3D打印模型輔助CBL教學(xué)模式在神經(jīng)外科醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用

譚 亮，鮮繼淑，許銀才，譚彬彬，張開元，陳前偉，葛紅飛，儲衛(wèi)華，劉 智，馮 華，陳 志

(陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，重慶 400038)

住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)作為我國畢業(yè)后醫(yī)學(xué)教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)合格的臨床?？漆t(yī)師至關(guān)重要，是我國加強衛(wèi)生事業(yè)人才隊伍建設(shè)、提高醫(yī)療衛(wèi)生水平的根本之道，其重要性在于不斷培養(yǎng)了解全科疾病基本診療規(guī)范、精通?？圃\療技術(shù)手段且具有醫(yī)學(xué)人文精神和臨床科研能力的高素質(zhì)衛(wèi)生人才。進(jìn)入神經(jīng)外科?？婆嘤?xùn)的住院醫(yī)師雖已在本科階段儲備部分神經(jīng)系統(tǒng)疾病認(rèn)識，但面對神經(jīng)外科這一高度抽象化、概念化的學(xué)科，隨著影像學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，手術(shù)復(fù)雜性與日俱增，而學(xué)時安排相對偏少，傳統(tǒng)的“學(xué)徒式”授課方式已無法滿足神經(jīng)外科?？频囊?guī)范化醫(yī)師培訓(xùn)需求，也無法滿足培養(yǎng)醫(yī)師立體性、精準(zhǔn)性及可視性能力和激發(fā)學(xué)習(xí)熱情[1]。

隨著3D打印與計算機輔助成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用逐漸成熟，我們針對具體病例定制個體化3D病理解剖模型，基于臨床具體病例為基礎(chǔ)，讓學(xué)員更直觀理解病變的解剖基礎(chǔ)與手術(shù)入路，輔助目前在住院醫(yī)師神經(jīng)?？婆嘤?xùn)中采用的案例導(dǎo)向教學(xué)法(Case-based Learning, CBL)，以培訓(xùn)住院醫(yī)師臨床能力為核心，與傳統(tǒng)教學(xué)模式中純理論教學(xué)相反，強調(diào)在具體實踐中熟悉與掌握專業(yè)技能，顯著提高臨床教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并將經(jīng)驗報告如下：

1 對象與方法

1.1 教學(xué)對象

本課題以2017年1月～2018 年10月于陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科進(jìn)行規(guī)范化培訓(xùn)的82名住院醫(yī)師作為研究對象，分為3D打印模型輔助CBL教學(xué)組(試驗組)和傳統(tǒng)教學(xué)組(對照組)。82名研究對象隨機單盲入組為試驗組(n=41)與對照組(n=41)，對照組按照傳統(tǒng)講授式教學(xué)，教學(xué)時間為3個月，結(jié)束后進(jìn)行量化考核與滿意度調(diào)查。研究對象中男性為60人(73.2%)，女性為22人(26.8%)，平均年齡為(25.7±2.9)歲，兩組醫(yī)師在年齡、性別、學(xué)歷、授課講師資質(zhì)等方面均無統(tǒng)計學(xué)差異。

1.2 教學(xué)方式

對照組由神經(jīng)外科帶教教員根據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容對住院醫(yī)師實施教學(xué)計劃，采用小班課講授，講師主導(dǎo)課程。教學(xué)過程按照知識點準(zhǔn)備多媒體教程，結(jié)合臨床教學(xué)查房，對知識點進(jìn)行“輸入式”講解。

試驗組住院醫(yī)師全程采用3D打印模型輔助CBL教學(xué)方式。根據(jù)擬講授知識點，選取典型臨床病例，提供詳細(xì)病史、神經(jīng)系統(tǒng)查體、術(shù)前影像學(xué)檢查及實驗室檢驗。同時課前根據(jù)擬講授的具體病例制作患者顱內(nèi)病灶與周圍解剖結(jié)構(gòu)的3D打印模型，發(fā)放給學(xué)員加深其對解剖結(jié)構(gòu)的直觀印象，學(xué)員結(jié)合術(shù)前影像學(xué)檢查矢狀面、冠狀面、水平面等平面轉(zhuǎn)換，直觀了解腦血管、顱骨及其缺損、腦深部核團、顱底、腦室、顱頸交接區(qū)、胸腰椎體等目標(biāo)區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)，自行擬定手術(shù)入路方案，明確入路過程中可能遇到的顱神經(jīng)、靜脈竇、重要血管及腦功能核團等解剖定位。最后收看手術(shù)錄像，于3D打印模型上擬合顯微手術(shù)場景，加深對神經(jīng)外科手術(shù)方式及入路的認(rèn)識。

