數(shù)字骨科技術(shù)在骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用

張 弛，劉 松，王 釗，胡漢生，王 簕

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院，廣東 廣州 510150）

住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)（簡稱住培），是指醫(yī)學(xué)生完成學(xué)校基本教育后接受的規(guī)范化、系統(tǒng)化的臨床工作訓(xùn)練，是醫(yī)學(xué)畢業(yè)生成為合格臨床醫(yī)師的必由之路，是培養(yǎng)人民滿意好醫(yī)生的必然選擇[1]。住培是醫(yī)學(xué)教育不可缺少的重要組成部分，但是，目前我國住培制度還處在起步階段，各省市培訓(xùn)質(zhì)量也參差不齊。因此，為提高住培質(zhì)量，必須形成一系列切實可行的培訓(xùn)制度、方案及臨床教學(xué)方法[2]。骨科學(xué)涉及的解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，治療方式繁多，要求醫(yī)師具備一定的解剖學(xué)基礎(chǔ)和空間識別能力。目前，傳統(tǒng)教學(xué)方式在取得一定效果的同時，還存在形式單一、學(xué)生缺乏興趣等不足。隨著計算機技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，數(shù)字化時代的高科技成果極大地改變了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教學(xué)模式，臨床教學(xué)工作也出現(xiàn)了新的契機。我們嘗試將數(shù)字骨科技術(shù)應(yīng)用于骨科住培，以期在有限的時間內(nèi)更好地培養(yǎng)住培醫(yī)師骨科相關(guān)知識應(yīng)用能力和臨床思維，提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力。

1 數(shù)字骨科技術(shù)在骨科住培中的應(yīng)用

1.1 建立模型，加深理解

骨科疾病種類多且與解剖學(xué)密切相關(guān)，對學(xué)員的解剖學(xué)基礎(chǔ)及空間思維要求極高[3]。以往住培采用傳統(tǒng)授課模式，結(jié)合解剖圖譜進行講解，學(xué)生學(xué)習(xí)周期較長，很難對疾病形成直觀印象，學(xué)習(xí)積極性不高。數(shù)字骨科技術(shù)是將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于骨科解剖、診斷、治療、研究、康復(fù)及功能評估的一門新興交叉學(xué)科[4]。將二維的影像學(xué)數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機建立正?；虿∽兊娜S可視化數(shù)字骨科模型，住培醫(yī)師可對三維模型進行任意旋轉(zhuǎn)、移動，也可全面觀察或測量相關(guān)指標(biāo)。

我科在教學(xué)工作中，對利用數(shù)字骨科技術(shù)進行骨科臨床相關(guān)知識教學(xué)進行了積極探索和初步實踐，除了利用傳統(tǒng)的PPT面對面講授外，還結(jié)合具體病例通過計算機軟件對醫(yī)學(xué)圖像進行處理，為學(xué)生提供三維可視圖像，具體來講就是將CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics三維重建軟件，進行配準、分割，構(gòu)建三維可視模型。例如，在骨折概論教學(xué)時，根據(jù)患者創(chuàng)傷誘因，結(jié)合影像數(shù)據(jù)進行重建，模擬受傷過程，形象、生動地為住培醫(yī)師呈現(xiàn)患者受傷過程中的解剖學(xué)變化以及影像學(xué)改變，幫助住培醫(yī)師分析骨折受傷機制。此外，在學(xué)習(xí)踝關(guān)節(jié)骨折、肱骨外科頸骨折等關(guān)節(jié)周圍骨折時，教師可利用Mimics軟件對不同骨折塊上色，單獨標(biāo)記，住培醫(yī)師也可在電腦上任意屏蔽或顯示骨折塊，進行各角度觀察；模擬骨折周圍組織，顯示、隱藏人體結(jié)構(gòu)的任意部分，從肌肉起止點，到血管、神經(jīng)走向，無限組合所需3D圖像，方便住培醫(yī)師多方位、多角度、多層次觀察人體各部位的骨骼、韌帶、肌肉、神經(jīng)、血管的毗鄰關(guān)系。對于相對比較復(fù)雜的骨折，如骨盆骨折、肩胛骨骨折等，教師可利用3D打印技術(shù)將骨折實體化，真實反映患者病情。這樣，能明確骨折線走向、骨折粉碎程度，方便住培醫(yī)師多角度、多方位觀察，對骨折分型以及治療方案有更準確的認識。通過計算機三維技術(shù)建立立體模型，使骨科基礎(chǔ)知識由平面、二維向立體、三維轉(zhuǎn)變，讓骨科知識真正“活”起來，立體化、形象化地展示在住培醫(yī)師面前。

