Mimics软件结合OSCE在临床骨科教学中的应用与探索

葛畅 蔡海平 方璜 陈曦 张文志

临床骨科学是研究骨骼肌肉系统病理、生理、药理等作用机制及相关临床操作，兼顾理论和操作于一体的一门综合性学科[1]。因此，在临床骨科教学工作中需要把握以下两点：一是要注重基本理论知识的讲解；二是强调解剖结构与疾病发展之间的关系，这样才能便于学生全面掌握骨科知识要点。传统的临床骨科教学主要是以以问题为基础的教学法（problem-based learning，PBL）教学模式为主，运用文字解说和解剖图谱进行教学，难以达到临床骨科教学的理想目标[2]。随着数字化时代的到来，特别是数字化医学软件的出现，为解决临床教学中的难点提供了新的契机。本研究将Mimics 软件引入临床骨科教学，并与PBL 教学模式进行对比，借助客观结构化临床考试（objective structured clinical examination，OSCE），对比评价两者的教学效果，探讨将Mimics 软件引入临床骨科教学的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究对象为2018 年7 月—2020 年6 月在中国科学技术大学附属第一医院骨科的住培学员，共36 名。采用随机抽样的方式把研究样本分为试验组（共18 名，其中男性15 名，女性3 名，硕士学历10 名，本科学历8 名），对照组（共18 名，其中男性16 名，女性2 名，硕士学历11 名，本科学历7 名），试验组成员年龄在23～25 岁，平均年龄为（23.78±0.19）岁。对照组成员年龄在23～26 岁，平均年龄为（23.83±0.20）岁。试验组在PBL 基础上利用Mimics 软件进行教学，对照组利用传统PBL 教学法。两组学员在年龄、性别等方面差异无统计学意义（P＞0.05），有可比性。

1.2 研究方法

对照组利用PBL 教学方式，根据人卫版《骨科学》内容，设计PBL 教案，进行PBL 教学,结合影像资料进行PPT 幻灯片讲解，并对学生的问题进行解答。试验组在PBL 教学的基础上采用Mimics 软件进行教学：（1）通过接口实现与医院影像系统的数据交换，利用患者的CT 数据，根据灰度值，使用分割、选取等工具构建一套立一套包括四肢、关节、脊柱在内的三维立体可视化模型，向学生进行讲解；（2）根据患者创伤的诱因，结合影像数据重建图片，模拟出患者受伤的动画场景，帮助学生了解患者从受伤到影像学改变全过程；（3）借助软件的CMF/Stimulation 模块，让学生在软件上体验手术操作模拟过程，并学习掌握不同骨手术手术方案带来的不同治疗效果；（4）要求学生安装Mimics 软件，借助医院影像学数据库，进行课后自学和复习。

1.3 评价方法

1.3.1 OSCE 评价

根据骨科临床工作的实际情况和OSCE 的特征，制订评价标准与方法，从基础知识、操作能力及专业核心能力等方面对两组完成课程的学员进行综合评价。设有6个考核站点，参加者为标准化患者（standardized patient，SP），每站考核总分为100 分，每站设有2 名考官。第一站病史采集：要求考生在对SP 诊断后，归纳出现有疾病史；第二站体格检查：要求学员根据骨科体格检查要求，对SP 进行相关检查；第三站辅助检查及影像学检查：考核内容包括全身各骨关节的X 射线、CT、磁共振的解读，以及骨关节骨折、脱位、骨病等的X 射线、CT、MRI 图像诊断；第四站病历书写及病例分析：要求学员根据病例写出诊疗和诊治方案等；第五站基本技能操作：要求考生在模拟器械上进行皮肤软组织清创缝合手术、软组肿物切除术和骨折石膏固定等。第六站公共理论知识考核：涵盖了基础理论和专业知识。

1.3.2 教学认可度评价

以文献资料为依据，结合教学目标自行设计调查问卷，从提高学习效率、激发学习兴趣、加深知识理解、提高观察处理问题能力、提高预习掌握能力、提高人际沟通能力6 个方面对两种教学模式效果进行调查。问卷的填写不暴露个人信息，发放36 份，回收36 份，有效的回收率100%。

1.3.3 统计学方法

利用SPSS 22.0 统计学软件进行相关数据的分析。计量资料按照（）描述，并采用两独立样本t检验。计数资料用（%）表示，比较采用χ2检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

