3D打印在口腔颌面外科骨性疾病教学中的应用

口腔颌面外科骨性疾病主要包括颌面诸骨（上颌骨、下颌骨、颧骨等）及颞下颌关节等骨性疾病，主要通过外科治疗。口腔颌面骨性结构复杂，并且与周围组织器官关系紧密，血管神经丰富，手术过程复杂，并且在治疗过程中，与普通外科、整形科、口腔修复等学科关系密切[1-3]。因此，对于口腔颌面外科疾病的教学非常困难，学生难以理解[4]。传统的教学方式包括平面教学、视频教学及实验室解剖，难以满足学生的理解需要，为教学增加了难度，不利于学生对于知识的理解和引用[5-6]。3D打印技术目前已经广泛的应用在了教学的各个方面，并且取得了很高的评价[7-8]。本文将3D打印（3D three dimensional printing，3D printing）的高精度病理模型，与病例资料，照片，三维影像等相结合，整合成为数字化病历数据库，应用在口腔颌面外科疾病的教学中，现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年1月—2019年1月本院进行口腔颌面外科学习的医学生57人作为研究对象。所有医学生均符合：（1）身体健康，均完成相关科目理论的学习。（2）第一次进入口腔颌面外科实习。排除：中途因各种原因退出。将所有学生随机分为实验组和对照组。实验组28人，采用3D打印的数字化病例数据库进行教学；对照组29人，采用传统的平面、视频及解剖尸体教学。实验组中，男14人（50.00%），女14人（50.00%）；平均年龄为（21.2±1.2）岁；相关理论课程成绩为（95.3±2.5）分。对照组中，男13人（44.83%），女16人（55.17%）；平均年龄为（20.9±1.1）岁；相关理论课程成绩为（94.8±2.3）分。两组学生男女比例、年龄、相关理论课学习成绩比较，差异不具有统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

两组学生均由同一教研组老师授课，统一备课及3D打印模型的学习。对照组传统的平面教学、视频教学及解剖教学，实验组3D打印的数字化病例数据库教学[9-10]：（1）选取颌面外科骨性疾病等典型病例，运用3D扫描将复杂的面部骨胳结构及牙形态进行扫描并存储。（2）运用CT将三维头颅模型重建，与3D扫描结果结合，形成高精度数字化模型。（3）运用3D打印机将所有模型进行打印。（4）将患者文字病历资料，照片，视频等与模型相结合，形成数字化病历数据库。学生根据数字化数据库进行模拟手术，骨胳缺损修补等操作。

1.3 观察指标

（1）笔试成绩：根据所学内容，考核学生口腔颌面部骨性疾病的病史采集，解剖学知识，各类手术适应症，采用100分制。（2）操作考试：根据3D打印的病例模型，学生给出诊断，并进行基础手术操作，采用25分制。（3）针对学生的主观评价进行评估，评分越高，对教学模式评价越高。主要包括：满意度、兴趣度、对理论是否有帮组、手术认知、学习信心等。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0进行统计学分析，两组学生男女比例采用（%）表示，采用χ2检验，年龄、理论成绩、笔试成绩、操作成绩及主观评价采用（均数±标准差）表示，采用t检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组学生笔试及操作成绩

实验组学生的笔试成绩为（78.83±3.74）分，对照组学生的笔试成绩为（70.26±3.71）分，两组比较，差异具有统计学意义（P＜0.05）。实验组学生的操作成绩为（20.83±1.74）分，对照组学生的操作成绩为（13.73±1.24）分，两组比较，差异具有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 两组对教学方法主观评价评分

实验组满意度评分、兴趣度评分、理论学习帮助评分、手术认知评分及学习信心评分均高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组对教学方法主观评价（分，±s）

表1 两组对教学方法主观评价（分，±s）

images/BZ_19_213_418_2303_477.png实验组 28 4.60±0.52 4.61±0.53 4.66±0.50 4.48±0.52 4.60±0.52对照组 29 3.30±0.60 3.42±0.63 3.30±0.70 3.61±0.72 3.75±0.78 t值 - 3.892 4.138 4.706 3.483 3.072 P值 - 0.000 0.000 0.000 0.001 0.003

3 讨论

颌面部外科疾病解剖结构复杂，涉及知识点众多，内容抽象，学生难以理解记忆。传统的教学模式，包括解剖教学，由于标本量少，并且涉及伦理问题，学生难以长时间近距离的接触观察，教学效果难以保证[11]。颌面外科传统的教学模式以教师为主体，以人体解剖图谱结合教师讲授辅以解剖尸体完成学习，尸体来源稀缺，定型过程中细微结构模糊不清、存在解剖结构变异等情况，学生学习的积极性和主动差，思考和解决问题的能力弱，临床思维建立缓慢，不能适应现代社会对口腔医生的要求[12]。

3D打印技术起始于上世纪，主要原理是通过扫描电脑中的模型，并将其按照某一坐标轴切割成一定厚度的剖面，通过3D打印机，将每个剖面进行连接，最总得到实体，简单表述就是逐层打印，整体叠加[13]。3D打印机打印材料相对常见，比如金属、塑料及陶瓷等均可以，生产成本较低，适合大量应用。目前的3D打印技术已经可以达到0.01 mm的单层厚度，可以较为清楚的表现出病例组织的结构，学生可以直观的看到并学习[14]。有研究者认为，通过3D打印可完美复制特性，可复制口腔外科骨性疾病模型，用于模拟手术操作，缩短青年医师的训练时间，使年轻医生可迅速成长[15]。杨长伟等[16]利用对500名学生分别进行3D技术打印教学和传统实验教学，结果显示，3D打印技术教学组学生学习兴趣和整体教学评价均优于传统实验教学。李忠海等[17]认为将3D打印技术打印模型与传统教学模式融为一体，实验教学和理论教学相辅相成，可让学生在学习中占据主导地位，充分发挥学生的主导性，且允许学生在3D打印的疾病模型上模拟手术操作，增加学生的动手能力。

3D打印的数字化病例数据库在口腔颌面外科教学中，优点突出，主要表现在以下几个方面[18-21]：（1）3D打印的数字化病例数据库来自真实病例的真实数据，学生学习时可建立空间感，全方面观看病变的隐蔽的解剖形态，可克服正常病理解剖标本难以获得的缺点和可能面临的伦理道德问题；（2）教学时间缩短，病例直观形象。颌面部外科结构复杂，学生难以段时间内理解掌握，通过3D打印的数据模型，学生可以直观地了解病例，并通过数据库中的相关资料对比，对病例有了更深入和直观的了解，提高了教学质量，同时，也减少了传统的解剖教学的成本；（3）3D打印教学条件容易满足，需要3D打印机和相关软件后即可。

本文研究显示，实验组笔记成绩及操作成绩均高于对照组，实验组对教学模式的主观评价评分高于对照组，实验组学生更好地理解了理论知识，并且应用到操作中，对教学模式更加认可。

综上所述，通过将3D打印的数字化病例数据库应用在口腔颌面外科骨性疾病教学中，提高了学生对理论知识的理解程度，实践操作更加熟悉，对教学模式更加认可，值得在教学中应用。