3D打印技术联合CBL教学法在布加综合征介入治疗教学中的应用

神斌 张庆桥

布加综合征（Budd-Chiari syndrome，BCS）是指肝静脉和（或）肝静脉开口近端的下腔静脉阻塞所引起的肝后性门静脉高压和（或）下腔静脉高压的一组临床症候群，介入治疗是目前公认的BCS 的首选治疗方案[1-2]。作为江苏省省级专科（病）诊疗中心，徐州医科大学附属医院介入放射科牵头制定了《布加综合征介入诊疗规范的专家共识》《布加综合征亚型分型的专家共识》《布加综合征介入治疗护理规范专家共识》等一系列行业规范[1-3]。让每名医学生都认识BCS 并掌握其介入治疗的相关知识是徐州医科大学介入放射学教研室临床教学的基本要求。但是由于BCS 血管解剖结构复杂，且医学生普遍缺乏将二维影像学资料转换为三维立体解剖结构的能力，导致对血管解剖及形态学上的病变理解困难，进而难以领会相应的治疗方案，以致BCS的临床教学难度较大。3D 打印BCS 模型能真实显示肝静脉及下腔静脉的空间关系，让医学生更直观地观察学习，同时便于模拟操作，能够提高医学生学习的积极性，进而提高教学质量。以案例为基础的教学法（case-based learning，CBL）能够激发学习兴趣、锻炼临床思维能力，从而增进学习成效，是国内外主流教学方式之一[4-7]。为了更进一步提高教学质量，研究将3D 打印技术结合CBL 教学法应用于布加综合征介入治疗的临床教学，取得了满意的教学效果，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2021 年9 月—2022 年1 月，选取徐州医科大学医学影像学专业2018 级本科两个班级的62 名学生作为研究对象，所有学生均签署知情同意书。1 班作为试验组，班级人数32 名，男17 名，女15 名；年龄20～23 岁，平均（20.9±0.8）岁，上一学年学习平均成绩（83.8±4.0）分。2 班作为对照组，班级人数30 名，男15 名，女15 名；年龄20～24 岁，平均（21.3±1.0）岁，上一学年学习平均成绩（84.2±3.3）分。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），有可比性。

纳入标准：医学影像学专业，上一学年考试成绩均及格；知情并同意参加研究。排除标准：无法满足本研究测评要求的学生。

1.2 方法

两组学生均由同一位具有丰富教学经验的授课教师进行教学，教学时长均包括理论课2 学时，见习课1 学时，共3 学时。试验组：运用3D 打印技术联合CBL 教学法进行布加综合征介入治疗的临床教学。（1）教学病例：按照教学大纲要求，从大量临床病例中筛选出3 例具备病例典型性和知识点明确性的病例，其中下腔静脉阻塞型、肝静脉阻塞型及广泛肝静脉闭塞型布加综合征各1 例作为教学案例。（2）3D 打印技术：从影像存储及通讯系统（picture archiving and communication system，PACS）工作站中提取上述3 例患者MRI 或CT 图像的DICOM 格式数据文件，将其导入Mimics 3D 建模软件，构建出BCS 三维模型，最后通过3D 打印机制作出1 ∶1 大小的血管模型。（3）教学实施：上课前1 周通知学生选取的3 例CBL 教学案例，同时提出问题，包括布加综合征的临床诊断和依据、介入治疗的适应证和禁忌证、介入操作术中注意事项、可能存在的并发症及处理等，鼓励学生查阅有关资料和文献。课堂上教师先组织学生就相关问题进行小组分组讨论，讨论时教师要鼓励学生踊跃发言，及时纠正错误的观点思路；再由各小组报告讨论结果，然后进行全班讨论。教师提供事前打印好的BCS 3D 模型，让学生观察肝静脉、下腔静脉及门静脉的解剖结构，了解肝静脉和（或）下腔静脉病变的性质和程度；让学生在模型内模拟介入治疗操作，并在操作过程中进一步讲解操作技术、术中注意事项、可能出现的并发症及处理，提升医学生对解剖结构及介入治疗过程的认识。最后总结案例的重点与难点并进行教学测评。

对照组：采用CBL 教学法，选取同样3 例患者作为教学案例，教学实施中除不向学生提供3D 模型进行观察及模拟操作外，其他教学过程同试验组学生。另带领学生进入病区对布加综合征患者进行采集病史、体格检查，分析患者资料、讨论介入治疗方法，然后重点讲解介入治疗方法的实施及注意事项，最后以提问并解答的方式促进学生掌握知识点，进行教学内容的归纳和总结。

1.3 观察指标

教学结束后要进行考核，主要包括基本理论知识成绩、基本技术操作成绩（各50 分），基本理论知识采用闭卷的方式进行考核，并由专门的教师进行阅卷；基本技术操作的考核内容为模拟BCS 介入治疗操作。同时采用调查问卷进行教学效果（疾病认识度、学习积极性、摄取知识能力、临床思维能力及教学满意度，各10 分）评价，有效收回率达100%，最后将调查问卷收回并做统计分析。

1.4 统计学方法

使用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析，计数资料以n（%）表示，行χ2检验，计量资料以（）表示，行t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组学生的考试成绩对比

两组学生基本理论知识考核成绩比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；但试验组学生基本技术操作考核成绩高于对照组学生，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 试验组与对照组学生的考试成绩对比（分，）

表1 试验组与对照组学生的考试成绩对比（分，）

2.2 两组学生的教学效果对比

试验组学生的疾病认识度、学习积极性、临床思维能力、摄取知识能力及教学满意度评分均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 试验组与对照组学生的教学效果对比（分，）

