PBL模式结合3D Slicer软件在神经病学临床教学中的应用

李飞翔,李婧静,朱洪山,崔永刚,李树强,陈文灿,马丛丛,胡源,郭清允,吴睿

(郑州大学第二附属医院 神经康复科,河南 郑州 450000)

神经病学作为由临床医学中派生出的二级学科,涉及神经解剖、病理学等众多基础学科,具有较强的专业性。神经病学教学通常要从学习神经解剖学开始,为整个教学过程夯实基础。神经系统有着繁杂、抽象且关联复杂的解剖结构,在对其学习、记忆的过程中难度很大[1]。很大一部分实习生在短暂的实习过程中,往往很难做到对神经解剖系统的充分掌握,因此更遑论神经系统疾病的定位诊断。如何提高实习生对神经病学课程的兴趣,在短暂的临床实践过程中,更好地完成教学大纲要求的任务,成为了神经病学临床教学过程中需要不断探索、解决的难题。

以问题为基础的教学法(problem-based learning,PBL)最早由神经病学教授Barrows于20世纪60年代提出,在教学过程中被广泛采用[2-3]。3D Slicer软件是1998年,麻省理工学院与布里格姆妇女医院共同开发的一款免费的三维医学图像处理分析开源平台,可对当前几乎所有的影像资料进行整合,使解剖结构实现三维可视化重建[4-6]。在重建的基础上还可进行虚化、移动、测量等图像编辑操作。本研究探索了PBL结合3D Slicer软件在神经病学临床教学中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2022年10月在郑州大学第二附属医院神经康复科学习的同一批次实习生32名,随机分为采用PBL结合3D Slicer软件的观察组和采用PBL模式的对照组,每组16名,在1个月的实习过程中,两组分别在不同教室开展教学。

1.2 教学方法

实习生入科前,带教教师共同学习教学大纲,强调已经设计好的授课流程,熟练掌握授课课件,在教学过程中注意人文关怀,关注实习生身心健康。

1.2.1对照组

采用PBL模式:依据教学大纲的要求,设计课前问题,提前3 d交给学生寻找初步答案,寻找答案过程中学生提出自己的问题,安排进行神经系统解剖图谱的教学,教学过程中,回答学生提出的问题,穿插介绍部分典型临床病例,教师提出问题交由学生课后自行查找资料解答问题。在整个学习过程中,反复提出问题,主动解决问题[7]。

1.2.2观察组

采用PBL教学模式的基础上,授课教师应用3D Slicer软件对典型病例的核磁影像进行三维重建,如把脑组织、白质纤维结构、脑血管等的三维模型进行影像融合。立体体现神经系统病变的范围,传导束的损伤程度,病变与周围组织的空间结构关系等,评判患者的可能预后。同时,结合核磁影像三维重建模型,讲授神经系统解剖知识与相关疾病的定位诊断。

1.3 教学效果评估

1.3.1理论与临床技能考试

实习结束后,依据教学大纲内容,进行理论考试(共60分)与临床技能考试(共40分)。

1.3.2满意度调查

实习结束后,以匿名方式,进行满意度调查,包括5个方面:教学形式、学习氛围、学习效率、神经系统解剖的掌握、神经系统疾病诊疗临床思维能力的养成。每项满分20分,问卷总分100分。

1.4 统计学分析

应用SPSS 26.0软件行统计学分析,计量资料以中位数和四分位数[M(P25,P75)]表示,采用两独立样本Mann-WhitneyU检验比较数据,P<0.05提示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料比较

观察组与对照组在年龄与入科成绩方面比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组年龄、入科成绩比较[M(P25,P75)]

2.2 两组学生理论考试、技能考试、满意度调查问卷分数比较

观察组与对照组在实习结束理论成绩方面比较,差异有统计学意义(P<0.05);在实习结束技能考试成绩方面比较,差异有统计学意义(P<0.05);在满意度分数方面比较,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组实习结束后理论成绩、临床技能成绩、 满意度比较[M(P25,P75),分]

