3D 打印模型用于輸尿管軟鏡治療經(jīng)皮腎鏡術后殘石的臨床教學價值

王乾，孫賓，李殷南，沈偉，沈杰，夏志忠，張運偉

上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院崇明分院泌尿外二科，上海 202150

腎結石為常見泌尿外科疾病，其治療方案主要包含經(jīng)皮腎鏡碎石術（percutanous nephrolithotomy,PCNL）、體外沖擊波碎石術（extracorporealshockwavelithotripsy,ESWL）、腹腔鏡下切開取石術、 輸尿管鏡碎石術（ureteroscope lithotripsy,URL）及輸尿管軟鏡碎石術等多種形式[1-3]。 其中PCNL 需經(jīng)單或多通道治療，操作難度高，教學難度也較高。 伴隨近幾年泌尿外科腔內(nèi)腔鏡技術的不斷發(fā)展，輸尿管軟鏡碎石術的適應范圍也在擴大，這也使其成為了臨床教學的重點[4]。3D 打印技術則為快速成型技術，早期多用于航空、冶金、汽車工業(yè)等領域[5]。而在數(shù)十年發(fā)展中，此項技術逐漸被臨床醫(yī)學應用，具有應用范圍廣、便捷性高等優(yōu)勢，在多科室治療及臨床教學中也發(fā)揮了顯著優(yōu)勢[6]。 對此，本研究主要遵循精準醫(yī)學理念， 以上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院崇明分院2021 年6 月—2022 年1 月收治的40 名實習學生為研究對象， 探析予以3D 打印模型輔助輸尿管軟鏡PCNL后殘石教學及醫(yī)患溝通的臨床價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取在本院參與規(guī)范化培訓的40 名學生為研究對象。 依據(jù)隨機數(shù)表法將入院學生1/1 分為兩組，觀察組與對照組各20 名。 對照組男女比為12/8； 年齡20～23歲，平均（21.64±0.80）歲。 觀察組男女比為11/9；年齡20～24 歲，平均（21.71±0.84）歲。 兩組學生基礎信息差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性。 本次研究經(jīng)醫(yī)學倫理委員會審核通過。

1.2 納入與排除標準

納入標準：①參與學生均對研究內(nèi)容知情，且自愿參與；②能夠配合完成教學過程。

排除標準：①中途退出；②無法完成學習任務。

1.3 方法

對照組學生實施常規(guī)臨床教學。 ①圍術期教學指導：由帶教教師指導學生參與完成對患者的各項術前檢查（包括血生化、心電、泌尿B 超及CT 等）。 ②手術教學：學生全程參觀輔助輸尿管軟鏡鈥激光碎石術治療操作過程。

觀察組在3D 打印模型輔助下進行教學。 （1）圍術期教學指導同觀察組；（2）制作3D 模型：為患者進行泌尿系CT 掃描，提取CT 中DICOM 文件，而后將STL 格式文件導入3D 打印機（打印機型號：Stratasys J750），輸出實物模型。 （3）手術教學：①術前，結合3D 模型為學生講解腎臟結構，明確腎盂、腎盞、輸尿管、腎靜脈、腎動脈、腎結石所在位置，并指導學生與患者及家屬進行溝通，為其講解疾病相關知識、手術流程、手術必要性、注意事項、預后恢復等內(nèi)容；②術時，結合影像學信息+3D打印模型對結石位置進行確定，并指導學生協(xié)助完成手術操作。

1.4 觀察指標

1.4.1 教學效果 對學生實施調(diào)查問卷， 了解其學習興趣，并了解學生的知識掌握情況、診斷學習情況，從而評估教學質(zhì)量。 問卷內(nèi)容包括學習參與情況、腎臟解剖結構掌握情況、腎結石診斷、醫(yī)患溝通情況4 個方面，其中腎臟解剖結構的掌握標準應明確（充分明確腎盂、腎盞、輸尿管、腎靜脈、腎動脈、腎結石所在位置）。

1.4.2 教學滿意度 應用科室自制教學滿意度問卷，在教學項目結束后發(fā)放給兩組學生，匿名回收，問卷總計100 份， 分為0～60 分、61～80 分、81～100 分， 對應不滿意、較滿意、滿意3 個等級。 總滿意度=1-不滿意度。

1.5 統(tǒng)計方法

采用SPSS 24.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析， 符合正態(tài)分布的計量資料以（±s）表示，組間差異比較采用t 檢驗；計數(shù)資料以[n(%)]表示，組間差異比較采用χ2檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組學生教學效果比較

