3D打印模型在血管外科临床护理教学中的应用

廖黎黎 杨晗 刘倩 江婷婷 吴坤兰

摘  要：目的 探讨3D打印模型在血管外科临床护理教学中的教学效果。方法 对比实践法，将2019年5月到10月在我院血管外科实习的50名学生，随机分为对照组25人，实验组25人。对照组采用传统的血管外科临床护理教学模式，实验组在传统教学模式的基础上采用3D打印模型，辅助完成血管外科临床护理教学任务，比较两组学生的学习情况和考核成绩。结果 针对两组学生的考核成绩进行分析，实验组学生的考核成绩高于对照组学生;针对两组学生的临床实践能力和学习主动性进行分析，实验组均高于对照组。结论 经过两组的临床护理教学研究发现，3D打印模型可以有效提升血管外科临床护理教学的质量，提高护理实习生的实践操作水平，提升其学习兴趣和临床实战能力。3D打印技术还有助于帮助实习生形成创新思维，养成积极的学习习惯，因此可以在各种临床护理教学中进行实践和推广。

关键词：3D打印模型;血管外科;临床护理教学;应用模式

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）13-0018-04

Abstract： Objective To explore the teaching effect of 3D printing model in the teaching of Vascular Surgery Clinical Nursing. Methods 50 students who were interned in vascular surgery in our hospital from May to October 2019 were randomly divided into control group 25 and experimental group 25. The control group adopted the traditional teaching mode of Vascular Surgery Clinical Nursing， and the experimental group used 3D printing model on the basis of the traditional teaching mode to assist in the completion of the teaching task of Vascular Surgery Clinical Nursing， and compared the learning situation and assessment results of the two groups. Results the results of the two groups were analyzed， and the results of the experimental group were higher than those of the control group; the clinical practice ability and learning initiative of the two groups were analyzed， and the experimental group was higher than the control group. Conclusion through the two groups of clinical nursing teaching research， 3D printing model can effectively improve the quality of clinical nursing teaching of vascular surgery， improve the practical operation level of nursing interns， improve their learning interest and clinical practical ability. 3D printing technology can also help intern form innovative thinking and develop positive learning habits， so it can be applied and promoted in various Clinical Nursing teaching.

Keywords： 3D printing model; vascular surgery; Clinical Nursing teaching; application mode

3D打印是一種将人体结构转换成物理模型的制造技术。3D打印模型是运用技术打造的模型数据，相比传统的影像资料来说，其具有直观性、形象性的特征。3D打印技术可以在特定的数字设计基础上，通过在连续层中沉积材料，达到物理模拟的效果。由于3D打印技术可以建立任意的几何机构，因此其可以广泛应用于有关血管疾病的外科治疗之中。血管外科临床护理教学中应用3D打印技术是对传统教学的一次突破。随着3D打印模型技术的飞速发展，在血管外科临床护理教学中进行有效应用可以改变传统单一的外科护理教学方式，改变落后的外科护理教学评价方法，综合提高临床护理教学的效率。因此，有必要深入研究3D打印模型在血管外科临床护理教学中的应用，有效确保血管外科临床护理教学的应用效果。

一、资料与方法

（一）一般资料

选取2019年5月到2019年10月在我科的护理实习生共50名，以电脑随机抽取的方式分为对照组和实验组，每组各25人。其中，对照组的男女比例为1∶3，实验组的男女比例为1∶4，两组学生的年龄均在（21±0.57）岁左右，由于一般资料的差距比较小，因此具有较强的可比性[1]。

（二）教学方法

在开展临床护理教学过程中，两组采用的教学方法、教学时间、教师数量均相同。唯一不同的是实验组在传统教学的基础上增加3D打印模型技术。

血管外科临床护理教学的实践过程为一个月，两组各配四名带教教师，每一组的带教教师均具有主管护师以上职称，拥有四年以上的临床护理带教经验，并且经过统一的3D打印模型技术技能培训。在实验研究期间，两组带教老师的数量和质量相对稳定。

对照组主要采用传统的临床护理教学方法，对实习生进行统一的授课，以血管外科临床护理学理论和临床护理实践为重点内容。带教老师结合自身的理论性和实践性经验，有效组织和安排临床基础护理、专科护理理论课程学习，临床操作内容、注意事项的实践教学。

