APP軟件結(jié)合3D打印技術(shù)教學(xué)模式在骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用

王照東，張向君，官建中，朱仲廉，劉亞軍，徐陳

規(guī)培是醫(yī)學(xué)畢業(yè)生提高臨床技能的重要階段[1]。骨外科學(xué)是一門亞專業(yè)較多且實踐性極強的臨床?？?，如何在短暫的臨床規(guī)培期內(nèi)提高住培醫(yī)師對骨科常見疾病及術(shù)式的掌握，對教學(xué)方式提出了更高的要求。移動應(yīng)用程序(Application,APP)是一種可以下載到智能手機或平板電腦上的應(yīng)用程序軟件[2]。近年來，移動APP在教育系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，有效提高了教學(xué)的實效性及互動性[3]。本資料通過將移動APP及3D(three-dimensional,3D)打印技術(shù)，與傳統(tǒng)基于案例和問題為導(dǎo)向(case and problem based learning,CPBL)的教學(xué)模式[4]相結(jié)合，應(yīng)用在骨科規(guī)培中，以提高骨科住培醫(yī)師對?？浦R的掌握及臨床思維。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院2020年1月—2020年12月期間在骨科規(guī)培學(xué)員共46名作為研究對象。選擇標準：(1)本院正式規(guī)培學(xué)員；(2)最高學(xué)歷大學(xué)本科；(3)規(guī)培時長6個月；(4)具備基本外科基礎(chǔ)素養(yǎng)；(5)平均年齡(23.10±0.58)歲；(6)取得學(xué)員知情同意。

1.2 研究方法 用抽簽的方式將學(xué)員分為對照組和實驗組，各23人。對照組使用傳統(tǒng)的CPBL教學(xué)法；實驗組使用以傳統(tǒng)CPBL教學(xué)模式為主，增添移動APP及3D打印技術(shù)為輔的新型教學(xué)模式。

1.3 教學(xué)方法 對照組：以病例、問題為基礎(chǔ)開展傳統(tǒng)的CPBL法教學(xué)模式，在培訓(xùn)中突出理論與實踐相結(jié)合的特點。以股骨頸骨折為例，首先由帶教老師使用多媒體課件對學(xué)員講授疾病的流行病學(xué)、病因、分型、解剖結(jié)構(gòu)、診斷、鑒別診斷及治療和預(yù)后。然后在術(shù)中通過實踐操作向?qū)W員講解解剖結(jié)構(gòu)、手術(shù)步驟，詢問學(xué)員疾病相關(guān)基礎(chǔ)知識點，進一步加深學(xué)員對于股骨頸骨折的認識，強化學(xué)員對手術(shù)步驟的理解，并要求學(xué)員匯總病例相關(guān)知識點，裝訂成冊，以便學(xué)習(xí)和總結(jié)。

實驗組：帶教老師在使用傳統(tǒng)CPBL教學(xué)的基礎(chǔ)上配合手機APP(3D-Body及AO Surgery Reference)及3D打印技術(shù)輔助教學(xué)。仍以股骨頸骨折為例，首先帶教老師通過教學(xué)查房方式對學(xué)員進行疾病的流行病學(xué)、病因、分型、解剖結(jié)構(gòu)、診斷、鑒別診斷及治療和預(yù)后的講解，然后結(jié)合疾病相關(guān)知識利用3D-Body APP向?qū)W員講解疾病發(fā)生部位的解剖結(jié)構(gòu)，診斷要點及鑒別診斷等。在術(shù)前利用AO Surgery Reference軟件向?qū)W員展示股骨頭頸血供分布、骨折分型、術(shù)前查體、手術(shù)入路、手術(shù)過程及技巧等。使用軟件的分層顯示功能，模擬術(shù)中操作，加深學(xué)員對解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)入路的理解。最后通過3D打印技術(shù)打印手術(shù)模型，使學(xué)員更加直觀形象地掌握手術(shù)入路及注意事項。術(shù)后設(shè)置相關(guān)問題，要求學(xué)員利用兩款移動APP進行復(fù)習(xí)并通過電子圖書館查詢相關(guān)文獻資料，整理成筆記。

