3D打印技術在布加綜合征教學中的應用

楊晶，張慶橋，肖晉昌，王文亮，高志康，徐浩*

(1.徐州醫科大學醫學影像學院介入放射學教研室，江蘇 徐州 221000；2.徐州醫科大學附屬醫院介入放射科，江蘇 徐州 221000）

0 引言

布-加綜合征(Budd-Chiari syndrome，BCS)是一種較為罕見的臨床疾病，指由肝靜脈或者其開口以上的下腔靜脈阻塞導致靜脈血液回流障礙引起的，以門靜脈高壓或者門靜脈及下腔靜脈高壓為特征的一組疾病，典型表現為腹水，雙下肢水腫肝脾腫大，腹壁靜脈曲張，下肢潰瘍等。病理生理學定義：肝小靜脈至下腔靜脈與右心房匯合處之間任何部位的肝靜脈流出到阻塞[1-3]。布加綜合征分型復雜（3大類型，10大亞型），病理類型多樣[4]。在醫學本科教學過程中，布-加綜合征教學目的在于使本科醫學生對于布加綜合征的基本概念，分型以及針對不同分型涉及的診療方案、可能存在并發癥等充分掌握。傳統的教學以教師為主題，多媒體為媒介，通過文字描述及二維圖像及CT、核磁較為抽象的講授布-加綜合征的基本概念及理論知識，面對缺乏臨床經驗的醫學本科生，傳統的教學在布-加綜合征的授課中很難構建很好的三維空間模型，導致學生對于布加綜合征的認識不足，因此探尋一種更為合適的教學方法有重大意義。隨著科技的發展，3D打印技術可迅速地將設計思想轉化為試驗模型或零件，從而制造出與原形等同的具有復雜空間結構的模型[5-9]，在骨科等疾病教學中已廣泛應用并取得良好的教學效果[10-11]，本研究將3D打印技術應用于布-加綜合征醫學本科教學，旨在探索3D打印技術應用于布-加綜合征教學的效果。具體見下文。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究隨機選取徐州醫科大學2018級臨床醫學專業本科生100名為研究對象，以隨機數表法的分組形式將100名學生隨機分為實驗組50名和對照組50名。兩組學生于性別、年齡、學歷等一般資料方面，差別無統計學意義（P＞0.05）。

1.2 研究方法

給予對照組學生傳統的多媒體教學方法（文字描述，二維圖像及臨床中布-加綜合征病例的CT、核磁）介紹布-加綜合征定義，分型等理論知識及穿刺技術，實驗組學生在對照組基礎上加入3D打印布-加綜合征血管模型進行教學，學生通過多媒體講解后，再結合3D打印實體，多角度近距離的觀察血管解剖。兩組均由同一老師進行教學，授課完畢后，進行教學效果的綜合分析。觀察指標主要包括：布-加綜合征理論知識成績、操作技能成績、自我能力測評和教學滿意度。

理論知識成績 采用閉卷考試的形式，授課后隨機進行理論考試，填寫后當成回收試卷。試卷內容主要包括布-加綜合征病因、分型、臨床癥狀、治療等方面知識，共100分。

操作技能成績 授課后對兩組學生同時進行布-加綜合征病例分析及介入手術模擬考核，由同一醫師按照同一標準進行打分，共100分。

自我能力測評 采用問卷調查的形式對兩組學生進行自我能力測評，測評內容包括：學習效率、學習興趣、知識理解程度、知識掌握程度、知識應用程度（滿分均為100分）；滿意率：（非常滿意+滿意）/總人數×100%。

教學滿意度 采用問卷調查的形式對兩組學生進行課堂教學滿意度調查。評價分為4個等級：非常滿意、滿意、一般、不滿意。

1.3 統計學分析

采用SPSS 22.0統計學軟件處理數據，正態分布的計量資料采用（）表示，均屬之間比較采用t檢驗，計數資料采用χ2檢驗，取P＜0.05差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組學生理論成績比較

通過觀察兩種不同教學模式下的學生理論成績，發現應用3D打印技術教學的教學組學生理論和操作技能成績分別為（91.2±2.1）、（89.6±2.7）分明顯高于傳統多媒體教學模式下的對照組的成績（72.5±4.6）（70.4±5.1）分，差異具有統計學意義（P＜0.05），如表1所示。

表1 兩組學生理論及操作考核成績比較（ ，分）

表1 兩組學生理論及操作考核成績比較（ ，分）

組別 理論知識考試 操作技能考核實驗組（n=50） 91.2±2.1 89.6±2.7對照組（n=50） 72.5±4.6 70.4±5.1

2.2 兩組學生自我能力測評結果比較

問卷調查結果顯示，實驗組學生在學習效率、學習興趣、知識理解程度、知識掌握程度、知識應用程度等5個方面的自我測評均遠高于對照組，差異有統計學意義，如表3所示。

表2 兩組學生自我能力測評結果比較(%)