实验组主要在传统的临床护理教学模式基础上，加入3D打印模型技术辅助教学活动，结合丰富的临床医学影像数据，通过mimmics三维建模软件制作教学模型[2]。具体教学方法可以分为理论性指导和实践操作示范两种，在理论性指导过程中，实验组所采用的理论性教学资料与对照组相同，两组学生可以共享病历资料，在传统教学模式的基础上利用3D打印机建立数字化的血管模型。实习生通过结合实际的护理病例资料，全方位观察3D打印模型，进一步了解血管疾病，理解护理相关理论知识，针对性地提出护理措施，并对资料数据等进行记忆。在实践操作过程中，带教教师可以针对病例中患者病变的血管制作3D模型，并进行具体的临床护理实践，让实习生在观察的过程中领悟操作要点，并主动操作，使其有效掌握临床护理技巧和注意事项。

（三）评价方法

针对对照组和实验组学生的评价方法完全相同，在实习期满后，对两组学生进行理论及操作考试，再以调查问卷的方式查看学生对3D打印模型在临床护理教学中应用的满意度，由带教教师对学生在学习过程中的积极性、学习态度和创新能力、临床沟通能力等资料进行汇总打分。首先在理论考试中，主要以血管外科的护理教学理论基础为主，考核题目以临床病例和理论结合的方式为主，主要考察学生的理论知识掌握情况，例如护理原则、护理措施及护理注意事项，满分为40分;操作考试主要是让两组学生进行临床实践，通过采集一例病例病史进行护理，在护理过程中注重各种注意事项的把握，判断实习生的临床护理实践技巧是否恰当，并对其做出具体的评价，满分为60分。两组学生理论与操作考试的评价教师相同，在考试之后，利用调查问卷的方式，让两组学生评价教学方法是否有助于提高自己的学习兴趣，是否有助于提高自身的临床实践能力，自身是否对本次的教学方法满意等，每一个评价指标的标准为0到5分。学生可以根据自身的实际情况酌情打分，采用不记名的方式完成问卷，现场收回并展开具体分析。结合调查问卷的信息，总体把握3D打印模型在临床护理教学中的效果[3]。

（四）对两组学生的实验结果进行对比

在临床护理教学之后，发现两组学生的操作技能、理论知识及学习态度方面有所差异，实验组学生的操作及理论考试成绩均优于对照组学生，因此可以验证其操作技能和理论知识强于对照组学生。在对两组学生的日常学习能力进行观察和记录后发现，实验组的实习生对教学方法更有兴趣，对3D打印模型技术的好奇心比较强烈。因此，在日常的学习动机、学习积极性及临床沟通能力方面均强于对照组学生;在创新思维方面，实验组学生的创新思维更高。对学生的问卷调查中发现实验组学生的评分标准在5到10分，其对教学的满意度很高，有68%的人认为3D打印模型技术更加有趣，更有助于提高学习兴趣;对照组学生的评分标准在0到10分，其对教学的满意度并不是很高，只有21%的学生对教学非常满意，有32%的学生认为教学方法相对枯燥，有47%的人认为教学方法无法帮助自身提高学习积极性及创造性思维。

二、针对3D打印模型在血管外科临床护理教学中的应用分析

（一）3D打印模型在血管外科临床护理教学中的优势

目前3D打印技术已经广泛应用于临床中，可以根据具体的个案进行个性化的精准评估、精准治疗方案的制定。在血管外科临床治疗过程中，3D打印技术可将影像学结果打造为同比例的真实血管模型，从而利于医生进行评估甚至可以模拟手术过程。3D打印模型可以对特定病人的血管系统进行全方位的构建，让复杂的血管简单化，将其应用于血管外科临床护理教学之中，有效发挥3D打印模型的可复制、低成本、立体化的优势，达到教学目的。利用打印技术帮助实习生观察血管之间的内部结构，进而理解错杂的血管疾病和病因，并提出针对性的护理措施[4]。由于3D打印模型可以无限复制，其成本比較低，可以让实习生在反复地试错和护理实践过程中，增强自身的实践能力。3D打印模型教学模式有望颠覆传统的护理教学模式，使得学生在学习临床知识的过程中不再完全依赖于抽象的二维资料，而有更加直观的认识，取得更佳的教学效果。在教学的过程中潜移默化的将精准护理和优质护理的理念传递给学生。

（二）3D打印模型对传统护理教学的挑战

由于血管外科的疾病成因、处理等比较复杂，因此十分考验实习生的空间重建能力，及对人体血管的熟知程度。实习生需要在具备大量知识的基础上，熟悉复杂的三维立体关系，因此传统的血管外科临床护理教学难度较大，应用3D打印模型后的护理教学之中，实习生可以真实地感受血管外科疾病的成因和类型，结合理论知识理解疾病的护理方式和护理措施。在此基础上，提高自身的研究兴趣，主动研究血管外科疾病的护理方式和护理技巧。

