3D打印模型结合多媒体技术在脊柱外科临床实践教学中的应用前景

朱思品

摘要：為评价3D打印模型结合多媒体技术在脊柱外科临床实践教学中的实践效果。以腰椎骨折为例，利用3D打印模型结合多媒体技术进行腰椎骨折内固定术的临床实践和技能培训，并通过技能考核和问卷形式评估本科生对腰椎骨折内固定术的熟悉度。与传统教学组比较，3D打印模型结合多媒体技术的实践教学方法可以提高本科生的积极性，强化腰椎骨折内固定术的理论记忆，显著提高本科生的动手操作能力，是一种推广性强、效果显著的临床实践教学模式。

关键词：3D打印模型；多媒体；脊柱外科；腰椎骨折；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）25-0077-02

临床实践教学一直是初入临床学习的医学生实践的首要重点，更是学生将临床实践与理论知识互相结合的重要教学形式。如何使学生快速掌握知识点和相关操作，提高教学质量，不仅是我们临床医生的研究课题，更是我们教师教学的重要研究课题[1]。为了有效的提高教学质量，促使学生熟练并快速掌握临床操作技能，需要我们探索出更加积极有效地临床实践教学模式，为临床实践教学提供新的思路。3D打印模型可以精确地模拟骨骼模型及患者的人体解剖结构，为其在临床实践教学的应用提供了坚实的理论可行性。本研究将3D打印模型结合多媒体技术应用于腰椎骨折内固定术的临床实践教学中，并取得了良好的效果。

一、研究对象和方法

1.研究对象：本研究选取在温州医科大学2016级5年制临床医学专业本科生100名，采用随机整群分组，分为2组，分别是3D打印模型结合多媒体技术组和传统教学组，每组50名学生。

2.研究方法：教学前，调取PACS系统1例腰椎骨折患者CT数据，并将所有数据导入Mimics 16.0软件中，通过灰度分割进一步提取骨性信息，以软件中的最佳三维重建模式进行三维重建，保存数据，然后导入Cura软件中，调整好相应位置区域后，以Gcode格式进行保存，最后导入华森3代3D打印仪器中打印相应腰椎骨折模型[2]，供教学使用。

根据临床的教学大纲，学习内容包括：患者临床症状，辅助检查，疾病相关诊断，治疗方案和相关疗效评价，等等[3]。具体方法如下：3D打印模型结合多媒体技术组的学生首先通过多媒体观看教学视频，而后由临床带教教师讲解腰椎骨折内固定术的操作步骤和注意事项，然后让学生们在3D打印模型上进行自由分组操作，教师可以及时纠正和指导学生的操作错误。完成训练后，教师示范完整的操作步骤，最后让学生进行腰椎骨折内固定术的操作考核。而传统教学组的学生没有3D打印模型示范和自由分组操作。

3.考核方式：考核主要是针对腰椎骨折内固定术操作的具体操作步骤及相关注意事项，包括：麻醉方式，无菌铺单，腰椎骨折定位，内固定器械植入部位和方式，手术操作，等等，统计操作完成时间、定位的准确性、操作熟练度等指标，最后汇总成绩（操作考核成绩满分为100分）。

4.统计分析：操作考核完成后，由两组学生分别填写《腰椎骨折内固定术操作实践技能教学满意度问卷调查表》，并对问卷调查表进行回收，统计分析相关数据。选择SPSS 17.0统计软件处理，结果采用t检验，以（x±s）表示；等级资料的比较采用秩和检验，P<0.05表示差异具有统计学意义。

二、研究结果

1.操作考核结果：3D打印模型结合多媒体技术组学生的成绩均值为（89.8±4.2）分，传统教学组学生的成绩均值为（75.3±6.8）分，3D打印模型结合多媒体技术组明显高于传统教学组，差异具有统计学意义（P<0.05）（见表1）。

2.问卷调查结果：给两组学生发放《满意度问卷调查表》，共100份，全部得以收回且均有效。经统计学分析，3D打印模型结合多媒体技术组的学生对教学方法感到非常满意的有31例（62.00%），只有1例（2.00%）不满意，3D打印模型结合多媒体技术组的学生对教学方法的满意度明显优于传统教学组（见表2）。

三、研究讨论

1.实践教学在脊柱外科教学中的不足。脊柱外科相关的疾病是临床医学的一门必修课程，更是生活中时时可见的疾病。传统教学以教师的讲解为核心，学生获得的知识是被动的，更缺乏实践操作能力，严重抑制了学生学习的积极性[4]。同时，脊柱外科所涉及的某些部位具有复杂的三维空间结构，单纯的运用语言、文字和图片的描述根本不能达到一个很好的教学效果。

2.3D打印模型结合多媒体技术在脊柱外科教学中的优势。3D打印模型结合多媒体技术是一套实践结合理论，并进一步模拟了临床技能操作的教学工具。在脊柱外科操作技能教学中具有重要作用。以腰椎骨折内固定术为例，3D打印模型结合多媒体技术可以给学生展示这个手术中患者骨折部分的全真模拟骨性结构以及相应的解剖结构，可以让学生在全真模拟患者病情的情况下，熟练腰椎骨折内固定术的操作步骤与基本的实践操作技巧[5]。如此，不仅可以使学生更深刻地掌握相关的知识点，还能更显著地提高学生自动学习的积极性，使临床与教学结合的更加紧密。

四、结语

医学的教学不只是理论，还是理论与实践的结合，更与时代背景息息相关。3D打印模型结合多媒体技术教学方法适应临床医学教育改革的发展潮流，更有助于提高学生的临床实践积极性，激发学生学习的兴趣和热情，巩固学生技能操作的相关知识点，有效提高学生的临床实践能力，因此3D打印模型结合多媒体技术是一种效果显著且适宜推广的新颖教学方法。

参考文献：

[1]贺丰杰，朱丽红，高麦仓.医学模拟教育在临床实践教学中的应用[J].中华医学教育杂志，2006，26（5）：68-70.

[2]Xu W，Zhang X，Ke T，et al.3D printing-assisted preoperative plan of pedicle screw placement for middle-upper thoracic trauma：a cohort study[J].BMC Musculoskelet Disord，2017，18（1）：348.

[3]聂海，李开南，李佳鸿，等.以问题为基础的教学法和传统教学法应用于骨科临床实习教学的比较研究[J].华西医学，2016，31（1）：161-165.

[4]Kaufman DM，Holmes DB.Tutoring in problem-based learning：perceptions of teachers and students[J].Med Educ，1996，30（5）：371-377.

[5]Abou Hashem Y，Dayal M，Savanah S，et al.The application of 3D printing in anatomy education[J].Med Educ Online，2015，20（1）：29847.