3D打印結合CBL教學法在脛骨平臺骨折臨床教學中的應用

韓俊柱，牛國旗，朱勛兵

（蚌埠醫學院第二附屬醫院骨科，蚌埠醫學院數字骨科實驗室，安徽蚌埠 233000）

脛骨平臺骨折是骨科常見的疾病，其診療也是骨科住院醫師規范化培訓教學大綱中應重點掌握的教學內容。但實際教學工作中，我們發現傳統教學方法的教學效果并不理想，為此骨科住院醫師規范化培訓教學不斷嘗試使用新的教學方法，如問題教學法 （problem－based learning，PBL）、案例教學法（case－based learning，CBL） 等多種教學法，這些新的教學法在胃腸外科、心內科、胸外科的住院醫師規范化培訓教學中取得較好的教學效果［1－3］。但我們將其引入骨科住院醫師規范化培訓教學后發現教學效果仍不十分滿意，為此我們將此前在骨科臨床教學探索中應用的3D 打印輔助教學法與CBL 教學法相結合應用于脛骨平臺骨折的住院醫師規范化培訓教學，取得了較為滿意的教學效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象 將2018 年9 月至2020 年3 月參加蚌埠醫學院第二附屬醫院骨科住院醫師規范化培訓的40 名學員按學號的單雙號隨機分為試驗組與對照組，每組20 名。試驗組采用3D 打印結合CBL 教學法教學，對照組單獨采用CBL 教學法教學。其中試驗組學員男12 名，女8 名，年齡24～30 歲，中位年齡26.5 歲；對照組學員男12 名，女8 名，年齡25～30 歲，中位年齡26.8 歲。2 組一般資料比較差異無統計學意義。

1.2 教學方法及內容 通過醫院信息系統（Hospital Information System，HIS） 及醫療影像存儲與傳輸系統 （Picture Archiving and Communication System，PACS） 選取不同Schatzker 分型的成人脛骨平臺骨折典型病例的臨床病例資料及影像學資料，建立不同分型典型病例資料庫，再用mimics軟件及醫用3D 打印機打印出不同分型典型病例的實物模型。試驗組采用3D 打印結合CBL 教學法教學，即借助3D 打印脛骨平臺骨折實物模型結合CBL 教學法進行理論教學，并用脛骨平臺骨折3D打印實物模型進行手術操作教學；對照組單獨采用CBL 教學法教學，即從HIS 及PACS 系統中選取典型脛骨平臺骨折病例的臨床及影像學資料制作成典型病例的幻燈片進行理論教學，并用脛骨平臺假骨模型進行手術操作教學，2 組學生的教學時長均為80 min。以脛骨平臺骨折的受傷機制、骨折分型、術前規劃為理論教學內容，以脛骨平臺骨折的手術模擬為實踐操作教學內容，試驗組在典型病例的3D 打印實物模型上進行手術模擬（圖1），對照組在脛骨平臺假骨模型標本上進行手術模擬（圖2）。

1.3 教學評價標準 以教學后2 組學員對脛骨平臺骨折的理論知識水平、實踐操作水平及對教學的滿意度來評價此次教學效果。理論知識考核不同類型脛骨平臺骨折的受傷機制（25 分）、診斷分型（25 分） 及具體的術前規劃（50 分），滿分100 分。實踐操作考核模擬手術過程中手術切口及入路（25 分）、復位的方法及質量（25 分）、內固定的選擇及固定效果（25 分）、手術的熟練程度及手術時間（25 分），滿分100 分。用自制評分量表對2 組學生進行教學滿意度評分：學習興趣0～2 分，獨立思考0～2 分，動手機會0～2 分，團隊協作0～2 分，師生互動0～2 分，滿分10 分。

1.4 統計學方法 采用SPSS 19.0 軟件對數據進行統計學分析，計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

試驗組的理論知識評分、實踐操作評分及教學滿意度評分均優于對照組（P＜0.01），見表1。

表1 住院醫師規范化培訓學員教學效果及教學滿意度比較（）

表1 住院醫師規范化培訓學員教學效果及教學滿意度比較（）

圖1 脛骨平臺骨折3D 打印實物模型及手術模擬

圖2 脛骨平臺假骨模型及手術模擬

3 討論

骨科學是一門實踐性和理論性較強的學科［4］，骨科住院醫師規范化培訓更加強調對學員進行臨床常見病及多發病診療思維及實踐能力的培養。CBL 教學法是一種案例教學方法，教學法的主體是學生，老師為主導，以實際案例出發，帶著問題找出答案，激發學生對于問題的思考力、分析力和解決力［5］。以脛骨平臺骨折為代表的創傷骨科疾病，因為受傷機制及暴力程度不同，傷后骨折的具體部位、形態、碎裂程度及移位方向也不同，進入骨科進行住院醫師規范化培訓的學員缺乏較強的空間構想能力及豐富的臨床經驗，單獨采用CBL 教學法，閱讀HIS 系統中病例的現病史及PACS 系統中病例的X 線、CT、MRI 等影像學資料，學員們很難全面了解骨折的碎裂程度及受傷機制，也難以據此選擇正確的手術入路及恰當的復位固定方法，且在假骨標本上不能較為逼真地模擬骨折復位固定過程，故臨床教學效果往往難以確定。

3D 打印技術輔助骨科臨床教學集解剖、分型、術前規劃、手術培訓及考核于一體［6］，將從PACS 系統中提取的影像學資料通過mimics 軟件構建出三維立體圖像，再通過3D 打印機打印出1︰1的骨折病例實物模型。有了骨折病例的實物模型，學員們將實物模型拿在手里進行全方位觀察，這樣可以更加直接且全面地了解骨折的碎裂程度及移位方向，不僅有助于做出準確的診斷分型，且能夠幫助理解骨折的受傷機制。學員們還可利用骨折病例實物模型選擇適宜的手術入路及規格尺寸合適的鋼板螺釘，并進行鋼板的預彎、骨折的復位固定等手術預演，且可在模型上重復操作直至熟練掌握手術操作。3D 打印輔助教學不足之處在于3D 打印模型無軟組織附著，不能完全真實地再現肌肉、血管和神經的走行和分布，導致在模擬手術操作過程中缺乏真實性與完整性［7－8］。但相較于單獨采用CBL 教學，3D 打印結合CBL 教學不僅使得學習過程更加直觀生動且可實踐操作，且可使學員們的學習更加積極主動，使CBL 教學中以案例（病例） 為基礎、學生為主體、教師為主導的教學模式能夠真正實現。本研究結果顯示試驗組的理論知識評分及實踐操作評分均高于對照組（P＜0.01），教學滿意度評分也高于對照組（P＜0.01），這也進一步證實了3D 打印輔助CBL 教學能夠提高骨科住院醫師規范化培訓的教學效果及滿意度。

綜上所述，3D 打印結合CBL 教學法能夠提高脛骨平臺骨折教學效果及滿意度，值得在骨科住院醫師規范化培訓中應用及推廣。