3D打印技術(shù)在專訓(xùn)醫(yī)師中上胸椎椎弓根螺釘置入技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用

許煒，劉鐵龍，楊興海，魏海峰，趙劍，肖建如

海軍軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院骨腫瘤科,上海 200003

后路經(jīng)椎弓根螺釘固定技術(shù) (Transpedicular Screw Fixation，TPSF)是脊柱外科較常用的關(guān)鍵技術(shù)之一[1]。目前，TPSF在胸腰段和腰椎已經(jīng)成熟且廣泛應(yīng)用于各種脊柱疾病的治療，并取得了良好的療效[2-4]。但在中上胸椎，由于其特殊的椎弓根橫徑較小和周圍重要的毗鄰結(jié)構(gòu)的解剖特點(diǎn)，初學(xué)者學(xué)習(xí)具有較大的難度，不利于該技術(shù)的推廣應(yīng)用[5-6]。專科醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)作為畢業(yè)后醫(yī)學(xué)教育的第二階段，是醫(yī)學(xué)生成長為合格臨床醫(yī)師的必經(jīng)之路，對保證臨床醫(yī)師專業(yè)水準(zhǔn)和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量具有極為重要的作用，具有不可替代性，國際醫(yī)學(xué)界對此已形成共識[7-8]。3D打印技術(shù)作為一種新興的應(yīng)用技術(shù),可以通過不同性質(zhì)和顏色的多種材料構(gòu)建物理三維模型。目前，研究顯示輔助使用3D打印物理三維模型,可以有效提高手術(shù)的安全性。該研究擬通過3D打印技術(shù)，對手術(shù)節(jié)段進(jìn)行建模并打印出與實(shí)體1:1等大的實(shí)體中上胸椎模型。專科培訓(xùn)醫(yī)生通過術(shù)前在3D打印中上胸椎模型上模擬椎弓根螺釘置入，熟悉確定準(zhǔn)確的入針點(diǎn)及相關(guān)標(biāo)志、方向和深度，并評價(jià)此種教學(xué)方式的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取該院進(jìn)行專科醫(yī)師培訓(xùn)的2014-2017級學(xué)員，共計(jì)30名。入組學(xué)員隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)室和對照組。實(shí)驗(yàn)組學(xué)員通過3D打印中上胸椎實(shí)體模型進(jìn)行模擬椎弓根螺釘置入后進(jìn)行手術(shù)操作，對照組通過傳統(tǒng)教學(xué)方法學(xué)習(xí)相關(guān)知識后進(jìn)行手術(shù)操作。3D打印脊柱模型根據(jù)患者術(shù)前影像學(xué)檢查結(jié)果按1:1進(jìn)行構(gòu)建。術(shù)前影像學(xué)檢查與圖像采集，包括X線、CT平掃+增強(qiáng)、MRI平掃+增強(qiáng)等。將影像學(xué)資料以Dicom 3.0格式導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，依據(jù)術(shù)前影像的結(jié)構(gòu)，建立數(shù)字3D實(shí)體模型。

1.2 效果評價(jià)

設(shè)計(jì)閉卷考核試卷，內(nèi)容上胸椎椎弓根螺釘進(jìn)釘?shù)奈恢谩⒎较颉⑸疃纫呀?jīng)椎弓周邊重要解剖結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系。通過閉卷考試比較兩組學(xué)員對知識的掌握情況。設(shè)計(jì)評分量表，包括學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率、提高分析解決能力、提高臨床思維能力、提高理論聯(lián)系實(shí)際能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、語言溝通能力和綜合能力培養(yǎng)等8個(gè)方面。將學(xué)員對于授課情況的滿意度分為5個(gè)等級：不滿意1分、不太滿意2分、一般3分、較滿意4分、非常滿意5分。以無記名問卷調(diào)查的方式評價(jià)兩組學(xué)員對各自教學(xué)方式的滿意情況，進(jìn)行兩組間的比較。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料用（±s）表示，采用 t檢驗(yàn)。 P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