表2 试验组与对照组学生的教学效果对比（分，）

3 讨论

布加综合征是一种与影像学、局部解剖学密切相关的疾病，其临床表现、影像学表现及介入治疗手段多样。目前公认的BCS 分型为肝静脉阻塞型、下腔静脉阻塞型及混合型3 大类型，又从病理性、解剖学、影像学及指导介入治疗的角度出发分为10 个亚型[2]。BCS 的介入治疗方法包括：经皮穿刺下腔静脉和/或肝静脉球囊扩张成形术、经皮穿刺下腔静脉和/或肝静脉支架置入术、经颈静脉肝内门体分流术等。对于医学生来说，理解并掌握BCS 及其介入治疗方法难度较大。传统的临床教学方式一般是以教师讲解理论知识要点及典型病例诊疗经过、示范临床基本操作，学生按部就班地模仿为主，难以激起学生学习积极性和参与热情，缺乏主动性，导致教学效果不佳。BCS 介入教学时长较短，所以针对BCS介入治疗的临床教学应选用更有效的教学方式，促使教学质量的提升。

CBL 教学法是以案例作为基本教学材料，结合教学中的核心概念或主题，通过案例介绍、案例分析讨论、总结通过案例得到的启示等师生互动的过程，让学生清晰地了解与教学主题相关的概念和理论。1969 年，美国神经病学教授Barrows 首创“以案例为基础的教学法”，将案例教学法首次引入医学教学领域，现已广泛应用于国内外医学院校临床教学的实践之中并取得了良好效果[4-7]。相较于传统教学模式，它可以让学生成为真正学习的主角，教师以引导为主，将教学由以教师为中心转为以学生为中心，不仅可以让学生更深刻地理解理论知识，更有利于开拓学生的视野、激发学生的学习兴趣、培养学生的团结协作精神，促进临床思维模式的形成，提高学生应用理论知识分析和解决临床问题的能力，让理论与实践相结合。本研究通过3 例BCS 典型案例的介绍与分析讨论，能够让学生掌握BCS 的概念、临床表现、分型等理论知识，两组学生基本理论知识考核成绩比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。当然CBL 对学生而言也存在着挑战，除了很多学生不习惯开放式的研讨性学习、不适合偏好标准答案的学生等缺点外，CBL 教学案例与实际情境有一定差距，不能直观形象地展示具体病例的特点[8-9]，不及实践及亲身经历。本研究中，对照组学生对BCS介入治疗操作及注意事项、并发症发生的原因及处理缺乏形象的理解，其基本技术操作考核成绩低于试验组学生，差异有统计学意义（P＜0.05）。

BCS 的诊断和介入治疗方案的制定往往依据计算机断层扫描静脉造影（computed tomography venography，CTV）、磁共振静脉造影（magnetic resonance venography，MRV）等影像学结果，虽然可实现计算机三维重建，但这些重建图像还是展现在二维的计算机屏幕上，无法直观、全面、立体地显示肝静脉与下腔静脉的空间关系，在某些情况下可能无法全面精确地评估者患者的血管条件，从而影响介入治疗的实施。医学上的3D 打印技术是以CT 或MRI 扫描获取数据，通过计算机设计数字化模型，运用各种黏合材料，通过逐层打印将计算机中蓝图变为实体的快速成型技术。目前，3D 打印技术已在骨科、胃肠肿瘤外科等学科的临床治疗与教学中迅速发展[10-12]，在血管性疾病的临床治疗与教学中也有了初步应用[13-16]。本科室早在2013 年就将3D 打印技术应用于指导布加综合征的介入治疗[17]，后又将该技术应用于布加综合征下腔静脉阻塞伴危险侧支、肝静脉阻塞型布加综合征及肝静脉广泛闭塞型布加综合征的诊断和介入治疗[18-20]。BCS 3D 打印模型直观地显示下腔静脉、肝静脉、门静脉及侧支血管的空间架构特征，对术前精确评估、制定介入治疗方案具有重要价值。将3D 打印技术应用于BCS 临床教学，具有以下优点：（1）快速直观理解：可以让学生更直观地从多角度观察BCS 阻塞的部位、程度、是否合并血栓及危险侧支等，掌握BCS 的诊断及分型。（2）提高操作能力：可以在3D模型上模拟血管造影、“开通”穿刺、球囊扩张、支架置入甚至经颈静脉肝内门体分流术等操作，掌握BCS的介入治疗。（3）提高教学效果：在模拟操作过程中学习介入治疗的注意事项、并发症发生的原因及处理，避免了传统“填鸭式”记忆和被动思考，不仅丰富了教学手段，弥补了平面视图的不足，而且激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。3D 打印技术和CBL 的结合，将以往需要凭空想象的病变结构转变为真实存在的直观实物，可对BCS 进行可视化、可接触性的教学，能帮助教师创造更好的教学环境；也能让医学生主动参与到疾病的诊疗过程中，直观了解不同类型BCS 的差异，在实际操作中掌握介入治疗技术、术中注意事项、术后处理以及其并发症的防治。本研究试验组学生对疾病认识度、学习积极性、临床思维能力、知识摄取能力及教学满意度均优于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），说明大多数学生对该教学方法的认可程度较高。为了保证教学效果，作为授课教师要在课前精心编写案例，选择的案例要贴合课程及教学要求；课程当中规划好教学过程，适时进行推动和引导；课后可以安排一些后续活动，如案例分析报告等，进一步提升教学效果。而3D 建模及打印由介入导管室专业工程师完成。

综上所述，3D 打印技术联合CBL 教学法应用于布加综合征介入治疗的临床教学，可调动学生的学习积极性，帮助学生理解和掌握BCS 的诊断和介入治疗的适应证、禁忌证、操作技术及术中注意事项等，提高教学效果。