APP软件结合3D打印技术教学模式在骨科住院医师规范化培训中的应用

王照东，张向君，官建中，朱仲廉，刘亚军，徐陈

规培是医学毕业生提高临床技能的重要阶段[1]。骨外科学是一门亚专业较多且实践性极强的临床专科，如何在短暂的临床规培期内提高住培医师对骨科常见疾病及术式的掌握，对教学方式提出了更高的要求。移动应用程序(Application,APP)是一种可以下载到智能手机或平板电脑上的应用程序软件[2]。近年来，移动APP在教育系统中广泛应用，有效提高了教学的实效性及互动性[3]。本资料通过将移动APP及3D(three-dimensional,3D)打印技术，与传统基于案例和问题为导向(case and problem based learning,CPBL)的教学模式[4]相结合，应用在骨科规培中，以提高骨科住培医师对专科知识的掌握及临床思维。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取蚌埠医学院第一附属医院2020年1月—2020年12月期间在骨科规培学员共46名作为研究对象。选择标准：(1)本院正式规培学员；(2)最高学历大学本科；(3)规培时长6个月；(4)具备基本外科基础素养；(5)平均年龄(23.10±0.58)岁；(6)取得学员知情同意。

1.2 研究方法 用抽签的方式将学员分为对照组和实验组，各23人。对照组使用传统的CPBL教学法；实验组使用以传统CPBL教学模式为主，增添移动APP及3D打印技术为辅的新型教学模式。

1.3 教学方法 对照组：以病例、问题为基础开展传统的CPBL法教学模式，在培训中突出理论与实践相结合的特点。以股骨颈骨折为例，首先由带教老师使用多媒体课件对学员讲授疾病的流行病学、病因、分型、解剖结构、诊断、鉴别诊断及治疗和预后。然后在术中通过实践操作向学员讲解解剖结构、手术步骤，询问学员疾病相关基础知识点，进一步加深学员对于股骨颈骨折的认识，强化学员对手术步骤的理解，并要求学员汇总病例相关知识点，装订成册，以便学习和总结。

实验组：带教老师在使用传统CPBL教学的基础上配合手机APP(3D-Body及AO Surgery Reference)及3D打印技术辅助教学。仍以股骨颈骨折为例，首先带教老师通过教学查房方式对学员进行疾病的流行病学、病因、分型、解剖结构、诊断、鉴别诊断及治疗和预后的讲解，然后结合疾病相关知识利用3D-Body APP向学员讲解疾病发生部位的解剖结构，诊断要点及鉴别诊断等。在术前利用AO Surgery Reference软件向学员展示股骨头颈血供分布、骨折分型、术前查体、手术入路、手术过程及技巧等。使用软件的分层显示功能，模拟术中操作，加深学员对解剖结构和手术入路的理解。最后通过3D打印技术打印手术模型，使学员更加直观形象地掌握手术入路及注意事项。术后设置相关问题，要求学员利用两款移动APP进行复习并通过电子图书馆查询相关文献资料，整理成笔记。

1.4 教学效果评价 通过理论、实践及问卷调查的出科测试方式来对完成6个月骨科规培学员考核。由理论成绩和实践成绩的综合分数衡量教学效果。

1.4.1 理论考试 2组带教老师以6个月学习病例为基础制作试卷。设置题型为选择题和简答题，总分设置100分，其中骨科常见疾病的基础理论占40%，典型病例分析占60%。

1.4.2 操作考试 2组带教老师以6个月操作教学为基础制作试卷。设置考察内容5项，分别为骨科患者望触动量专科查体、清创缝合术、骨折石膏夹板外固定技术、骨牵引术及常规手术操作能力(如下肢骨折消毒铺巾、术野的暴露及术中止血等操作)。总分设置100分。

1.4.3 问卷调查 采用不记名的方式，每位学员填写教学模式满意度问卷调查表。问卷由10个问题组成，每题1分，共10分。设置“非常满意”(9～10分)、“基本满意”(6～8分)和“不满意”(<6分)三个等级，最终计算规培学员教学满意度(非常满意与基本满意人数之和/总人数)。

2 结果

2.1 2组学员理论考试成绩比较 2组带教老师对理论试卷进行无记名交叉批改，分析比较学员成绩。实验组学员总分和病例分析成绩均优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；2组基础理论成绩比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 2组学员理论考试成绩比较