入組學(xué)員均為男性，實(shí)驗(yàn)組和對照組學(xué)員年齡分別為（30.53±2.07）歲和（31.47±1.81）歲，兩組學(xué)員年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.20）。兩組學(xué)員分別完成學(xué)習(xí)后，進(jìn)行閉卷考試評估其對知識的掌握情況，實(shí)驗(yàn)室和對照組的平均考試成績分別為（83.93±8.93）分和（74.93±11.93）分，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.03）。通過問卷調(diào)查，對學(xué)員課程滿意度進(jìn)行評估。實(shí)驗(yàn)組學(xué)員在學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率、提高分析解決能力、提高臨床思維能力、提高理論聯(lián)系實(shí)際能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、語言溝通能力和綜合能力培養(yǎng)等8個(gè)方面均顯著優(yōu)于對照組學(xué)員（P＜0.05）。詳見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)組與對照組學(xué)員學(xué)習(xí)滿意度比較[（±s），分]

表1 實(shí)驗(yàn)組與對照組學(xué)員學(xué)習(xí)滿意度比較[（±s），分]

項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)組 對照組t值 P值學(xué)習(xí)興趣學(xué)習(xí)效率提高分析解決能力提高臨床思維能力提高理論聯(lián)系實(shí)際能力團(tuán)隊(duì)合作能力語言溝通能力綜合能力培養(yǎng)4.13±0.83 3.87±0.83 3.87±0.92 4.13±0.99 3.93±0.96 4.40±0.74 4.20±0.68 4.00±0.93 3.07±1.44 2.53±1.06 2.67±1.23 3.33±1.18 3.07±1.16 3.07±1.03 3.13±1.13 2.73±1.10 2.49 3.83 3.02 2.02 2.23 4.07 3.15 3.41 0.02 0.00 0.01 0.05 0.03 0.00 0.00 0.00

3 討論

醫(yī)學(xué)教育是由醫(yī)學(xué)院校教育、畢業(yè)后醫(yī)學(xué)教育和繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育組成的連續(xù)統(tǒng)一體。一個(gè)完整的畢業(yè)后醫(yī)學(xué)教育，應(yīng)當(dāng)是住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)和專科醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的有機(jī)結(jié)合。上海市從2013年啟動開展專科醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)工作，旨在培養(yǎng)綜合素質(zhì)全面，專業(yè)素質(zhì)過硬的專科醫(yī)師，從而提升上海各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床醫(yī)師的整體素質(zhì)。脊柱外科作為外科學(xué)重要的分支，是專科醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的重要學(xué)科之一。后路經(jīng)椎弓根螺釘固定技術(shù)(Transpedicular Screw Fixation，TPSF)是脊柱外科較常用的關(guān)鍵技術(shù)之一 。在中上胸椎，由于其特殊的椎弓根橫徑較小和周圍重要的毗鄰結(jié)構(gòu)的解剖特點(diǎn)，初學(xué)者學(xué)習(xí)具有較大的難度，不利于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等高分子可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體[9]。由于3D打印技術(shù)具有較強(qiáng)的三維直觀性，在骨科領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應(yīng)用于骨腫瘤、復(fù)雜骨盆骨折、髖部發(fā)育異常及骨折、脊柱畸形及損傷、肢體畸形和假體制作等方面。本研究采用高精度上胸椎脊柱3D打印模型用于專科醫(yī)師在上胸椎椎弓根螺釘置釘技術(shù)的培訓(xùn)。相比較于傳統(tǒng)教學(xué)方法，基于3D打印脊柱模型的教學(xué)方法更加直接、有效、生動的將上胸椎椎弓根螺釘置釘技術(shù)細(xì)節(jié)展現(xiàn)在受訓(xùn)者面前。

雖然基于3D打印技術(shù)在專科培訓(xùn)醫(yī)師中上胸椎椎弓根螺釘置入技術(shù)培訓(xùn)中的具有一定優(yōu)勢，但仍有不足之處：①3D打印脊柱模型制作需要一定的專業(yè)知識，目前的打印材料硬度較高，置入椎弓根阻力較大。②單純3D打印模型雖能較好模擬脊柱本身的解剖結(jié)構(gòu)，但是脊柱周圍肌肉、血管已經(jīng)神經(jīng)結(jié)構(gòu)等不能完全模擬，與實(shí)際手術(shù)操作可能具有一定差異。

該研究探索性將3D打印技術(shù)應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)技能培訓(xùn)。盡管這一新的教學(xué)模式存在一定不足之處，但受到大部分教員和學(xué)生的歡迎，取得了顯著的教學(xué)效果。將繼續(xù)完善此項(xiàng)教學(xué)模式，希望在臨床教學(xué)工作中深入推廣，真正讓更多的醫(yī)學(xué)生收益。

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