PBL教學法與3D-slicer影像重建技術在長學制醫學生神經外科臨床實踐教學中的應用

王俊文 徐 鈺 劉勝文 趙 愷 牛洪泉

(華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院神經外科,武漢 430030)

臨床實踐教學又稱為臨床實習、床邊教學等,是醫學生向醫生過渡的重要過程,是醫學理論知識結合臨床實踐的橋梁。臨床醫學長學制是培養高層次臨床人才,是一種特殊類型的博士,具備扎實的醫學人文知識、醫學理論知識和一定的臨床操作能力,適合?？粕钤旌团囵B[1]。隨著醫學教育研究和教學改革的深入,對于長學制醫學生的培養提出了更高的臨床要求,尤其重視對于醫學生解決臨床實際問題能力的培養和提升。因此,在長學制臨床實踐教學環節中,教師如何做到“授人以漁”是目前臨床教學改革的終極目標。神經外科教學歷來都是醫學教育中的重點和難點,理論知識多,概念晦澀難懂,涉及的解剖、影像、藥理、病理及生理學內容極為復雜。近年來,PBL教學法應用于神經外科臨床實踐教學中取得了一定的成效[2-6],但是涉及到神經解剖和影像時,學生往往畏難不前,教學效果難以保證?；谀壳?D-slicer影像重建軟件在神經外科的臨床應用日益廣泛[7-11],我們將其引起臨床實踐教學,將繁雜的神經解剖和影像轉化為三維動畫,增加學生的感官認知和學習興趣,獲得了顯著的效果。然而臨床實踐教學區別于理論教學的顯著特點就是學以致用,因而本研究對教學效果評估除了采用理論成績外,還引入Mini-CEX,此評價體系在眾多學科包括神經外科的教學中都證實了其效果[12-14]。

1 材料和方法

1.1 研究對象

華中科技大學同濟醫學院第二臨床學院臨床醫學八年制教學采用系統教學法,如神經系統教學將神經系統相關的診斷學、影像學、內科和外科學的內容融合講授,并采用上午臨床學習,下午課堂授課的聯合模式進行。選取2019年4月-2019年6月進入神經外科進行臨床實踐教學的64名臨床醫學長學制學生作為研究對象。學生隨機分為對照組和試驗組(各32人)。對照組采用傳統臨床授課教學方法,試驗組給予PBL教學法聯合3D-slicer影像重建的模式進行教學。對照組男生15人,女生17人,上學期平均成績81.2±11.2分;試驗組男生14人,女生18人,平均成績79.9±13.5分。兩組之間性別構成(χ2=0.063,P=0.802)及平均成績均無統計學差異(t=0.419,P=0.677)。

1.2 教學模式

對照組采用傳統臨床授課教學方法。學生跟隨臨床帶教老師查房、筆記、完成簡單的臨床操作或觀摩手術;按照臨床實踐要求安排集中授課,有帶教老師準備多媒體課件,以典型的神經外科病例為切入點,講述疾病相關的基礎知識、臨床診療、影像學特點和手術治療過程。課后推薦相關延伸閱讀的文獻和書籍,安排答疑。試驗組采用PBL教學法,PBL教學課程包括顱腦損傷、顱腦腫瘤、顱神經疾病、癲癇外科、運動障礙性疾病、腦出血和腦血管病等,每堂課2學時,共計14學時。每個PBL課程由帶教老師根據授課內容,提前準備PBL分場景教案發放給學生預習和準備。教案以臨床典型病例為出發點,逐步引入疾病相關的臨床診治流程,并將患者的影像學資料預先使用3D-slicer軟件進行重建。課堂上以學生為主體,課堂上教師充分引導激發學生的學習熱情和主動性,師生之間進行頭腦風暴式的討論。結合3D-slicer軟件影像重建的圖像,講解病變的解剖位置,與周圍血管、神經和腦結構的關系,治療原則以及手術入路和手術視頻講解。例如常見的顱神經疾病之一的面肌痙攣,其病因是后顱窩血管對面神經出腦干部位的壓迫引起。而普通磁共振二維影像很難顯示血管神經的壓迫,我們在教學中使用3D-slicer進行影像重建,即可在三維視角下通過旋轉重建影像,從各個方向角度顯示血管與面神經的關系以及血管壓迫面神經的直接征象(圖1),將晦澀難懂的神經外科疾病講清楚、講透徹。最后由教師進行總結,提出創新性問題啟發思維,安排課后閱讀和答疑。

