3D打印联合CBL在脊柱科临床见习中的应用研究

李国威 阎雪

近年来3D 打印技术在骨科临床中的应用实现了巨大飞跃，为临床医生提供了一种新的思路和方法，3D 打印技术已在骨科各领域如假肢、人造骨、骨骼模型、手术辅助等方面进行探索和应用，是骨科实现个体化治疗的一种重要途径[1-3]。骨科是专业化相对较强一个医学专业,骨科医生不但需要掌握正常的解剖知识，对创伤或病理状态下的解剖也要充分了解,这对于刚接触临床的医学生来说十分困难。以往骨科临床教学中大多采用实体骨骼，标本或模型，但很难做到标本的全面化，而且无法模拟病理状态。近年来在骨科临床教学中已广泛引入3D 打印技术，并取得了良好的教学效果[4-5]。案例教学法（CBL）是由爱丁堡大学的病理学教授詹姆斯·洛林·史密斯博士在1912 年首次引入到医学教育领域[6]，主要实施过程为：课前把案例内容提供给学生，让学生熟悉案例内容并查阅案例相关资料，尝试通过分析案例、检索资料来独立解决问题，课上由带教老师组织分组讨论，最后进行总结归纳并解析，主要目的是培养学生独立思考及解决问题的能力。研究选取来我院骨科见习的锦州医科大学2016 级五年制临床医学系两个班级的学生为研究对象。探讨3D 打印联合CBL教学方法在脊柱科临床见习教学中的应用效果，现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020 年6—12 月来我院骨脊柱科见习的锦州医科大学2016 级五年制临床医学系大四两个班级的学生为研究对象。以班级为单位将学生分成两组，试验组30 名（男14 名，女16 名），平均年龄（21.8±1.0）岁，对照组29 名（男15 名，女14 名），平均年龄（22.0±1.2）岁，两组同学在年龄上差异无统计学意义（P＞0.05），课程内容一致，均由同一人担任带教老师。

1.2 研究方法

我校五年制本科骨科见习涵盖脊柱、创伤、关节等亚科。本研究只针对脊柱骨折进行，共4 个学时，两组学生均由笔者负责带教。依据教学大纲，确定重点研讨疾病。

对照组采用传统讲授教学法（LBL），教师先根据教学大纲要求和专科疾病的特点进行理论授课，然后指导学生询问病史、进行体格检查、查看辅助检查资料等。学生给出诊断、鉴别诊断及治疗方案，最后由带教教师对学生的诊疗行为做出评价和纠正，针对疑问可组织同学讨论。

试验组采用3D 打印联合CBL 教学法，课前准备:（1）课前一周将课堂教学案例相关内容提供给学生，让学生在课前查阅案例相关资料，通过自主学习、分析案例、检索资料、讨论，了解所学疾病的特点及前沿诊疗手段，做好上课准备。（2）根据案例提前定制3D 打印模型。授课依据以下步骤：（1）组织学生分成4～5 组结合3D 打印模型讨论，每组由1位学生代表课上发言总结，其余组员可对相应问题提出异议并深入讨论。（2）由带教教师结合事先定制3D打印模型讲解案例，使学生更好的掌握课上所授骨科疾病的基本理论知识，包括病因、发病机制、临床表现、相关解剖学知识、影像学表现、骨折分型及治疗原则等。（3）由任课教师针对各讨论组的问题进行归纳总结、评价。

1.3 评价方法

满意度调查：调查学生对教学方法的满意度，由学生进行评教，主要是利用自行设计的调查问卷评估学生对教学模式的满意度。采用无记名问卷调查方式，发放教学满意度自制量表，量表内容包括对教学形式及内容的满意度，分为满意、较满意及不满意，总满意度（%）=（满意+较满意）人数/总人数×100%。发放问卷59 份，回收59 份，回收率为100%。

考试成绩：分为实践考试和理论考试，总分100分。实践考试采用骨科专业培训评估调查表（Mini-CEX），评估项目包括：病史采集、专科查体、诊疗思路、人文关怀、医患交流、整体评价，针对这6 个方面进行考核，总分60 分。理论考试主要是与授课内容相关的基础理论答题考试，总分40 分，题目均为选择题。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22 软件对数据进行统计学分析，计数资料以例（%）表示，行χ2检验，计量资料以（）表示，行t检验，P＜0.05 则差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组学生满意度调查结果

试验组同学对该教学模式的满意度明显高于对照组，两组学生的满意度调查结果差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组学生教学满意度调查

2.2 两组同学教学效果

骨科专业培训Mini-CEX 评估调查表结果（见表2），试验组同学在病史采集（P＜0.01）、专科查体（P＜0.01）、诊疗思路（P＜0.01）、人文关怀（P＜0.05）及整体评价（P＜0.01）方面明显优于对照组，差异有统计学意义；而在医患交流方面差异无统计学意义；试验组理论考试成绩亦明显优于对照组，差异有统计学意义（P＜0.01）（见表3）。

