(biāo)。

3D打印機近年來在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上獲得迅速發(fā)展，如：口腔頜面外科、神經(jīng)外科和骨科等，臨床上3D打印髖關(guān)節(jié)、胸肋骨、頭顱、牙齒、腎臟生物模型等應(yīng)有盡有[3]。3D打印生物模型，不僅在宏觀上極盡描摹，精準(zhǔn)匹配，在微觀上也是形態(tài)盡致，有助于感觀上的親切體驗，對疾病的解剖結(jié)構(gòu)、病變部位等更是全方位的，因此如將3D打印技術(shù)用于醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)中，是否也擁有其他教學(xué)手段不可比擬的優(yōu)越性？

其實3D打印技術(shù)早已被廣泛應(yīng)用于口腔臨床診治中，如3D打印烤瓷牙內(nèi)冠、活動義齒支架、個性化正畸托槽、頜面部缺損贗復(fù)體、頜面部腫瘤切除導(dǎo)板、種植牙導(dǎo)板等[4-6]。在臨床教學(xué)上，2018年黃立等研究3D打印的數(shù)字化病例數(shù)據(jù)庫在口腔頜面外科骨性疾病教學(xué)中的應(yīng)用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用3D打印模型建立臨床病例教學(xué)數(shù)據(jù)庫，可以幫助學(xué)生扎實地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，培養(yǎng)臨床思維和實踐操作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自信[7]。2019年胡杉杉等將3D打印技術(shù)用于口腔修復(fù)學(xué)實驗教學(xué)，通過3D打印口腔修復(fù)金屬底冠、樁核、可摘局部義齒支架、種植導(dǎo)板四個教學(xué)模塊進行實驗教學(xué)，最后結(jié)果表明，將3D打印技術(shù)運用于口腔修復(fù)教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣、對數(shù)字化修復(fù)的理解程度、運用數(shù)字化設(shè)計軟件的能力、對修復(fù)體設(shè)計軟件的掌握程度等方面均有顯著提高[8]。在本次研究中，40名住院規(guī)陪住院醫(yī)師隨機分到3D組和傳統(tǒng)教學(xué)組，通過相應(yīng)教學(xué)法指導(dǎo)后，3D組的住院醫(yī)師無論是對理論的學(xué)習(xí)效果，還是臨床技能、學(xué)習(xí)的積極性、教學(xué)的參與度等都顯著優(yōu)于對照組;3D組的住院醫(yī)師普遍認(rèn)為，與傳統(tǒng)教學(xué)組相比，3D打印教學(xué)技術(shù)能實現(xiàn)從二維到三維、平面到立體、虛擬到現(xiàn)實的轉(zhuǎn)變，既能客觀地學(xué)習(xí)復(fù)雜的口腔頜面外科的正常生理解剖和病理知識，又能激發(fā)住院醫(yī)師的學(xué)習(xí)熱情。

口腔頜面外科是以骨骼肌肉系統(tǒng)性疾病診治為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，頜面骨骼諸多，形狀不規(guī)則，骨聯(lián)接多等解剖結(jié)構(gòu)不容易被理解掌握[9]，因此住院醫(yī)師學(xué)習(xí)效率不高，知識點遺忘較快，臨床教學(xué)往往達不到“授人以漁”的效果。在本研究中，將患者的二維影像學(xué)數(shù)據(jù)通過3D打印出個性化精準(zhǔn)、逼真頜骨關(guān)系模型，可直接了解病變的形態(tài)、位置和毗鄰關(guān)系，利用這些模型住院醫(yī)師和帶教老師一起進行預(yù)手術(shù)計劃等一系列手術(shù)演練，比如頜骨腫瘤切除位置、重建鈦板的預(yù)彎、鈦釘?shù)闹踩?，或者是植骨部位的預(yù)選與預(yù)處理等，然后制定出詳盡及個體化的手術(shù)方案，精準(zhǔn)地直擊了解病變結(jié)構(gòu)及手術(shù)的具體操作，這樣不僅有助于使手術(shù)步驟明了，更能提高診斷治療準(zhǔn)確性與科學(xué)性，使住院醫(yī)師充分認(rèn)識到頜骨的修復(fù)與重建，將“被動灌輸學(xué)習(xí)”變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)習(xí)”，提高學(xué)習(xí)積極性，達到教學(xué)效果[10-11]。

因此，總結(jié)3D打印頜骨技術(shù)應(yīng)用于口腔頜面外科臨床教學(xué)中具有以下特點：①3D打印技術(shù)能打印1：1比例頜骨，使住院醫(yī)師對個體病例有直觀了解，提高學(xué)習(xí)的積極性和效率;②3D打印技術(shù)呈現(xiàn)具體病變部位三維空間結(jié)構(gòu)，能加強住院醫(yī)師對疾病的診療技術(shù);③通過3D打印頜骨，能模擬個體顳下頜關(guān)節(jié)等結(jié)構(gòu)，有助于住院醫(yī)師將復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)化繁為簡進行學(xué)習(xí);④經(jīng)3D打印，激發(fā)住院醫(yī)師參與術(shù)前手術(shù)預(yù)設(shè)計，做到術(shù)前術(shù)中術(shù)后的充分掌握。

目前3D打印技術(shù)在口腔頜面外科教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初期階段，還存在一些不足之處，比如：需要投入專業(yè)的設(shè)備和人才、打印模型無法真實模擬個體化顳下頜關(guān)節(jié)的運動軌跡[12-13]，另外大多數(shù)帶教老師只是用于打印硬組織個體化的病理性和生理性模型，還無法真正意義實現(xiàn)毗鄰軟組織，如血管、神經(jīng)、淋巴等軟組織的打印。但近年學(xué)者Ueda、Ng等通過研究認(rèn)為，未來可實現(xiàn)對部分軟組織，如皮膚及皮下組織進行3D生物學(xué)打印[14-15]，因此希望在不久的將來，可實現(xiàn)3D打印人體任何軟硬組織器官個體化模型，方便教書育人。當(dāng)然，由于實驗對象是住院規(guī)培醫(yī)師，學(xué)生們各自掌握的專業(yè)知識量存在著不一致性，因此本實驗在設(shè)計及開展之前無法實現(xiàn)所有樣本的均衡性，這也是本實驗的局限不足之處。

綜上所述，3D打印頜骨技術(shù)在口腔頜面外科臨床精準(zhǔn)教學(xué)中效果優(yōu)異，教學(xué)手段方便快捷，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和自信心，值得口腔科帶教老師使用并建議推廣。

（作者貢獻聲明：李學(xué)盛：教學(xué)設(shè)計、主要實施和論文撰寫;張明：教學(xué)設(shè)計和指導(dǎo)。）

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[收稿日期]2019-07-31

本文引用格式：李學(xué)盛，張明.3D打印頜骨技術(shù)在口腔頜面外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用效果評價[J].中國美容醫(yī)學(xué)，2020，29（3）：143-145.