1.3 教學效果的評價

教學效果評價包括:①神經外科臨床實踐教學課程全部結束后,對兩組學生分別進行臨床實踐考核和理論考核(均為百分制)。②Mini-CEX考核內容包括7個方面:醫療問診、體格檢查、溝通技巧、臨床診斷、人文關懷、組織效能和整體表現。評估表為9分制,分為3個等級,1～3分不合格,4～6分合格,7～9分為優秀?？己藭r選取當天新入院患者,由被考核學生進行問診等操作,由不擔任教學任務的教師進行全程陪同打分。③對兩組學生進行問卷調查,完成對教學方法和教學效果的評估。

1.4 統計學方法

所有數據均采用SPSS 23.0軟件進行統計分析。服從正態分布的計量資料(上學期平均成績,臨床實踐考核成績,理論考試成績以及Mini-CEX各項目成績)使用平均數±標準差(±s)表示,并使用t檢驗進行組間比較。計數資料(問卷調查的結果及性別比)采用例數(百分率)表示,組間比較采用χ2檢驗,若存在理論頻數＜5的數值,采用Fisher精確檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組學生出科考試成績比較

對比分析兩組學生考核成績發現,試驗組臨床實踐教學成績(P＜0.01)及理論考核成績(P＜0.05)均顯著高于對照組(表1),差異有統計學意義。

表1 兩組學生出科理論考核成績(±s,分)

表1 兩組學生出科理論考核成績(±s,分)

考核內容 對照組(n=32)試驗組(n=32) t值 p值臨床實踐教學考核成績 88.4±8.9 95.1±7.2 3.311 0.002理論考核成績 85.8±8.3 90.2±7.5 2.225 0.030

2.2 兩組學生的Mini-CEX考核成績比較

兩組同學進行Mini-CEX評估發現,試驗組在醫療問診、體格檢查、溝通技巧、臨床診斷、人文關懷、組織效能和整體表現等7個方面的成績均優于對照組(均P＜0.05),差異有統計學意義(表2)。

表2 兩組學生Mini-CEX成績 (±s,分)

表2 兩組學生Mini-CEX成績 (±s,分)

考核內容 對照組(n=32)試驗組(n=32) t值 p值醫療問診 6.4±2.3 8.3±2.6 3.096 0.003體格檢查 7.6±2.1 8.7±1.8 2.250 0.028溝通技巧 6.7±1.6 8.8±2.4 4.118 ＜0.001臨床診斷 7.2±1.7 7.9±0.9 2.059 0.041人文關懷 8.1±0.5 8.9±0.4 7.068 ＜0.001組織效能 6.5±1.8 7.9±2.6 2.504 0.015整體表現 7.0±1.9 8.6±2.0 3.281 0.002

2.3 兩組學生問卷調查比較

通過問卷調查發現,87.5%的學生認為傳統教學方式即可掌握理論知識,84.3%的學生認為PBL教學法聯合影像重建技術能幫助掌握理論知識,兩組之間比較并無統計學差異;然而,試驗組學生對新教學模式下的課堂氣氛、影像閱片效果、手術講解情況和教學效果滿意度高于對照組(均P＜0.05),差異有統計學意義(表3)。

表3 兩組學生滿意度問卷調查結果[n(%)]