1.4 教學(xué)效果評價 通過理論、實踐及問卷調(diào)查的出科測試方式來對完成6個月骨科規(guī)培學(xué)員考核。由理論成績和實踐成績的綜合分數(shù)衡量教學(xué)效果。

1.4.1 理論考試 2組帶教老師以6個月學(xué)習(xí)病例為基礎(chǔ)制作試卷。設(shè)置題型為選擇題和簡答題，總分設(shè)置100分，其中骨科常見疾病的基礎(chǔ)理論占40%，典型病例分析占60%。

1.4.2 操作考試 2組帶教老師以6個月操作教學(xué)為基礎(chǔ)制作試卷。設(shè)置考察內(nèi)容5項，分別為骨科患者望觸動量?？撇轶w、清創(chuàng)縫合術(shù)、骨折石膏夾板外固定技術(shù)、骨牽引術(shù)及常規(guī)手術(shù)操作能力(如下肢骨折消毒鋪巾、術(shù)野的暴露及術(shù)中止血等操作)。總分設(shè)置100分。

1.4.3 問卷調(diào)查 采用不記名的方式，每位學(xué)員填寫教學(xué)模式滿意度問卷調(diào)查表。問卷由10個問題組成，每題1分，共10分。設(shè)置“非常滿意”(9～10分)、“基本滿意”(6～8分)和“不滿意”(<6分)三個等級，最終計算規(guī)培學(xué)員教學(xué)滿意度(非常滿意與基本滿意人數(shù)之和/總?cè)藬?shù))。

2 結(jié)果

2.1 2組學(xué)員理論考試成績比較 2組帶教老師對理論試卷進行無記名交叉批改，分析比較學(xué)員成績。實驗組學(xué)員總分和病例分析成績均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；2組基礎(chǔ)理論成績比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組學(xué)員理論考試成績比較

2.2 2組學(xué)員操作考試合格率比較 實驗組學(xué)員清創(chuàng)縫合、石膏夾板外固定、骨牽引術(shù)操作考核合格率均高于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；2組學(xué)員體檢檢查和常規(guī)操作考核合格率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 2組學(xué)員操作考試合格率比較

2.3 2組學(xué)員教學(xué)滿意度比較 問卷調(diào)查結(jié)果顯示，實驗組學(xué)員滿意度為91.30%，高于對照組的65.22%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 2組學(xué)員教學(xué)滿意度比較

3 討論

骨科是外科系統(tǒng)的重點，也是規(guī)培中的教學(xué)難點[5]。教學(xué)內(nèi)容涉及人體軀干、四肢骨骼、肌肉、血管、神經(jīng)系統(tǒng)等的解剖結(jié)構(gòu)、位置及毗鄰關(guān)系，復(fù)雜抽象。目前骨科臨床教學(xué)中，教師仍多采用多媒體課件授課，但以PPT 為主的教學(xué)方式有一定局限性，學(xué)生往往難以理解[6]。由于住院醫(yī)師在規(guī)范化培訓(xùn)過程中必須掌握大量?？浦R，因此尋求有效的教學(xué)模式尤為重要。近年來，信息化技術(shù)滲透在臨床教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，尤其是大量移動醫(yī)療智能軟件的開發(fā)和應(yīng)用，實現(xiàn)了新型教學(xué)模式的演變和產(chǎn)生。