1.3 教學(xué)評價

3個月的教學(xué)結(jié)束后，試驗組和對照組的教學(xué)效果分別從學(xué)員的考試成績和教學(xué)的滿意度兩個方面進(jìn)行評價。出科考試分為臨床理論和臨床技能考核。理論考核內(nèi)容按照神經(jīng)外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)考試大綱的要求內(nèi)容，考試題目由培訓(xùn)講師擬定，滿分均為100分。臨床技能考核主要包括詢問病史、神經(jīng)系統(tǒng)查體、病例書寫、外科常規(guī)操作及神經(jīng)外科手術(shù)模擬等技能。同時對兩組學(xué)員發(fā)放調(diào)查問卷，按照Likert 5分量表計分。非常滿意計5分，滿意計4分，不確定計3分，不滿意計2分，極不滿意計1分。

1.4 統(tǒng)計方法

圖1 部分3D打印教學(xué)模具照片

2 結(jié)果

2.1 理論考試和臨床技能考核分?jǐn)?shù)比較

3D打印模型輔助CBL教學(xué)組學(xué)生在理論考核及臨床實踐技能考核中的成績均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，兩組比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，詳見表1。

表1 兩組學(xué)生出科理論考試與臨床技能考試成績比較分)

注：*與對照組相比P<0.05

2.2 教學(xué)滿意度調(diào)查

共發(fā)放82份調(diào)查問卷，回收82份調(diào)查問卷，回收率為100%。經(jīng)統(tǒng)計分析，3D打印模型輔助CBL教學(xué)組在空間想象力自我評判、加深對神經(jīng)解剖理解、增加臨床學(xué)習(xí)興趣等三個方面的滿意度均顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)組(P<0.05)，詳見表2。

表2 兩組學(xué)生出科時滿意度調(diào)查比較分)

注：*與對照組相比P<0.05

3 討論

本研究將3D打印技術(shù)與CBL教學(xué)方法同時引入神經(jīng)外科醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中，提高了學(xué)員學(xué)習(xí)成績，改善了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣度，提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)滿意度。

3.1 3D打印模型輔助教學(xué)在神經(jīng)外科教學(xué)中的應(yīng)用

神經(jīng)外科這一古老的學(xué)科隨著影像學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，其治療范圍不斷擴大，治療手段不斷改進(jìn)，治療理念不斷創(chuàng)新，手術(shù)技術(shù)更隨之神經(jīng)內(nèi)鏡、立體定向技術(shù)、微創(chuàng)神經(jīng)外科及血管內(nèi)治療等新興治療手段的交匯發(fā)展，對于學(xué)生的神經(jīng)系統(tǒng)解剖知識及空間想象能力提出了更高的要求。顯微神經(jīng)解剖大師，Rhoton教授曾這樣說過：“我通過40余年不間斷的顯微神經(jīng)解剖研究才逐步掌握了腦這一器官的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，終身從事顯微神經(jīng)外科解剖研究是我職業(yè)生涯的最大榮幸和提高患者預(yù)后的回報；精益求精的顯微神經(jīng)外科研究是通過神經(jīng)外科手術(shù)技藝的力量和源泉[2]?，F(xiàn)代神經(jīng)外科已進(jìn)入顯微神經(jīng)外科時代，如何讓神經(jīng)外科規(guī)培醫(yī)師快速全面系統(tǒng)地掌握神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)空間毗鄰關(guān)系及病變結(jié)構(gòu)解剖基礎(chǔ)是神經(jīng)外科規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)中的核心問題。

從手術(shù)入路的角度來說，Kawase入路通過充分磨除巖骨尖，暴露三叉神經(jīng)周圍間隙，以實現(xiàn)巖斜區(qū)腦膜瘤的切除和后循環(huán)動脈瘤的夾閉；顯微神經(jīng)外科之父Yarsargil所創(chuàng)造的經(jīng)典翼點入路的關(guān)鍵手術(shù)步驟就是蝶骨嵴的磨除，以減少其對側(cè)裂結(jié)構(gòu)的遮擋；另外，Dolenc入路通過磨除部分顱底骨質(zhì)來實現(xiàn)顱底硬腦膜的減壓及重要結(jié)構(gòu)的暴露。由此可見，在各個經(jīng)典入路中處理顱底骨質(zhì)結(jié)構(gòu)非常重要，而顱底存在海綿竇、各重要動靜脈及各大顱神經(jīng)等重要解剖結(jié)構(gòu)，處理稍有不慎可能造成嚴(yán)重后果。通過現(xiàn)代影像學(xué)技術(shù)的支持，可以三維重建顱底與周圍解剖結(jié)構(gòu)的空間模型，進(jìn)而利用3D打印技術(shù)實現(xiàn)解剖圖像實物化[3]。據(jù)報道，讓規(guī)培醫(yī)師有機會通過拆解與組裝三維模型，實現(xiàn)從外到內(nèi)，從前到后，從上到下地逐步暴露相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)的三維空間關(guān)系，可以讓學(xué)員更有參與感，更好地驗證及鞏固顯微神經(jīng)解剖知識[4]。