3 討 論

PBL教學法最早由加拿大醫學院的神經病學教授提出并逐步在全球范圍內應用于醫學教學中。目前我國多數長學制臨床醫學生的教學都采用了PBL教學模式,并取得了良好的效果[15]。PBL教學法與多種教學法或教學技術的聯合應用顯著提高了醫學教育的整體效果[2,4-5]。神經外科的教學內容繁多,包括神經解剖、神經病學、神經系統手術和神經影像學等多學科的內容。面對復雜的神經外科臨床問題,PBL教學法通過典型病例以問題為導向引導學生自主學習,激發了學生學習的興趣和主動性,提高了學生的自學能力,培養了學生的臨床思維,取得了一定的成效[3,6,16]。然而PBL教學法仍存在一定的問題和不足,如對于課前學生自學的情況無法掌控;課堂內有限時間內無法對神經外科所有知識點進行擴展。筆者認為:在臨床教學中,常常講到神經解剖和影像時,大部分學生表現出聽不懂、沒興趣、難以理解的表情,課堂氣氛、學生參與度、積極性驟然降低。而對于以手術治療為主的神經外科來說,神經影像是理解神經外科疾病的臨床表現,規劃手術入路、制定手術策略的關鍵。為了突破這個授課難點和重點,我們將已經成熟使用于臨床的3D-slicer軟件應用于臨床教學,提前對患者的影像資料進行虛擬三維重建[9-10]。3D-slicer是一款免費軟件,獲取方便,其功能強大且操作簡便,學生可自行使用其中的多種功能輔助影像診斷。在教學過程中,我們將普通磁共振影像與重建后的三維圖像進行對比分析,將病變的位置、性質、毗鄰關系進行可視化的講述,一方面加深學生對于普通影像圖片的認知和理解,另一方面讓學生對于神經外科處理的病變有感性的認知,方便結合手術視頻講解手術入路和手術策略,從而達到在臨床教學的過程中充分將醫學理論知識與臨床實踐結合的目的,調動學生的積極性,提高學習效率,達到“授人以漁”的目標。

Mini-CEX評價考核體系最早是1995年由美國內科醫師學會提出并使用的,用于評估臨床醫師臨床技能的工具,亦可用于臨床工作環境下的醫學生教學和評估[14]。Mini-CEX評價考核體系分為7個部分,包括臨床問診、體格檢查、輔助檢查等臨床資料的收集,之后進行分析歸納得出臨床診斷,其貫穿臨床診療流程。在被考核者進行臨床診療的過程中,考官或教師可以同步進行7個方面的綜合考核和打分。同時Mini-CEX評價考核體系還包含人文關懷的內容,強調醫師在臨床診療過程中醫德醫風和自我修養的融合,因此能夠綜合反映出醫師的綜合能力。我們將Mini-CEX評價用于神經外科住院醫師培養的考核中,獲得了顯著效果[12],并顯示了該評價體系在神經系統教學中的優勢。因而本研究在傳統教學評價的基礎上,同時采用Mini-CEX評價體系評估,充分考核長學制醫學生通過理論學習和臨床實踐結合后能夠學以致用、舉一反三的能力。一方面通過教學和考核調動學生的主觀能動性,提高學習興趣;一方面鼓勵學生用于探索和創新,融會貫通,啟發新思維。Mini-CEX評估的結果告訴我們,通過PBL結合3D-slicer的教學方式對于長學制醫學生臨床實踐教學具有顯著的優勢,學生的醫患溝通能力、臨床操作能力、歸納總結能力、組織能力、總體判斷能力、人文關懷和專業素養都顯著高于傳統教學模式。

綜上所述,在臨床醫學長學制學生的神經外科臨床教學實踐過程中,采用PBL教學法聯合3D-slicer影像重建技術的教學模式能極大程度地激發學生對于神經外科的學習興趣和學習主動性,培養學生團結協作、開拓創新的能力,提高學習效率,改善教學效果。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明王俊文:撰寫論文初稿,實施具體研究方案并收集資料、數據;徐鈺、劉勝文:實施具體研究方案并收集資料、數據;趙愷:設計并啟動本項研究,分析數據并進行統計學分析;牛洪泉:分析數據并進行統計學分析