3 讨论

当前,医学知识内容繁杂,医学技术突飞猛进,社会对医学人才的要求也逐步增高[8],医学生的学习难度愈发增大,临床医生对实习同学的带教面临着巨大变革。参加实习的医学生对医学的基础理论知识已经有了部分掌握,对各种疾病的诊疗往往有了自己的想法,但却不能熟练灵活运用于临床工作。医学生的实习过程被当作理论知识与临床实践的桥梁,是一名医学生向优秀的临床医生蜕变的重要途径[9],实习过程即可以巩固理论知识,又可以掌握临床技能。好的实习经历,对医学生在以后工作后快速成长为一名优秀的临床医生有极大的助力。

神经病学是由内科学派生而来的,其神经系统解剖结构复杂、抽象,具有独特的知识体系,学习难度大,常使实习同学甚至临床医生感到过于抽象[10],不能很好地记忆、掌握,容易打击同学对神经病学知识的兴趣[11],这也是众多医学生在选择专业方向时,对神经内科望而却步的重要原因。神经病学临床教学工作给临床带教医生和实习同学带来了很大的困扰和痛苦。当前,过往未采用3D Slicer软件的、无三维立体可编辑的解剖结构虚拟模型的单一教学模式,已远不能满足绝大多数医学生对神经系统知识深刻掌握的需求,也不能满足社会对较多优秀的神经内科医生的期许。因而探寻合适、高效的教学办法,调动实习同学主动学习的兴趣,快速地获取医学知识,提高其更好地应用医学理论知识去独立思维、主动提出问题、积极分析问题以至最后很好地解决问题的个人能力,将繁杂、枯燥的神经解剖知识更好地传递给实习同学,是对临床带教医生的一项重要的挑战。

PBL教学以提出问题为导向[12-13],带教医生以有趣的故事为引子,讲述神经内科病例发生的过程,吸引注意,形象生动,同时带教医生提出一系列神经系统的定位诊断可能,引导实习同学思考[14],在一定时间内查找文献,搜寻答案,使学员参与到学习的过程中,完善对神经系统解剖结构的掌握,提高自主学习的能力[15]。此种模式避免了传统教学模式的枯燥呆板,提高学员参与度[16],进而提高学员对神经系统解剖结构的认识,从而有助于对神经病学的掌握[17]。

神经系统疾病的诊断有其鲜明的特点,在其诊断过程中极为重视疾病的定性、定位诊断。在神经病学临床教学中,掌握颅脑的解剖结构在神经病学疾病诊断中显得十分重要。在既往的PBL模式临床教学工作中,临床医生协助学员完成颅脑二维影像的读片,但在这个过程中,大部分的学员不能通过二维影像掌握颅脑的解剖结构。将三维影像推广应用于神经病学教学工作中,至关重要[18]。3D Slicer软件是免费开源的,容易被推广应用,不增加实习同学的经济负担,且操作简单,容易入门,可将颅内的血管、脑功能区、神经纤维束、肿瘤等影像资料按解剖结构三维重建[19],为临床医生带来立体的解剖结构,让学员通过颅内结构的三维影像,掌握颅脑的解剖结构及病变对颅内解剖结构的影响,提高学员将二维图像重塑为三维图像的能力。同时,在学习的过程中,带领学员在应用3D Slicer软件完成三维结构重建的过程中,提高学员对颅脑解剖结构的认识。近些年来,随着3D Slicer软件的逐渐推广和被接受,越来越多的临床医生认识到了其应用价值,尤其在神经外科术前准备过程中的重要意义得到了诸多神经外科医生的广泛认可[6,20-21],但其在神经内科的应用仍然不够普及,在神经病学教学中的应用更是比较罕见,需要得到更多的重视和实践。本研究显示,采用PBL教学模式结合3D Slicer软件教学后,实习学生的神经病学理论、临床技能水平与教学满意度评分均高于单纯应用PBL模式教学。

4 小结

采用PBL教学模式结合3D Slicer软件,较单纯应用PBL教学模式,更有助于实习同学掌握神经病学理论知识、提高临床技能水平,有助于提升实习同学对神经病学教学过程的满意度。但由于本研究纳入的样本量较小,导致代表性不足,在未来的教学过程中,需扩大样本量得出更加可靠的结论。随着对PBL教学模式结合3D Slicer软件在教学过程中的应用与研究,此种模式在教学过程中的作用将被更多人认识,有望推动医学教育的进步,更好地提高临床医生在带教过程中的教学能力与实习同学的学习能力。