觀察組臨床學習情況明顯優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。 見表1。

表1 兩組學生教學效果比較[n(%)]

2.2 兩組學生教學滿意度比較

觀察組教學滿意度明顯優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。 見表2。

表2 兩組學生教學滿意度比較[n(%)]

3 討論

當前社會各領域不斷進步，推動了醫(yī)療事業(yè)進一步發(fā)展，使當前人們的生活質(zhì)量顯著提升。 人們對于健康問題的關注度大大提升，并針對疾病特點，了解不同的治療方式，對比其優(yōu)劣。 而以往的外科理念及外科教學方式也隨著醫(yī)療的進步和發(fā)展不斷改變[7]。在治療中，盡可能地減小患者損傷及代價， 并獲取最大的治療效果。為了保證患者器官及結構組織的完整，在各個手術技術上不斷創(chuàng)新，滿足新時期的醫(yī)療要求[8-9]。 腎結石在泌尿外科中十分常見， 以PCNL 為常見腎結石治療術式，其針對各種腎、輸尿管上段結石均可發(fā)揮顯著療效；但在該術式操作中需經(jīng)單或多個通道入路，對患者產(chǎn)生巨大的損傷及影響，并且手術操作難度較高，實際操作及教學難度均較高， 一旦操作不當極易引發(fā)一系列并發(fā)癥，如大出血、膿毒血癥及毗鄰臟器損傷等[10-11]。這一情況則導致臨床教學難度也大大增加，學生對結石位置判斷難度也較大，結石治療效果自然難以保障。既往研究顯示，盡管分期、多次行PCNL 治療可提升結石清除率，但仍存在10%～32%的結石殘留， 且經(jīng)治療后的殘留結石直徑小、數(shù)量多、分布廣（可見于腎盞各個部位）[12-13]。 因而針對PCNL 術后殘石進行二期PCNL 或輸尿管軟鏡碎石術，仍為泌尿外科關注的重點。

近幾年我國泌尿外科腔鏡技術得到了高速發(fā)展，新式輸尿管軟鏡的出現(xiàn)則為腎結石治療提供了新的方向，并取得了一定成果。 但單次手術清石成功率往往較低，需經(jīng)多次碎石才能保障療效，如此會使患者的治療風險提升。并且輸尿管軟鏡碎石需要在患者自身集體通道中實施，對于手術的風險及難度均較高，再加上軟鏡設備昂貴，維護時間長，很多醫(yī)院僅限高年資醫(yī)師使用，臨床普及度并不高，新入院醫(yī)生學習難度也較大。 對于年輕的醫(yī)生來說，面對結構復雜的腎臟結構，操作時會迷失方向，而反復進出腎盞和腎盂，則對于醫(yī)生的操作水平提出了很大的要求[14]。 因此，醫(yī)生應當對人體腎臟結構有詳細且深刻的了解，并熟悉結構位置，將各個系統(tǒng)之間的關系、位置等信息明確，而保證在實際的手術操作中順利完成。 以往的醫(yī)生會通過影像與患者進行溝通，或為學生講解手術要點，而今這二維圖像呈現(xiàn)出的靜態(tài)效果不能滿足實際的教學要求，難以明確各個系統(tǒng)與結石的位置關系，對于患者理解難度也較大[15]。而3D 打印技術的輔助，則能夠有效解決這一問題。3D 打印技術不需要借助相關模具，可以通過計算機技術，輸入相關數(shù)據(jù)，并能直接呈現(xiàn)出相關模型，對人體的實際情況良好表達，使其具有準確度高、個體化等特點，可清晰顯示腎臟三維結構， 從而降低了對術者空間想象能力的要求，也降低了學生掌握難度，提升了醫(yī)患溝通有效性。 結合本研究結果可見，觀察組學生學習效果對照組得到了明顯提升，且觀察組教學滿意度對比對照組也有顯著提升（P＜0.05）。提示在3D 打印模型應用下，帶教教師能夠更好地借助模型為學生講解腎臟結構，進而對結石所處位置更好地描述，以確保手術精準性，指導學生更加準確、快速抵達病灶，解除病灶，確保臨床手術效果的同時，為未來臨床培養(yǎng)更多的外科人才。

綜上所述， 將3D 打印模型用于輸尿管軟鏡治療PCNL 后殘石臨床教學中效果顯著， 能夠有效提升學生對腎臟疾病手術治療的了解，同時借助3D 模型更好地了解腎臟及周圍組織結構， 進而更好地熟悉臨床環(huán)境，投入到臨床工作中來。