3D打印技术在骨科临床教学实施中的效果

杨淑野 夏振娟 王志刚 张锴 朱锴

骨科作为医院的主要科室，主要研究各类肌肉骨骼系统疾病的诊治[1]，基于骨科疾病的诊治要求，骨科临床教学多需采用骨骼模型或实体骨骼标本进行辅助教学[2]。但由于实体标本来源严重不足，而骨骼模型多为正常结构模型，其作用相对有限[3]。此外，骨科病例的损伤机制较为复杂，单凭正常骨骼标本或模型，实习生可能难以掌握骨科病例的具体损伤状况，进而影响实习生诊治技能水平的提高[4]。3D打印技术的出现为骨科临床教学的改善提供了良好的方向。为了评估3D打印技术的应用价值，本研究将104名实习生作为研究对象，现分析如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

抽取2017年6月—2018年5月于我院骨科实习的104名实习生作为研究对象。依据骨科临床教学方法的差异，将其分为对照组（52名）、观察组（52名）。观察组中，男3名，女49名，年龄为18～21岁，平均年龄为（19.6±0.8）岁，实习前平均测试成绩（69.1±5.1）分；对照组中，男2名，女50名，年龄为19～21岁，平均年龄为（19.8±0.7）岁，实习前平均测试成绩（69.3±4.9）分；两组实习生性别、年龄、考试成绩一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

对照组实施常规骨科临床教学。

观察组接受3D打印技术教学：（1）骨科病例选择。结合骨科临床经验，选择、设计适宜的骨科病例。本研究设计脊柱骨折病例作为骨科临床教学病例。脊柱骨折包含骨折脱位型、安全带损伤型、单纯压缩型骨折、爆裂型4种。（2）设计、制作3D打印教学模型。由于脊柱骨折类型较多，且脊柱解剖结构复杂，平面图不易理解，以3D打印技术制作立体图更加直观，便于记忆。对脊柱骨折病例的薄层CT图像进行二维预处理。运用3D打印技术制作实体模型，制作标准为1∶1。（3）骨科临床教学流程。教学过程中，引导实习生从病例的影像学资料、症状等方面进行综合分析，并作出诊断。上述诊疗教学阶段结束后，为实习生提供3D打印伤情模型，要求实习生通过观察，提出、总结上述诊断、治疗中的不足。

1.3 观察指标

观察实习生的考核成绩（理论、实践考核）。

1.4 统计学方法

采用SPSS 17.0软件对数据进行分析处理，计量资料以（均数±标准差）表示，采用t检验；计数资料以（n）表示，采用χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

观察组实习生理论考核成绩、实践考核成绩均高于对照组实习生，两组实习生的考核成绩比较，差异均具有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组实习生的考核成绩比较（分，±s）

表1 两组实习生的考核成绩比较（分，±s）

组别 人数 理论考核 实践考核对照组 52 79.62±6.25 76.59±6.37观察组 52 88.45±6.08 86.23±6.24 t值 - 10.29 10.86 P值 - ＜0.05 ＜0.05

3 讨论

目前骨科临床教学中的不足主要体现为：骨科教学中多采用图片、骨骼模型或实体标本进行教学，在这种教学模式下，实习生多能掌握正常的骨骼解剖结构，但对病变骨骼结构缺乏了解[5]。这种状况严重影响了实习生的诊断技能及治疗水平。事实上，实习生作为医师队伍的储备力量，其专业水平直接影响医师团队的整体专业能力。因此，通过更新骨科临床教学方法改善实习生的临床教学质量具有一定的必要性。

3D打印技术以数字模型数据为核心，以逐层打印形式，制造出与实物相同的模型[6-7]。于骨科临床教学中引入3D打印技术后，实习生首先通过分析影像学资料并对临床资料进行讨论，通过讨论获得完善的诊治思路及治疗方案后，再用经3D打印技术制作的实体骨伤模型进行对比与反思，结合具体的临床病例，进行细致查体，掌握骨科患者的体征[8]。本研究将脊柱骨折作为教学病例，利用3D打印技术制作脊柱骨折3D模型，以便实习生能够直观、清晰地观察脊柱骨折的病变状况。与常规教学方法相比，3D打印技术的应用优势在于：（1）便于实习生了解骨科患者的病变。3D打印技术的应用可为实习生提供清晰、直观的3D伤情模型。实习生可以通过观察骨科病例的3D伤情模型，精确了解患者脊柱骨折的病理学全貌，确定骨折部位及形态[9]。（2）提高实习生的诊断技能。在基于3D打印技术的骨科教学过程中，骨科患者影像学资料的使用可帮助实习生对患者的病变情况建立基本认知，实习生在观察骨科患者影像学资料的过程中，其阅片技能可得到一定提升。当教师提供3D打印模型与患者的影像学资料进行对比时，实习生可更加直观地了解患者的病变状况，参照3D打印模型对应患者的症状、体征、基本类型及病情严重程度，进而促进实习生临床诊断分析能力的提高[10]。（3）改善实习生的治疗技能。通过测量3D打印模型，实习生还可以选择适宜的内固定尺寸、植入部位及角度等[11-12]。

本研究为验证3D打印技术在骨科临床教学中的应用价值，将104名实习生分成对照组、观察组，分别给予两组实习生常规教学、3D打印骨科教学，结果显示：观察组实习生的骨科出科理论考核成绩（88.45±6.08）分、实践考核成绩（86.23±6.24）分，均高于对照组，差异均具有统计学意义（P＜0.05）。上述数据充分验证了3D打印技术在骨科教学中的应用价值。事实上，两组实习生骨科出科考核成绩差异显著的原因为3D打印技术的引入，则便于教师根据病例制作脊柱骨折伤情模型，实习生在观察、讨论脊柱骨折病理学全貌的过程中，其诊断技能、治疗技能均可得到良好发展。因此，这种教学方法值得骨科临床教学广泛推广。

综上所述，可于骨科临床教学中，推行3D打印技术骨科教学，以提高骨科临床教学的直观性及可操作性，促进实习生诊治技能的提高。此外，在骨科临床教学中，教师需注意保持自身的引导性角色，鼓励实习生通过自主学习、小组讨论等形式，合理运用3D打印技术制成的3D模型进行学习。