骨科学与影像医学、生物力学联合教学提高临床教学质量的实践

王向阳，池永龙，徐华梓

(温州医科大学附属第二医院，浙江 温州 325027)

·教学研究与管理·

骨科学与影像医学、生物力学联合教学提高临床教学质量的实践

王向阳，池永龙，徐华梓

(温州医科大学附属第二医院，浙江 温州 325027)

如何提高骨科学教学效果一直是外科学教学的难点。影像医学对于骨科疾病的诊断、分型和分期起着重要的作用；生物力学知识对于骨科疾病的发病机制解释、治疗选择和疾病转归有密切关系。将影像医学和生物力学理论知识融合到骨科的临床教学中，能更好地培养学生分析问题和解决问题的能力，从而提高临床教学质量。本文就影像医学和生物力学知识在骨科学教学中的应用效果及其相关问题进行探讨。

影像医学；生物力学；骨科学；教学方法

Abstract: As a part of the surgery, how to teaching the orthopaedic medicine for students is still a problem. Medical imaging has played the key role in diagnosing, classification and staging of the orthopaedic diseases, and biomechanics helped us in explaining the mechanism and outcome of the orthopaedic diseases and finding a more reasonable treatment for them. Therefore, teaching methods that combines basic orthopaedic, medical imaging and biomechanics will be more effective, and improve students’ ability of analyzing and resolving the clinical problems. This paper provides an analysis of teaching basic medical imaging and biomechanics for medical students, and we hope it helps students understand orthopaedic diseases more easily in their clinic practice.

Keywords：medical imaging; biomechanics; orthopaedics；teaching methods

随着现代科技的不断发展, 影像医学在骨科临床诊断和治疗方面发挥着越来越重要的作用，同时骨骼系统生物力学研究作为医学生物力学领域的重要内容, 其理论在骨科临床中的作用已被越来越多的医生所认识。骨科学内容多、学时少和专业性较强往往是外科学临床教学中最棘手的部分，实习生普遍反映实习收获知识少。为此，我院骨科尝试将影像医学和生物力学知识融入到骨科的教学中，获得了更好的教学效果，报告如下。

1 影像医学、生物力学与骨科学的联系

现代科技的发展使影像医学技术在骨科疾患的诊断和治疗起着越来越重要作用, 骨科疾病的发生和演变能在影像医学上得到体现，医生能根据影像学表现对疾病进行分型和分期，从而指导治疗。生物力学是生物医学工程学的一个重要分支，在医学临床实践中，往往需要生物力学的理论来解释人体的生理和病理现象[1]。骨科是医学生外科临床教学的基础和重点之一，医学影像学和生物力学与骨科学有着密切的联系。任何一种骨科退行性疾患或创伤的诊断、治疗及术后效果的评估均需要影像学和生物力学知识。

2 目前骨科学临床教学中存在的问题

骨科学的教学重点是如何教学生阅读分析患者的影像学资料，因此骨科学临床教学与影像学密切相关，但由于学生往往缺乏影像学细节知识，如没有明晰X线、CT与MRI的检查方法及其成像原理，未能根据其原理选用合适的检查方法, 无法对皮肤、皮下组织、血管、神经及骨骼等组织在影像学上进行辨别和分析，因此学生不能很好理解骨科疾患的影像学表现；另外，骨科学教学离不开简单实用的力学分析。在影像表现的基础上，采用生物力学知识才能更好地了解疾病发生的机制及其治疗措施选择的合理性。在骨科临床教学中，带教老师往往忽视了力学理论联系实际病例的分析，使得学生对教学内容的理解不深刻，且分析问题的能力也得不到锻炼；再则，骨科生物力学属于医学和工程学交叉的学科，目前国内还没有专门针对医学生的生物力学教材，而仅有的国内生物力学教材内容比较陈旧，且较多的工程概念和数学公式，与临床联系不密切，学生理解难度很大。再有，临床医生均毕业于医学院校，对纯生物力学理论缺乏了解，可以说生物力学知识对于学生来说是盲区。因此要提高骨科学的临床教学质量，必须在教学过程中融入基本的影像医学知识和生物力学知识。