3D-body是一種可以在移動終端使用的APP，以人體的CT/MRI掃描數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用3D模式實現(xiàn)對人體解剖部位的高精度還原[7]。該軟件覆蓋人體四千余個解剖結(jié)構(gòu)，骨骼、血管、肌肉等清晰可見，同時配有文字、動畫，有助于學(xué)員動態(tài)、多維度地觀察各解剖部位間的相互位置關(guān)系[8]。本資料中，授課教師在教學(xué)活動中采用3D-body APP講解正常骨骼解剖結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)僅對照書本或多媒體圖片的教學(xué)模式更直觀、立體。AO Surgery Reference是基于網(wǎng)絡(luò)的骨折治療指南軟件，內(nèi)容涵蓋人體各部位骨折的手術(shù)操作圖片，并配有注釋及相應(yīng)視頻[9]。研究發(fā)現(xiàn)，AO Surgery Reference軟件有助于臨床病例分類，提高各項參數(shù)的準確性[10]。在這款A(yù)PP中，醫(yī)生可以通過軟件自帶的文本信息模擬各種類型骨折的分類，例如胸腰椎骨折，可以識別骨折類型并對其形態(tài)學(xué)進行分類。將AO Surgery Reference軟件應(yīng)用在骨折教學(xué)中，能清晰地展示各個操作部位的重點，并實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。3D打印技術(shù)是目前應(yīng)用在醫(yī)療界的前沿技術(shù)之一，通過采用特殊材料，能將復(fù)雜的人體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為真實的1比1三維立體模型[11]。在進行臨床教學(xué)和制定手術(shù)計劃前，預(yù)先通過3D打印技術(shù)打印顯微解剖結(jié)構(gòu)，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式僅通過抽象的多媒體圖片授課，學(xué)員難以透徹理解的問題[12]。通過3D打印技術(shù)，學(xué)員可以實際觸摸骨科解剖結(jié)構(gòu)的3D模型，加深學(xué)員對手術(shù)路徑的理解，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

本資料將移動APP及3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)CPBL教學(xué)模式相融合，應(yīng)用于骨科規(guī)培教學(xué)中，收獲了較好的教學(xué)效果。結(jié)果顯示，實驗組學(xué)員的理論成績總分和病例分析成績明顯高于對照組，體現(xiàn)出在信息化的教學(xué)模式下，骨科規(guī)培醫(yī)師的病例分析能力得以顯著提升，這是智能化教學(xué)的特有優(yōu)勢。操作考試中，實驗組學(xué)員在清創(chuàng)縫合、石膏外固定、骨牽引術(shù)三項操作得分高于對照組。操作一直是骨科規(guī)培帶教中的難點，僅通過理論授課難以達到較好的學(xué)習(xí)效果。本教學(xué)模式下，學(xué)員通過兩款移動APP結(jié)合3D打印技術(shù)，可以真實地觀察個性化的骨骼模型，更能直觀、系統(tǒng)地了解技能操作過程，大大提高了學(xué)員們的臨床動手能力。滿意度調(diào)查顯示，此教學(xué)模式的改革，也得到了學(xué)員們的認可。且移動APP應(yīng)用便攜，教師采用平板電腦即可授課，課后學(xué)員亦可通過安裝手機APP進行預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)，具有一定趣味性，使用依從性高。多數(shù)學(xué)員認為此教學(xué)模式的創(chuàng)新有效提升了學(xué)習(xí)的積極性及主動性，支持繼續(xù)推廣應(yīng)用。

本資料將移動APP和3D打印技術(shù)應(yīng)用在骨科規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)中，將骨科知識轉(zhuǎn)化直觀的圖片、視頻及3D模型，實現(xiàn)了醫(yī)學(xué)知識由抽象到具體的傳遞，解決了傳統(tǒng)課堂灌輸式、填鴨式的弊端。本教學(xué)方法有助于培養(yǎng)學(xué)員的三維空間思維能力，便于加深學(xué)員對局部解剖和手術(shù)入路的理解和記憶，促進學(xué)員從基礎(chǔ)知識到臨床實踐快速轉(zhuǎn)化和掌握，從而達到規(guī)范化培訓(xùn)的要求，為成為合格的骨科住培醫(yī)師奠定基礎(chǔ)。