1.2 模擬手術(shù)，主動思考

骨折是臨床常見的骨科疾病，正確的診斷和合理的治療方案是治療效果的重要保證，對住培醫(yī)師進行臨床診療思維培養(yǎng)也是臨床教學(xué)的重點。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，住培醫(yī)師只是參觀者，并未真正參與臨床診療方案的制訂，學(xué)習(xí)效果不佳。針對這一問題，我們利用數(shù)字骨科技術(shù)，積極引導(dǎo)住培醫(yī)師主動參與診療方案的制訂。首先，將采集的CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics軟件進行三維重建，使住培醫(yī)師了解骨折移位情況及骨折塊情況，明確骨折分型。通過查閱文獻、病例回顧、集體討論等，初步確定診療思路。其次，教師利用擬向工程軟件，如Geomagic等對已建立的三維模型進行切割，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容讓住培醫(yī)師在計算機上進行骨折模擬復(fù)位，掌握骨折復(fù)位方法及技巧。最后，教師利用Solidwork等軟件對內(nèi)植物進行重建，如解剖鋼板、鎖定加壓鋼板、皮質(zhì)骨螺釘、松質(zhì)骨螺釘?shù)?。由住培醫(yī)師選擇內(nèi)固定方式及內(nèi)植物類型，利用計算機軟件測量確定植入螺釘?shù)捻樞蚣伴L度，進行虛擬手術(shù)，再由帶教教師點評，制訂相對完善的手術(shù)方案。整個教學(xué)過程以引導(dǎo)骨科住培醫(yī)師自主學(xué)習(xí)，制訂個性化手術(shù)方案，提高其主觀能動性為主，學(xué)習(xí)內(nèi)容更加具體，住培醫(yī)師對疾病的理解也更加深刻。

1.3 理論聯(lián)系實踐，提高分析能力

住培醫(yī)師自主設(shè)計手術(shù)方案后，參與完整手術(shù)過程，帶教教師組織住培醫(yī)師對患者術(shù)后功能恢復(fù)、治療效果、術(shù)后影像學(xué)檢查及存在的問題等進行小組討論。住培醫(yī)師圍坐在C型桌旁，展示患者術(shù)后X線片及功能評分，分析手術(shù)方案與實際手術(shù)過程存在差異的原因，學(xué)員間相互補充，甚至展開辯論。例如，我們在臨床教學(xué)中將后踝骨折骨折塊累及關(guān)節(jié)面＞25%列為手術(shù)指征，組織住培醫(yī)師術(shù)前查閱相關(guān)文獻，結(jié)合病例制訂初步手術(shù)方案，術(shù)中進行踝關(guān)節(jié)抽屜實驗，了解骨折穩(wěn)定性并進行術(shù)后功能評分，通過總結(jié)討論提高住培醫(yī)師主動發(fā)現(xiàn)和解決問題能力。由帶教教師結(jié)合文獻、診療指南、患者情況進行病例分析，評價住培醫(yī)師制訂的手術(shù)方案的優(yōu)缺點，以及存在差異的原因。對術(shù)前制訂的手術(shù)方案和實際手術(shù)中選擇的內(nèi)固定方式進行反思與總結(jié)，使住培醫(yī)師將理論知識應(yīng)用于臨床實踐，促進其獨立思考、培養(yǎng)臨床診療思維。