2.3 兩組學生教學滿意度比較

采用問卷調查的形式對兩組學生進行教學滿意度調查，實驗組學生非常滿意31人，滿意16人，一般2人，不滿意1人，滿意率為94%（47/50）；對照組學生非常滿意17人，滿意14人，一般11人，不滿意8人，滿意率62%（31/50）。結果表明，實驗組學生教學滿意度遠優于對照組，差異具有統計學意義（P＜0.05），如表4所示。

表4 兩組學生教學滿意度比較(n,%)

3 討論

醫學發展離不開臨床醫學教育，臨床醫學教育是培養優秀醫師的基礎，是未來實現“健康中國”的基石,而本科階段理論教學更是一個非常重要的階段，不論是對于未來的臨床工作還是更高層次的升學深造，良好的教學及扎實的理論基礎都是至關重要[12-14]。

布-加綜合征既往被認為是一種罕見病，歸結原因是廣大醫務工作者對于布-加綜合征疾病認知不足，究其原因是臨床診療醫生學生時代未充分認知此疾病，因此也暴露處傳統教學的弊端。隨著徐州醫科大學附屬醫院對于布-加綜合征診治數量的不斷增加以及針對布-加綜合征的不斷深入研究，發現布-加綜合征類型較復雜，目前歸納為肝靜脈阻塞型，下腔靜脈阻塞型，混合型三大類型，又細分為10大亞型[4]（肝靜脈/副肝靜脈膜性阻塞；肝靜脈節段性阻塞；肝靜脈廣泛性阻塞;肝靜脈阻塞伴血栓形成；下腔靜脈膜性帶孔阻塞；下腔靜脈膜性阻塞；下腔靜脈節段性阻塞;下腔靜脈阻塞伴血栓形成肝靜脈和下腔靜脈阻塞；肝靜脈和下腔靜脈阻塞伴血栓形成）。

傳統的教學是通過多媒體，展現較為抽象的二維解剖圖譜或CT、核磁圖像，受到三維空間的構建能力及專業知識等因素的限制，部分學生現階段在頭腦中充分構建立體的解剖結構相對困難，從而導致對布-加綜合征相關知識的理解缺乏直觀感受[15-17]。容易浮于課本的表面文字，很難深入了解疾病的血管解剖特點，從而降低學生的教學效果及學習積極性，更不利于培養學生的創新能力。 3D打印技術是近年來發展的一種新興技術，具有打印流程相對簡便，精準度高等特點[18-24]。

布加綜合征由于分型多樣，血管走向復雜等特點，在教學過程中要求學生充分進行三維空間的想象中探索學習，傳統多媒體平面式教學不能滿足布加綜合征血管的三維展示。張培學者[25-26]在教學研究中認為，將3D打印技術應用于臨床教學，能有效調動學生的學習興趣，提高教學過程中學生解決臨床某些抽象問題的能力，相對傳統單純講解教學模式具有明顯優越性。本實驗隨機選取徐州醫科大學2018級臨床專業學生100名為研究對象分為兩組，分別在傳統教學模式和應用3D打印技術教學模式下進行布加綜合征的教學。研究結果顯示，應用3D打印技術教學的實驗組學生在理論知識學習和操作技能方面遠優于傳統多媒體的平面式教學組學生。同時針對通過對自己學習效率、學習興趣、知識理解程度、知識掌握程度、知識應用程度等5個方面的自我測評以及對課程的滿意度調查結果中發現，同時擁有視覺和觸覺的3D打印布加綜合征血管模型，由于能夠將理論性強、概念抽象隱性知識和認知結構顯性化， 能夠有效地激發學生的學習興趣、提高學習效率和對知識的理解、掌握、應用能力。將3D打印技術應用于醫學專業本科生布-加綜合征教學中，可使學生更為直觀的理解布-加綜合的血管解剖結構，3D打印技術在教學中的應用，是對傳統醫學教學模式進行改良，有望形成一種形象立體、細致精確的新型教學模式，助推布加綜合征以及醫學教育事業的發展。

因此，3D打印技術作為一種優質的教育資源和嶄新的教育信息化形式，運用到布-加綜合征本科教學中，可以更直觀的真實體現布加綜合征的血管解剖情況，開創了一種全新的教學模式，是未來布-加綜合征和醫學教育的發展趨勢。