鼻窦气房3D打印模型在鼻腔解剖教学中的应用

杜昱聪 刘环海 廖建春 彭 浒

(海军军医大学附属长征医院 上海 200003)

在鼻科教学中，复杂解剖结构及生理学知识是使实习医生产生巨大的挫败感的主要原因。由于鼻腔内部立体空间结构极其复杂，具有“腔小孔多”的特点。鼻科解剖除了包括上鼻甲、中鼻甲、下鼻甲、钩突等以骨组织为基础的实体解剖标志外，还包括了上颌窦、额窦、筛窦、蝶窦等附属结构，满布着大大小小的气房。气房往往是临床教学中容易忽略的部分。以往的教学采用图片、影像学资料结合鼻腔模型讲解的模式，对于实体解剖结构能够较好的展示，但是对于三维空间以及其中气流的运动、分泌物的流动是无法形象展示的，而这些又是实习医生教学中的难点。为解决上述问题，我们运用鼻腔CT薄层扫描影像资料，重建出鼻腔内部气流通道包括总鼻道、上鼻道、中鼻道、下鼻道和鼻腔鼻窦等的气房，进行3D打印，结合传统教学方法进行讲解，取得了良好的教学效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取在我科实习的临床医学专业学员40名，均无耳鼻喉科临床经验。根据随机数表分成实验组和对照组，均为20名。两组学员的年龄、性别等的差别无统计学意义（P>0.05）。

1.2 教学方法

对照组采用传统的图片、影像学资料结合鼻实体模型讲解的教学方法，实验组在对照组的基础上结合鼻窦气房3D打印解剖模型进行教学。本次研究中的代教老师为我科教学经验丰富的两名教员，教学内容固定，两组学员授课时间相同。

3D打印模型：选择我院鼻窦CT薄层扫描的影像数据，扫描层厚0.625mm。通过Mimics21.0软件，选择合适阈值进行自动阈值分割，并手动调整鼻窦引流口和气房间隔等容易被自动阈值分割忽略的解剖位置，选定鼻腔鼻窦区域，进行三维重建，获得鼻腔鼻窦内部空间的三维结构模型，并导出进行模型的3D打印。打印精度为0.1mm。教学中，结合鼻腔鼻窦的空间三维模型进行解剖与生理知识讲解。见图1。

图1：鼻气房三维重建模型。a:应用mimics软件对副鼻窦CT进行鼻窦气房的三维重建；b和c：3D打印实体模型。

1.3 评价指标

教学结束后：（1）学员采用视觉模拟评分法(Visual Analogue Score，VAS)来评价对鼻科知识的认知度和困扰度，得分为1-10分，得分越高则认知度越高，得分越高困扰度越高；（2）对实习医生进行考试，以笔试形式进行，内容为鼻解剖和生理知识，总分10分。

1.4 统计学分析

本研究数据均采用SPSS20.0对数据进行统计学分析，计量资料以（±s）表示，两两比较采用t检验，当P<0.05时差异具有统计学意义。

2 结果

教学结束后，实验组的认知度和考试得分明显高于对照组，困扰度明显低于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.05），见表1。

表1：两组学生的认知度及困扰度的比较

3 讨论

耳鼻咽喉头颈外科的解剖学有“腔小洞多”的特点，鼻科是其中特点突出的一门亚学科。鼻科解剖一般包括了上、中、下鼻甲、钩突、各个副鼻窦、鼻泪管的开口等解剖标志。而各个解剖位点和标志又组成了例如鼻道窦口复合体或筛漏斗这样的三维空间结构，十分抽象，难以理解，但这些都是教学难点和临床解剖的重中之重。除此之外，鼻腔鼻窦空间结构紧密且复杂，不同个体鼻窦发育程度差异大。一般医学生在我科的实习时间较短，而实习生很难有机会在鼻标本上进行解剖践习，想要在有限的时间内达到理想的教学效果，挑战性极大。

传统教学中课本图示和文字描述往往只能给予学习者模糊的概念。虽然鼻内镜手术（endoscopic surgery，ESS）影像资料配合多媒体教学已经能够很大程度上带给学生“身临其境”的感觉，但是难以多角度展示三维空间中的解剖结构。近年来，国内陈晓栋等人将三维重建CT阅片法应用于临床带教中，发现这种教学方法使实习医生更容易构建影像学与实体解剖的联系。但是因为不同患者鼻腔及鼻窦解剖差异极大，用影像学阅片学习结合成品模型来进行学习，肯定存在一定的不匹配，实习医生对此难以理解。与此同时，国外有文章认为经典解剖、医学成像和3d打印技术的结合是解剖教学适应外科发展的趋势。国内查洋等人根据副鼻窦CT进行计算机重建并3D打印，将模型对应的影像学资料应用于耳鼻喉教学之中，发现：这种计算机辅助的3D打印模型确实可以简化阅片学习的过程。但是，由鼻腔、鼻窦存在各骨性组织及附着的粘膜围成的气房，各气房、鼻道之间实际可以相互连通，在呼吸、打喷嚏等过程中分泌物或气体在其中是不断流动，气体的流动对鼻腔通常度以及嗅觉有着很大的影响。因此，为了更好的理解鼻的功能及解剖，我们根据薄层CT对鼻腔和鼻窦气房进行三维重建和3D打印应用于临床教学中，我们和传统的教学方式进行比较，发现：鼻窦气房3D打印解剖模型结合传统的教学方式能够明显加强实习医生对鼻科知识的认知水平、减少困惑、提高考核成绩（P<0.05）。可以看出这种教学方法具有明显的优势：显示出既往模型均无法显示的鼻腔内各个气房，以及他们之间相互关系，这对于理解气体流通、嗅觉的产生、鼻窦开放手术的范围及意义等知识均具有明显的提升作用。

综上所述，鼻窦气房3D打印模型在鼻腔解剖教学中能弥补以往教学中的一些缺点，取得更理想的教学效果，值得推广。