3.2 CBL教學(xué)方式在神經(jīng)外科教學(xué)中的優(yōu)勢

隨著以學(xué)生為中心的教學(xué)理念與臨床教學(xué)實踐相互融合發(fā)展，形成了目前適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的全新教學(xué)模式-病例導(dǎo)向教學(xué)法(CBL)[5]?！安±鳛橄葘?dǎo)，問題作為基礎(chǔ)，學(xué)生作為主題，教授作為導(dǎo)向”作為CBL教學(xué)模式的原則，目的在于最大限度地激發(fā)學(xué)生對于臨床理論與技能的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主觀能動性，促進(jìn)其自主思考以形成臨床思維能力[6]。CBL教學(xué)法不僅改變了被動灌輸知識的教學(xué)模式，也有效地調(diào)動了規(guī)培醫(yī)師自主學(xué)習(xí)的積極性，提高了對于臨床知識點的認(rèn)識和利用能力[7]。

在CBL教學(xué)過程中，教師根據(jù)住院醫(yī)師教學(xué)大綱選取典型病例，促使學(xué)員將書本理論與臨床實踐結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)習(xí)采集、分析、歸納、判斷復(fù)雜病情的能力。臨床帶教教師通過借助影像學(xué)檢查結(jié)果，向?qū)W生講解手術(shù)方案，使學(xué)習(xí)過程變得更加直觀，加深學(xué)生對病變解剖結(jié)構(gòu)的理解[8]。本研究中，教員在教學(xué)中堅持以臨床病例為切入點，圍繞典型病例安排教學(xué)內(nèi)容，靈活掌握教學(xué)進(jìn)度，以規(guī)培醫(yī)師為主體，組建病例臨時討論組，發(fā)揮學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)其主動查閱文獻(xiàn)資料，展開討論，讓規(guī)培醫(yī)師“知其然”，更“知其所以然”。

3.3 CBL教學(xué)方法為3D打印模型輔助教學(xué)擴展了更多的可能性

如果3D打印技術(shù)只單純應(yīng)用于神經(jīng)解剖教學(xué)，則無法讓學(xué)員了解與掌握病理情況下的解剖結(jié)構(gòu)移位、毗鄰病變關(guān)系及手術(shù)入路真實情況[9]。而CBL這一教學(xué)手段，具有很強的兼容性，結(jié)合3D打印模型對于提高學(xué)生臨床認(rèn)識具有良好效果[10]。在教學(xué)中，教師根據(jù)神經(jīng)外科規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)大綱要求，遴選典型病例，利用影像學(xué)圖像3D重建模型，充分展示病理條件下神經(jīng)解剖變異特點。針對教學(xué)大綱的每一病種，都挑選典型病例建立3D打印模型，供學(xué)員觀摩，以此為切入點，引導(dǎo)學(xué)員對知識點全面的理論學(xué)習(xí)掌握。

以Chiari畸形為例，患者常伴隨寰樞椎脫位、顱底凹陷及脊髓空洞，而顱頸交界區(qū)骨性結(jié)構(gòu)解剖復(fù)雜，學(xué)員難以通過觸摸體表標(biāo)志或影像學(xué)二維圖像直觀理解，手術(shù)中只能暴露部分解剖結(jié)構(gòu)，無法與教科書中正常的顱頸交界解剖圖像相對應(yīng)。通過重建典型Chiari畸形患者顱底、頸椎與血管的3D打印模型(圖1 C與D)，讓學(xué)員多角度觀察顱底與寰樞椎關(guān)節(jié)的關(guān)系、椎動脈在其間走行方向與位置、扁平顱底形態(tài)，真正建立空間想象結(jié)構(gòu)。而觀摩相關(guān)手術(shù)過程或錄像更有利于學(xué)員全面理解Chiari畸形病變機理及手術(shù)方式及處理原則。

隨著高清影像學(xué)技術(shù)、3D打印技術(shù)、計算機輔助外科理念在神經(jīng)外科顯微解剖教學(xué)中逐步應(yīng)用，增加了神經(jīng)外科規(guī)培醫(yī)師對于神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)與各種手術(shù)入路的直觀理解與認(rèn)識，提高了其空間想象能力。尤其是結(jié)合CBL個體化教學(xué)模式，建立基于病人個體化教學(xué)模式，極大提高了規(guī)培醫(yī)師的學(xué)習(xí)興趣及滿意度，有利于其臨床技能培養(yǎng)。