3D打印在肿瘤外科临床教学中的应用探讨

赵珍珍 杨超

3D打印是一种快速成型技术，它借助计算机辅助设计技术与计算机断层扫描等手段，通过采用可塑性材料制再造出物品原型，把二维图像变成三维立体实物。

现代医学正向精准化，个体化治疗发展，肿瘤学发展日新月异。肿瘤外科对疾病的发病机制，临床表现，诊断，分期分危及病理解剖有较高要求。对于刚入临床的医学生来说，有一定的困难。为了提高医学生分析问题，解决问题的能力，提高在该学科的学习积极性[1]，我们在临床教学中引入3D打印技术。而且3D打印技术在肿瘤外科临床教学中具有以下优势：可以实现任意实际肿瘤模型的个体化制作，通过3D打印技术，将人体内部概况引入显示可视化，可触摸化世界对教学活动总的二维图像进行现实化展示，使学生可以基于该模型获得更多的认知体验，培育临床思维。3D打印为学生创新思维的实现也提供了便利的实现条件。病灶一目了然，学生们也心中有数，为进一步讲解手术适应证，禁忌证，手术风险，下一步治疗方案等提供了直观的模型。更方便医学生学习医患沟通，更透明详细的与患者家属解释病情，保障双方畅通沟通[2]。

本研究将3D打印及其辅助技术应用于儿童肿瘤外科临床教学中，并与传统教学方法比较，探讨其对临床教学的影响。

1 对象与方法

1.1 对象

选取2017年3—6月在重庆医科大学附属儿童医院儿童实体肿瘤外科见习的2013级七年制儿科专业学生共60名作为研究对象。均为第一次进入儿童肿瘤外科临床科室见习，见习期为4个月。采用随机分为试验组和对照组。每组各30名。试验组男16名，女14名，平均年龄（22.00±0.63）岁，对照组，男15名，女15名，平均年龄（22.09±0.70）岁。两组实习学生的性别，年龄差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 研究方法

两组在见习期间，选取一位本专业硕士学位主治医师，对两组学生进行临床带教。每周理论课程一次，共两个课时，每周临床见习一次，共两个课时，共4个月。每周两个组均使用相同的教材，教学大纲及同样的临床病例资料。试验组结合病例资料、CT影像学资料及建立的3D模型（图1）。熟悉肿瘤解剖部位，与周围脏器血管关系，对诊断进行初步分析，并探讨手术治疗方案，评估手术风险。并结合病例资料对疾病诊断，鉴别诊断，治疗方法，最新治疗动态进行讲述。对照组则采用口述病例资料及影像学资料为主的传统临床带教方式进行临床教学。

1.3 效果评价与分析

见习结束后，学生对自己及老师进行自我评分，同时采用专业理论考试对学生进行测评。综合两者结果评价分析。自我评价包括：对专业的兴趣，专业理论基础的理解掌握能力，医患沟通能力，教师授课辅助方式，教师授课表达，共5方面。每项10分，由学生自行进行评分。专业理论考试由学院题库抽出题目，分数满分为60分，其中包括专业理论知识和典型病例分析，由授课老师进行闭卷更改。

图1 同一患者腹膜后肿瘤CT及3D打印成像图

1.4 统计学方法

采用SPSS22.0统计软件进行数据统计分析，计量资料采用（±s）进行描述，组间比较采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 试验组和对照组学生的自我评分比较

采用CT影像资料和3D打印模型结合病例资料教学的试验组在对专业的兴趣的自我评分为（8.73±0.47）分，在医患沟通能力的自我评分为（9.00±0.63）分，在教师授课辅助方式的自我评分为（9.00±0.63）分。该三项均高于对照组，两组差异有统计学意义（P＜0.05）。而在理论基础理解掌握能力和教师授课表达这两项，两组评分差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 试验组和对照组专业理论考试成绩

试验组学生的专业理论考试成绩为（52.91±1.97）分，对照组学生的专业理论考试成绩为（52.09±1.58）分。两组差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

3 结论

现代医学教育已采用多种教学方式，结合各种计算机辅助手段的教学道具。3D打印已在骨科[3]、口腔颌面外科[4]、心血管[5]等学科中迅速发展。在此基础上，文中试验组采用3D打印技术将患者的临床资料及影像学资料有机结合起来。对医学生采用主动性的教学模式，充分调动其积极性。让学生直接有效的学习临床阅片及疾病的诊治。在原有教学基础上采用3D打印模型教学可以增加学生的学习积极性及促进医患沟通。

传统的肿瘤外科临床教学模式，采用带领学生查房对患者进行查体，并带领学生讲解超声及CT片或磁共振片，虽然有图片且CT有血管重建，但对临床实习学生来说，仍感抽象和枯燥，无直观感性的认识。3D打印技术的出现，使得患者临床资料，影像学资料和3D打印的实体模型有机地结合起来，并采用开放式、讨论式的教学方法，充分调动学生的学习热情，更准确有效的教会学生进行病例分析、手术预判[6-7]。

表1 两组自我评分比较（分）

表2 两组专业理论考试成绩

3D打印技术可将肿瘤病变部位及周围组织血管等打印出来得到实体物质，得到的三维模型可以任意地旋转，学生可以从任意角度观察模型。结合患者的临床表现，症状体征及影像学资料，可以更深入的理解病例，并可以行术前手术预判断。更方便与患儿家属进行术前谈话及沟通，协助患儿家属进一步理解手术方式、手术风险及手术并发症[8-9]。并可协助医师术前设计手术切口入路，了解和掌握术中可能遇到的问题，比如手术中需要保护的重要脏器血管，预先拟定解决方案。可以反复推断手术设计中存在的缺陷以及不完善之处，进一步制定更完善的手术方案；有助于减少手术并发症、节省手术时间[10]。针对需要行放疗的患儿，可为设计放疗部位、范围提供模型依据[11-12]。3D打印技术不仅可用于外科手术，也可以运用于肿瘤科临床判断肿瘤治疗疗效[13]。

3D系统可辅助医生、教师和学生更直观、交互地观察目标，运用可视化技术为疾病分析提供工具，可以提高疾病的诊断治疗、学术交流和教学的准确性和科学性。