试验组的体格检查、辅助检查及影像学判读、病历书写及病例分析、基本技能操作方面的得分都明显高于对照组（P＜0.05）；在病史采集和基本理论知识考核方面，两组成绩差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。试验组对利用Mimics 软件进行教学在提高学习效率、激发学习兴趣、加深知识理解、提高观察处理问题能力方面评价均高于对照组（P＜0.05）；两组在提高预习掌握能力和人际沟通能力评价上差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表1 两组学员OSCE 考核成绩比较（分，）

表1 两组学员OSCE 考核成绩比较（分，）

表2 两组学员对两种教学模式认可度比较[名（%）]

3 讨论

传统临床骨科教学通过教科书、解剖图以及二维图像图谱去想象复杂的三维人体构，给学生带来很大的学习难度：学生无法全面观察或测量相关指标；外科操作生疏；对手术方法的选择没有判断力[3]。即使采用PBL教学、组合讨论等教学模式，也无法很好地实现上述目标。随着“互联网+医疗”“互联网+教育”兴起，为解决上述难题提供了契机，尤其是一批数字化医学软件的应用，给临床和教学带来了诸多改变与革新[4]。数字化医学软件应用的实际教学效果如何需要进一步研究，探索Mimics 软件在临床骨科教学中的应用效果对提升教学质量具有重要意义。Mimics 是一种模块化结构的医学图像数据处理工具，可以通过CT 机和MRI 机甚至三维彩超的断层图像进行三维重建，具有很好的性能，在临床、生物医学、材料工程等方面有着广泛的应用[5]。Mimics 软件在骨科具有良好的应用前景，朱梁等[6]利用患者CT 扫描断层数据，构建三维立体式的数字化模型，应用Mimics 数字化软件教学效果明显；魏明杰等[7]应用Mimics 软件构建钩骨3D 可视化解剖学模型；颜威等[8]基于Mimics 软件构建了桡骨远端骨折三维模型。Mimics 软件以其简易的可视化三维模型构建以及其自带的虚拟解剖为临床教学提供了强有力的支持。OSCE 是由Harden 教授等于1975 年首先提出，具有客观性和科学性，任何医学院、医院、医疗机构和考试机构均可按其教学大纲和考试大纲编写考试内容和方法，具有普遍适用性[9]。它通过设置实践场景来考核临床医学生的实践操作能力和临床思考能力，克服了以往以纸笔考试、病房床边考试等形式的传统临床能力评估方式存在的偶然性、变异性，降低了主观性。将其运用在教学效果的比较中，使得结果更加可管、全面[10]。目前，OSCE 被广泛运用到临床教学效果评估中，叶子明等[11]使用了OSCE 评价神经介入培训效果，发现案例中心教学结合OSCE 评价方法，值得在神经介入教学领域推广。赵小娟等[12]利用OSCE 评价康复治疗学专业实习生带教效果，结果显示对康复治疗学专业实习生采取案例教学法联合OSCE 教学模式来教授,可以提高实习生对于康复治疗学知识的全面了解,以发挥临床教学的优势。袁凯等[13]将雨课智慧课堂模式与OSCE 考核模式相结合，发现其对培养中医骨伤专业技术人员具有重要意义。但将Mimics软件与OSCE 相结合运用于临床骨科教学及教学效果评估，暂无相关报导[14-18]。本研究创造性地将两者结合使用，对骨科的临床教学和评价方式进行改进，具有一定创新性。

研究结果显示，试验组在体格检查、辅助检查及影像学判读、病历书写及病例分析、基本技能操作方面得分均高于对照组，说明将Mimics 软件引入到临床骨科教学中，对学生的临床实践、临床思考、分析等方面的训练都有一定的帮助，为以后进入临床实习奠定坚实的基础[19]。在两种教学模式的对比分析中，试验组学员的知识获取、学习兴趣、知识理解和实际问题的解决能力均优于对照组的学员，说明Mimics 软件应用在学员学习中可以提高学生学习的效率，促进对复杂知识的吸收和应用，理论联系实际有效地解决传统教学模式的弊端，例如，由于知识的复杂度而造成学员学习积极性下降的问题，同时也增强了学生的信息化素养，创新了学习方式。

将Mimics 软件联合OSCE 教学模式引入到临床骨科教学中，可以有效地提高学生对临床骨科的认识，提高临床实践技能，促进教学质量和教学水平的提高，从而实现教和学的目的。因此，该Mimics 软件联合OSCE 教学模式值得在临床骨科教学领域中应用。