3 将影像医学和生物力学知识融入骨科学的教学设计

3.1 归纳和讲解医学影像和生物力学知识

骨科医生与影像科医生联合教学。骨科医生选用规定的合适病例进行知识点归纳，并进行临床讲解。影像科医生向学生讲授各种检查方法，包括核医学、X线、CT和MRI成像技术的原理，及如何做到恰当地选择各种检查方法并归纳编写骨科影像学知识点教材。骨科生物力学课程由具备生物力学知识的骨科医生或医学院工科老师编写骨科生物力学知识点并授课[2]。工科老师需要了解临床要解决哪些问题，而临床医生也要了解一些基础的力学原理及其临床应用[3]。骨科生物力学研究一直是笔者所在科室的研究方向，因此带教老师已具备良好的基础生物力学知识。我们针对学生的知识水平和需求，编写知识点教材，使所编写的力学理论能满足临床需要。通过基础影像医学和生物力学知识点的归纳、编写和讲解，并融入到骨科学教学中，才能发挥最大力量，提高临床教学质量。

3.2 采用多种教学手段

在临床教学中根据学生的知识水平讲解医学影像和生物力学理论知识，采用网络课程、多媒体课件等教学手段，用文字、声音、图像、动画等教学载体进行教学[4-5]，使学生更容易理解和掌握大纲要求的内容。例如CT和MRI是腰椎间盘突出诊断的重要影像手段，通过多媒体演示CT的骨窗和软组织窗的影像表现和相关知识，让学生明白观察椎间盘突出的最佳影像条件应是软组织窗。另外通过对比学习核磁共振T1和T2像椎间盘、椎体、脊髓和脑脊液等各种组织的信号特点，理解椎间盘突出信号的组织病理学基础。通过连续演示腰椎各节段椎间盘水平的CT和MRI图像，配合三维解剖虚拟图像，理解腰椎间盘突出和周围神经根的关系。在四肢骨折后骨折端移位方向，对于学生来说理解有一定难度。所以在讲解骨折移位特点时应用多媒体手段，采用Flash技术，模拟远、近骨折端在肌肉和重力方向上的移位特点，从而取得较好的教学效果。另外，为了让学生了解骨折内固定术后骨折不愈合的机制，可通过多媒体模拟内固定前、后长骨血液供应情况，即长骨血液供应范围，并模拟骨折在钢板螺钉固定下载荷分布情况，了解载荷在钢板和固定节段的分布，从而明白骨折端的应力减少，即应力遮挡是导致骨折不愈合的另外一个重要的原因。

3.3 密切结合临床病例

医学生掌握影像医学和生物力学基本知识和原理, 对临床实践会有很大帮助。我们在讲授时尽可能结合临床碰到的病例，联合医学影像学理论和生物力学理论进行讲解，帮助学生发现问题、分析问题和解决问题。阅读颈椎损伤患者的MRI时，不能仅仅满足于有无颈髓损伤的结论，还应仔细引导学生观察脊髓以外组织的影像学表现，如颈椎椎前间隙形态和信号变化、椎间盘信号变化等情况，结合当时的受伤情况，推测患者可能的受伤和移位的力学机制，并评估损伤后颈椎的力学稳定性来指导治疗。再如，在临床碰到骨折不愈合时，要讲授骨折不愈合的典型影像学表现，并进行分型，同时讲明两种骨折不愈合类型的影像学特点。更重要的是要阐明骨折不愈合的生物力学机制，指出骨折内固定的不牢靠引起骨折端的过度活动导致假关节形成。同时指出，过于坚强的内固定会因应力遮挡引起骨折端缺乏应力刺激而导致不愈合。当我们在临床中碰到内固定松动或断裂的病例时，尽可能联合影像学和生物力学理论来分析内固定固定失败的原因。比如脊柱内固定行椎弓根螺钉固定后发生椎弓根螺钉松动脱出，脊柱矫正角度丢失。分析影像学特点，发现螺钉周边有骨质吸收，出现透亮区，表明螺钉已松动，让学生明白影像学表现可以间接推测螺钉松动，进一步分析其力学原因，内固定松动可能和骨质量与螺钉受力不合理有关。通过病例分析，采用影像医学和生物力学教学，联合互动提问教学方法，可大大提高学生的分析和解决问题能力。