1. 传统临床护理理论教学的弊端

在传统的临床护理理论教学过程中，带教教师通常以多媒体、解剖图谱的方式进行理论性施教，让学生在二维资料上进行理论概念的学习，内容单一、较为抽象、不易理解。传统的二维资料无法针对特殊个体的血管3D解剖结构模型进行具体的理论分析和理论教学，这就会影响实习生的理解和创造能力。一部分实习生在传统的临床护理理论教学过程中，并没有透彻地理解患者的发病机理及血管之间的关系，无法对疾病的相关理论进行深入分析，从而无法展开积极的临床护理实践。

2. 传统临床护理实践教学的弊端

在传统的临床护理实践教学过程中，教师只能提供相应的临床病例，让学生进行具体的分析和护理实践，此方法无法让学生更好地统一理论和实践内容，及理解血管外科疾病的护理方式和护理技巧[5]。而且传统实践教学对教师的要求比较高，教师不仅需要具有临床护理实践的经验，还需要拥有空间思维能力和立体重构能力，利用影像片的二维信息建构三维解剖结构模型。而大部分的实习生由于实战经验不足，无法感知连续且全面的三维立体结构，需要带教教师反复讲解和示范才能建立相应的知识联系，这不仅会浪费教学的时间，还会浪费教师的精力。就算如此，一部分学生仍然无法完全理解三维立体结构模型，教师很难完全利用语言描述血管的走向以及血管的分支。而且，目前由于道德伦理方面的问题，在临床护理实践教学中缺乏实物标本，只能通过语言的方式来描述，无法让学生针对性地提出临床护理技巧，因此需要探索新的实践教学方式。利用3D打印模型将血管通道以及血管全方位的呈现出来，总体提高学生的学习兴趣和学习效率，让学生直观地观看血管的组织结构，理解护理教学的相关内容。

3. 3D打印模型加入护理教学中的创新发展

传统临床护理教学存在多种难点，而运用3D打印模型技术可以解决传统教学中的一些难题，帮助实习生更加快速清楚地了解护理技巧和护理方式，更加清晰地记忆临床护理中的注意事项。3D打印模型既可以丰富传统的教学资源，也可以根据具体的教学需求，提供多种多样的标本数据。3D打印模型可以快速成型，目前这种技术已经在具体临床科室护理中得到具体应用，尤其是在心脏科、神经外科中的教学应用比较有优势，而且实习生对其满意度比较高。在血管外科的临床护理教学中，应用3D打印模型是一次创新，目前有关这种教学的经验不足，因此需要广泛进行探索和实践。作为一项新兴的科学技术，3D打印可以将复杂的血管结构形态进行立体化的呈现，通过360°无死角的全景化复制，提高整个模型的精确性，将病变血管的特点全方位地展示出来。3D打印还可以帮助教师更好地改善教学环境，对具体病情的患者进行可视化、可接触性的教学，由“凭空想象”的病变结构转变为“唾手可得”的直观实物，更好地让学生直观了解不同的病理及解剖差异，将血管疾病的成因和特点、护理操作要点联系起来，做到理论结合实践，提高自身的临床护理能力。

三、3D打印模型在血管外科临床护理教学中的应用与推广

（一）3D打印模型在血管外科中的具体应用

目前，3D打印模型技术可以在血管外科中进行广泛的使用，伴随着各种影像技术的更新，3D打印模型可以更精准地测量各种复杂的血管解剖结构。医生可以利用二维平面信息和3D打印模型进行深入的结合，直观地了解疾病发生的情况和发生原因，并做出具体的推论[6]。3D打印模型技术可以为临床治疗、培养医学方面的人才提供即时性的便利。在借鉴国内外的血管外科前沿知识时发现，目前3D打印模型已经可以将空间打印的误差缩小到一毫米之内，这种成就会使临床护理教学的质量跨越到一个新的高度。临床护理教学过程中，带教教师可以根据二维平面信息和三维立体模型，直观地讲解局限性病灶以及各种血管类疾病发生的原因。利用3D打印机，精准地打印出病变部位的解剖模型，让学生结合传统二维影像资料，清晰准确地判断病灶部位的病变原因和解剖结构，同时针对性地提出护理技巧。针对不同的手术方案，确定术后护理的注意事项和护理内容，学生的理论知识掌握和实践能力会明显升高。除此之外，临床护理实习生可以在3D打印模型的基礎上，理解和记忆临床护理的技巧和注意事项，了解在实际临床护理过程中的风险，及时与患者进行沟通，提高临床沟通能力及综合能力。