表2 骨科专业培训Mini-CEX 评估项目调查表（分，）

表2 骨科专业培训Mini-CEX 评估项目调查表（分，）

表3 理论考试成绩（分，）

表3 理论考试成绩（分，）

3 讨论

近些年，随着我国医学教育模式的深入发展，对医学生的素质教育越来越受到重视。如何让学生短期内掌握更多的临床知识，转换思维，这对带教老师提出了更高的要求。对于初次接触临床的医学生来说，基础薄弱，还没有建立起临床思维，对接触的一切都有新鲜感，但又感觉无从下手。对于临床实习的要求不仅仅是理论学习，而且要培养学生的学习兴趣，对疾病的诊断及治疗有更深刻的理解。

骨科临床实习对学生来说一直是重点、难点，以往的教学模式多数为带教老师结合X 光片、CT 及磁共振等检查来讲解，学生缺乏对解剖结构的立体直观印象，致使实际效果往往不理想。随着3D 打印技术的发展，制作成本的降低，使其应用到临床教学成为可能，尤其对骨科临床教学起到很大的帮助。浙江大学的孙凌凌等[7]将3D 打印模型应用到骨盆肿瘤的临床教学中，激发学生的学习兴趣，极大的提高教学效果。对于骨科常见病如桡骨远端骨折、股骨头坏死、腰椎间盘突出等，应用3D 打印结合CBL 的教学方式使学生的教学满意度更高，也取得了很好的教学效果[8]。

对于刚刚接触临床的医学生而言，脊柱外科的学习是有很高难度的。因为学生对脊柱的解剖知识的掌握还仅限于书本，而传统的教学模式，通常是通过解剖图谱结合影像学检查来讲解，不能给学生一个生动具体的认识，在既往教学过程中学生普遍反映脊柱结构复杂，正常解剖知识都很难掌握，病理状态下的解剖更是难上加难。由于脊柱的解剖结构复杂，是骨科临床教学中的难点，3D 打印技术的引入可以发挥更重要的作用。脊柱滑脱是脊柱外科中的常见病，但病理状态下的解剖结构使很多骨科临床医生头疼，3D 打印模型能精准还原滑脱状态下的解剖结构，使学生能轻松掌握[9]。广西医大的刘冲等[10]曾报道利用3D 打印模型辅助脊柱侧凸的教学，并取得良好的效果。还有学者报道3D 打印联合网络教育、PBL 等教学模式[11-13]应用于临床教学，同样取得很好的教学效果。

传统的教学模式是老师带领学生查房,讲解病例,查阅患者的影像学资料,使用 PPT 讲解等方式进行教学,大部分医学生不能直观认识骨折的三维结构,尤其对结构复杂的脊柱来说，更加难以理解，使大多数医学生无法提高学习兴趣，对所学的知识难以理解消化。CBL 教学模式是带教老师通过典型的案例设置,引导学生发挥主观能动性，独立思考、积极参与讨论,最终达到提高解决问题能力的一种教学方法[14]。该教学模式是以问题为基础,以学生为中心的创新型教学方法,符合临床医学教育的培养目标,能更好的培养学生的医学基本理论、知识、技能以及临床实践能力,在当前大力提倡以学生为中心的教学理念背景下，更适合培养具有创新意识的高素质应用型医学人才。

本研究的创新点在于将3D 打印模型应用到脊柱外科的临床教学中,主要针对脊柱骨折的教学并结合CBL教学方法，可提高学生的临床资料收集能力、病例分析能力等,并能培养学生的临床思维能力,提升课堂专注度,激发学生的学习兴趣、积极性和主动性。3D 打印模型能弥补学生解剖学知识方面的欠缺,生动具体的通过等比例模型了解骨折情况,对于脊柱的复杂骨折有直观清晰的认识，从而加强对所学知识的理解与掌握。结合CBL教学法，确立以学生为中心的教学思路，营造轻松活跃的教学氛围，切实提高教学效果。本研究结果表明，3D打印联合CBL 教学方法在脊柱科临床见习教学中，能提高教学满意度，激发学生的学习兴趣，对学生的病史采集、专科查体、诊断治疗思路的培养、人文关怀等方面均有明显提升，同时对理论知识的掌握也有很大帮助，明显优于传统教学模式。

3D 打印技术也有其不足之处,模型的制作过程存在技术门槛和成本。患者影像学信息的提取，打印过程需要专业的技术团队和一定的准备时间[15]。而且常规打印的模型不能显示肌肉血管及神经，对学生全面了解疾病也是一个欠缺。

综上所述，应用3D 打印联合CBL 教学方法进行临床教学可以有效提高医学生对疾病的理解与认识，同时可以激发学生的学习兴趣，提高考试成绩与临床应变能力，提高教学满意度。