2.2 2组学员操作考试合格率比较 实验组学员清创缝合、石膏夹板外固定、骨牵引术操作考核合格率均高于对照组，差异具有统计学意义(P<0.05)；2组学员体检检查和常规操作考核合格率比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 2组学员操作考试合格率比较

2.3 2组学员教学满意度比较 问卷调查结果显示，实验组学员满意度为91.30%，高于对照组的65.22%，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 2组学员教学满意度比较

3 讨论

骨科是外科系统的重点，也是规培中的教学难点[5]。教学内容涉及人体躯干、四肢骨骼、肌肉、血管、神经系统等的解剖结构、位置及毗邻关系，复杂抽象。目前骨科临床教学中，教师仍多采用多媒体课件授课，但以PPT 为主的教学方式有一定局限性，学生往往难以理解[6]。由于住院医师在规范化培训过程中必须掌握大量专科知识，因此寻求有效的教学模式尤为重要。近年来，信息化技术渗透在临床教学的各个环节，尤其是大量移动医疗智能软件的开发和应用，实现了新型教学模式的演变和产生。

3D-body是一种可以在移动终端使用的APP，以人体的CT/MRI扫描数据为基础，采用3D模式实现对人体解剖部位的高精度还原[7]。该软件覆盖人体四千余个解剖结构，骨骼、血管、肌肉等清晰可见，同时配有文字、动画，有助于学员动态、多维度地观察各解剖部位间的相互位置关系[8]。本资料中，授课教师在教学活动中采用3D-body APP讲解正常骨骼解剖结构，比传统仅对照书本或多媒体图片的教学模式更直观、立体。AO Surgery Reference是基于网络的骨折治疗指南软件，内容涵盖人体各部位骨折的手术操作图片，并配有注释及相应视频[9]。研究发现，AO Surgery Reference软件有助于临床病例分类，提高各项参数的准确性[10]。在这款APP中，医生可以通过软件自带的文本信息模拟各种类型骨折的分类，例如胸腰椎骨折，可以识别骨折类型并对其形态学进行分类。将AO Surgery Reference软件应用在骨折教学中，能清晰地展示各个操作部位的重点，并实现学生的自主学习。3D打印技术是目前应用在医疗界的前沿技术之一，通过采用特殊材料，能将复杂的人体结构转化为真实的1比1三维立体模型[11]。在进行临床教学和制定手术计划前，预先通过3D打印技术打印显微解剖结构，有效解决了传统教学模式仅通过抽象的多媒体图片授课，学员难以透彻理解的问题[12]。通过3D打印技术，学员可以实际触摸骨科解剖结构的3D模型，加深学员对手术路径的理解，提高学习质量。

本资料将移动APP及3D打印技术与传统CPBL教学模式相融合，应用于骨科规培教学中，收获了较好的教学效果。结果显示，实验组学员的理论成绩总分和病例分析成绩明显高于对照组，体现出在信息化的教学模式下，骨科规培医师的病例分析能力得以显著提升，这是智能化教学的特有优势。操作考试中，实验组学员在清创缝合、石膏外固定、骨牵引术三项操作得分高于对照组。操作一直是骨科规培带教中的难点，仅通过理论授课难以达到较好的学习效果。本教学模式下，学员通过两款移动APP结合3D打印技术，可以真实地观察个性化的骨骼模型，更能直观、系统地了解技能操作过程，大大提高了学员们的临床动手能力。满意度调查显示，此教学模式的改革，也得到了学员们的认可。且移动APP应用便携，教师采用平板电脑即可授课，课后学员亦可通过安装手机APP进行预习及复习，具有一定趣味性，使用依从性高。多数学员认为此教学模式的创新有效提升了学习的积极性及主动性，支持继续推广应用。

本资料将移动APP和3D打印技术应用在骨科规范化培训教学中，将骨科知识转化直观的图片、视频及3D模型，实现了医学知识由抽象到具体的传递，解决了传统课堂灌输式、填鸭式的弊端。本教学方法有助于培养学员的三维空间思维能力，便于加深学员对局部解剖和手术入路的理解和记忆，促进学员从基础知识到临床实践快速转化和掌握，从而达到规范化培训的要求，为成为合格的骨科住培医师奠定基础。