（二）目前3D打印技术在临床护理教学中的应用局限

1. 程序繁琐

在进行临床护理教学的过程中，有效应用3D打印模型可以提高实习生的临床实战能力。但实际上，目前3D打印模型仍然处于研究和发展阶段，其需要多角度的二维影像资料作为参考，虽然这种方式打印出来的模型仿真度极高，但并不能对患者的病理和病因进行完美还原，无法客观真实地反映病变的实际情况。虽然目前国内外有关医学的报道中指出，3D打印模型的打印误差在一毫米之内，但其对打印设备的要求比较高，需要打印设备具有超高的精确程度和超清的图像信息。因此，在临床护理教学中运用此项技术的代价比较大，3D打印血管组织模型的成本比较高昂，无法实现即时的打印，不能满足临床护理实习生的实际需求。

2. 打印材质问题

目前3D打印模型只能进行粗略的复制，虽然精准度比二维影像资料更高，但以细胞和有机材料等生物材料打印出来的血管模型，尚无法完全模拟血管中细胞生存的状况和血管细胞生存的环境，只能通过单纯的机械排列来复制血管的功能，无法深入地分析和复制血管各层结构。这就对临床护理教学提出更高的考验，临床护理教学过程中需要运用多种多样的打印材质，但实际上有一些打印材质无法清晰地模拟真实的病灶，会对临床护理实践产生误判。一些塑料或者橡胶等材料的材质比较软，可以模拟血管和其他软组织，但容易产生免疫排斥，临床护理教学的质量会受到3D打印材质的影响。

3. 3D打印模型的行业标准不一

3D打印技术是医学领域的一种新兴技术，虽然其在医学领域具有广阔的应用前景，但目前为止，3D打印技术仍然集中于科学实验中，在临床实践教学中的应用经验不足。而且尚未有与临床实例的结合，加上目前国内缺乏3D打印技术在临床教学的统一标准和评估，也没有相关的法律法规规定。因此，其在医学领域中的应用时机尚未完全成熟，会带来或多或少的安全隐患和道德伦理问题[7]。因此，需要合理地考量3D打印技术在临床护理教学中的应用，较多积累实际教学经验，同时积极有效地分析3D打印模型的行业发展态势，在规定的行业标准之下进行临床护理教学。

四、3D打印模型在血管外科临床护理教学中的展望

3D打印技术作为新兴的数字生产技术，可以在血管外科临床护理教学中进行深入的研究和尝试，发挥其巨大的临床应用价值和潜力，推动血管外科的临床护理教学质量。通过精细化、个性化的人工血管打印设备，综合提高实习生的临床理解能力和沟通能力，综合提高其临床实战能力。在未来的发展过程中，3D打印技术可以有效解决主要制约的问题，缩短血管外科临床护理教学示范的时间，提高实习生的理解能力，满足实习生的学习需求，为实习生未来的临床护理实践积累经验，奠定职业基础。

五、结束语

总之，现阶段3D打印技术在血管外科临床护理教学中的应用体系并不成熟，但3D打印模型技术的优势不可忽视，其教学价值比较高。虽然现阶段在临床教学中的推广存在一定难度，但相关技术人员和教师仍然需要不断探索3D打印技术在临床护理教学中的应用，通过较多地积累3D打印模型技术的实践经验，有效辅助和改善传统的临床护理教学模式，从而提升临床护理教学质量。

参考文献：

[1]陈熹阳，袁丁，赵纪春，等.3D打印模型在血管外科临床教学中的应用与前景[J].中华医学教育探索杂志，2020，19（11）：1317-1321.

[2]谭启明，于波.3D打印技术结合PBL教学在心血管外科临床教学中的应用[J].中国病案，2019，20（4）：77-80.

[3]周倩，魏涛，胡紫宜，等.国内外临床教学中应用3D打印模型相关研究的知识图谱分析[J].中华医学教育杂志，2021，41（1）：40-43.

[4]宋斌，张波.3D打印模型在泌尿外科血管相关性疾病教学中的应用探讨[J].心脏杂志，2019，31（3）：369-372.

[5]万昌丽，李晓林，丁小萍，等.3D打印技术结合PBL与CBL教学法在骨科低年资护士专科能力培养中的应用[J].护士进修杂志，2019，34（8）：756-759.

[6]陈灿，张承旻，王东贵，等.3D打印模型结合CPBL在脊柱外科专业型硕士研究生教学中的应用[J].中华医学教育探索杂志，2020，19（4）：380-384.

[7]雷有杰，史杰，雷英.基于临床护理应用创建“理-实-虛”一体化解剖学实验教学模式[J].解剖学杂志，2019，42（3）：323-324.