2 應(yīng)用體會

數(shù)字醫(yī)學(xué)作為醫(yī)學(xué)的一門新興學(xué)科在我國僅有十多年的發(fā)展歷程。然而，近年來信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)的有機融合卻使其獲得了迅猛發(fā)展，已深入教育、管理、科研與臨床的各個方面，推動了醫(yī)學(xué)發(fā)展。在骨科領(lǐng)域，數(shù)字化技術(shù)已得到全面應(yīng)用，傳統(tǒng)骨科已進入數(shù)字骨科時代[5]。數(shù)字骨科技術(shù)的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的板書、模型、尸體等不再是唯一的教學(xué)工具，網(wǎng)絡(luò)、計算機圖像處理技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等豐富了教學(xué)手段，增加了學(xué)習(xí)途徑，改變了教學(xué)方法。如在學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)影像學(xué)時，利用圖像存檔傳輸系統(tǒng)的數(shù)字化教學(xué)平臺，圖像更加清晰，信息量也更大，而模擬臨床診斷則把課堂教學(xué)和臨床教學(xué)緊密聯(lián)系起來[6]。我們將數(shù)字骨科技術(shù)應(yīng)用于骨科住培已一年余，通過真實病例引導(dǎo)學(xué)員學(xué)習(xí)，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)主動性和積極性。學(xué)員不僅加深了對骨科基礎(chǔ)解剖學(xué)知識、骨科疾病發(fā)病機制等的認識，提高了骨折分析、影像閱片等能力，而且還增強了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力，從理論學(xué)習(xí)到實際操作，再由實踐反過來學(xué)習(xí)理論，有助于獨立思考能力、臨床診療思維的形成，進一步培養(yǎng)了住培醫(yī)師團結(jié)協(xié)作與語言表達能力，為開闊其視野、拓展其思維、增加其學(xué)識、展現(xiàn)其能力、增強其可持續(xù)發(fā)展能力，探索了新的教學(xué)方式[7]。

數(shù)字骨科技術(shù)的應(yīng)用對帶教教師也提出了更高要求。帶教教師要注重自身綜合能力提升。首先，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，帶教教師要提出恰當(dāng)?shù)膯栴}引導(dǎo)學(xué)員主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，同時還要具備組織能力、答疑解惑能力、引導(dǎo)學(xué)員積極討論的能力；其次，帶教教師要提高綜合素質(zhì)，既掌握相關(guān)疾病的診治及前沿發(fā)展，又熟知數(shù)字骨科技術(shù)相關(guān)軟件的使用；最后，數(shù)字骨科技術(shù)的應(yīng)用要依托具體病例，這就要求帶教教師在日常工作中不斷收集經(jīng)典病例，完善病例數(shù)據(jù)庫。

3 不足及展望

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字醫(yī)學(xué)在醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)中發(fā)揮的作用越來越重要，已成為未來醫(yī)學(xué)教育發(fā)展的方向。數(shù)字骨科技術(shù)能夠滿足目前骨科教學(xué)需要，為學(xué)生和青年骨科醫(yī)師培養(yǎng)提供模擬訓(xùn)練平臺，不僅激發(fā)其參與興趣，還能極大提高學(xué)習(xí)效率。但從數(shù)字骨科技術(shù)的應(yīng)用效果來看，還存在一些問題。如數(shù)字模型是對真實情況的模擬，不能涵蓋所有大體標(biāo)本的全部信息，這樣必然會影響結(jié)果的準確性[8]；虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設(shè)備昂貴，三維建模對硬件要求高，師生缺乏面對面交流的機會，模擬手術(shù)與真實手術(shù)相比還存在差異等[9]。

機遇與挑戰(zhàn)并存，隨著數(shù)字技術(shù)在骨科領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，其也將更廣泛地應(yīng)用于臨床教學(xué)。除了目前的三維重建、3D打印技術(shù)外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）也逐漸顯現(xiàn)出強大的教學(xué)優(yōu)勢和技術(shù)潛力。有學(xué)者通過VR模擬中心與當(dāng)?shù)蒯t(yī)學(xué)教育單位合作來培養(yǎng)青年手術(shù)醫(yī)生，取得了滿意效果[10]；2016年，廣州市成立了國內(nèi)首個虛擬現(xiàn)實醫(yī)院，采用VR等先進技術(shù)，積極開展醫(yī)療教學(xué)培訓(xùn)。隨著數(shù)字骨科技術(shù)在骨科教學(xué)中的應(yīng)用，未來骨科醫(yī)生專業(yè)技術(shù)水平將會有較大幅度的提高，骨科帶教教師的教學(xué)水平也會得到明顯提升，這也會使骨科臨床與教學(xué)逐步走向立體化、可視化、標(biāo)準化與系統(tǒng)化。