4 实施方案

根据学生问卷调查和反馈意见形成与本科生骨科实习相关的影像学和生物力学知识点手册。学生在骨科实习时间为3周，随机分为2组，一组为实验组，另一组为对照组，每组为20人。带教老师为晋升职称3年以上的主治医师。实验组采用骨科学联合影像医学和生物力学进行教学，专门进行每周2次的影像学和生物力学知识点讲解。以脊柱损伤一节为例，学生进入脊柱外科实习之前，请影像科医生进行1小时上课，讲解正常脊柱区域的影像解剖及各种组织的X线、CT和MRI显像特点，然后讲解脊柱骨折和脊髓损伤的影像学表现。另外请具备生物力学知识的骨科带教老师讲解正常和损伤脊柱的生物力学知识，包括脊柱椎体、韧带、椎间盘和小关节突的生物力学性质，脊柱三维稳定性概念，脊柱失稳概念等，使学生对损伤后脊柱的生物力学变化有所认识。然后结合临床病例，将上述知识融合其中，采用提问等互动方式进行教学。对照组采用传统的骨科学教学方法，未专门进行专门影像学和生物力学知识点进行讲解。实习期结束进行出科考试，分别对2组学生进行知识点考核和问卷调查。调查表由教学态度、教学水平、教学方法、教学内容、教学效果和总体满意度6个项目组成，每个项目分为非常满意、满意、一般、欠满意和不满意5个评定等级。每组满意度为该组非常满意和满意人数占该组总人数的比例。

5 实施效果及分析

考核结果显示实验组成绩为87.0±5.7分，传统教学组为82.3±7.0分，2组差异有统计学意义(t=2.3284，P=0.0253)，表明联合教学组学生取得更好成绩。问卷结果见表1，对照组调查表中6个项目的满意度从65.0%到85.0%，而实验组每个项目满意度均在85.0%及以上，对照组总体满意度为75.0%，而实验组问卷调查总体满意度为95.0%，高于对照组(χ2=3.137，P>0.05)，但接近P=0.05时的卡方值(χ2=3.84)，可能与样本量较小有关。

表1 2组满意度的比较[人数(%)]

6 本研究的局限性及改进措施

实验组和组对照组实施效果的比较，反映了联合教学能显著提高教学质量，但本研究样本量相对少，主观性较强，还需要今后大宗例数对照研究。另外还需将影像医学和生物力学的知识点进行梳理，做到重点突出、通俗易懂；带教老师需要进行知识更新和规范培训，选择典型的临床病例进行联合教学，满足教学需求。

[1]戴力扬, 王向阳. 骨科生物力学. 见：胡蕴玉 主编. 现代骨科基础与临床[M]. 北京, 人民卫生出版社, 2006:34.

[2]王向阳, 徐华梓, 池永龙. 研究生骨科生物力学课程的建设[J]. 浙江医学教育, 2009, 7(2):11-12.

[3]郑诚功. 骨科生物力学的进展[J]. 中华创伤骨科杂志, 2005, 7(10):901-902.

[4]Wearne S, Greenhill J, Berryman C, et al. An online course in clinical education - experiences of Australian clinicians[J]. Aust Fam Physician, 2011, 40(12):1000-1003.

[5]朱剑华. 影像学资料在骨科教学中的应用[J]. 中国高等医学教育, 2011, (6):61-62.

Theteachingpracticeofcombinationofosteology,medicalimagingandbiomechanicsintoimprovethequalityofclinicaleducation

WANGXiangyang,CHIYonglong,XUHuazi
(The Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Zhejiang 325027, China)

G642.0

B

1672-0024(2014)01-0007-03

王向阳(1973-)，男，浙江乐清人，博士，主任医师。研究方向：脊柱外科

温州医科大学教学改革课题(编号：YB2012014)