尹 思,杜 慧,申曉玲,楊益民,姬文晨,楊衛(wèi)周,杜 恒西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科,西安 7006;陜西廣播電視大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心,西安 70068

近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,多種新技術(shù)手段和資源在醫(yī)學(xué)教育中廣泛開展,其中包括醫(yī)學(xué)專業(yè)性軟件和3D打印技術(shù)的引入[1-2]。移動APP,簡而言之就是安裝在移動設(shè)備(手機(jī)、電腦、平板等)上,承接來自開發(fā)商平臺的各種信息,從而達(dá)到設(shè)備終端功能服務(wù)的軟件。目前,已有多種設(shè)計精良的醫(yī)學(xué)移動APP可以應(yīng)用于骨科的臨床教學(xué)工作中,文章主要介紹其中兩種即3D body和AO Surgery Reference。而3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),通過逐層打印方式來構(gòu)造物體的技術(shù)[3]。在臨床中,我們通過薄層CT掃描等方式獲取病變部位的相關(guān)數(shù)據(jù),對導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行三維重建,并由3D打印機(jī)打印出與病損部位一致的實(shí)體模型。該研究探索利用移動APP結(jié)合3D打印技術(shù)將骨科疾病的發(fā)病機(jī)制及骨科手術(shù)治療原則授予住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)學(xué)員,期待能夠提高學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性及創(chuàng)新能力,縮短學(xué)習(xí)曲線,提高教學(xué)效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

該研究選取2016年1月至2017年12月在西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科參加住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的學(xué)員共64名,其中男性47名,女性17名,平均年齡23歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)包括:①在該院骨科參加陜西省住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的正式學(xué)員;②最后學(xué)歷為大學(xué)本科;③在骨科培訓(xùn)時間為3個月;④入科前外科專業(yè)基礎(chǔ)知識測試合格。

排除標(biāo)準(zhǔn)包括:①非最后學(xué)歷為本科參加陜西省規(guī)范化培訓(xùn)的學(xué)員,專業(yè)學(xué)位博士等;②在骨科培訓(xùn)時間非3個月的學(xué)員或在骨科培訓(xùn)期間曠誤、請假超過一周以上者;③入科前外科專業(yè)基礎(chǔ)知識測試未合格者。

1.2 實(shí)驗(yàn)分組

雙盲隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。實(shí)驗(yàn)組在傳統(tǒng)的CBL(case based learning)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上,采用移動APP結(jié)合3D打印技術(shù)輔助教學(xué)(n＝32)。對照組僅采用傳統(tǒng)的CBL教學(xué)方法(n＝32)。兩組分別配備同等年資的骨科帶教教師組。兩組學(xué)員在年齡、性別、基礎(chǔ)知識測試成績等方面均無統(tǒng)計學(xué)差異。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計

對照組:采用傳統(tǒng)CBL教學(xué)方法,在術(shù)前通過教學(xué)查房形式對學(xué)員進(jìn)行授課,以病例為基礎(chǔ),以臨床問題為線索,向規(guī)培學(xué)員講解解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、疾病發(fā)病機(jī)制、疾病分型、診斷要點(diǎn)及鑒別診斷、術(shù)前查體及影像學(xué)要點(diǎn)、手術(shù)方案及技巧等。術(shù)中通過手術(shù)操作演示,向?qū)W員詳細(xì)講解手術(shù)步驟,進(jìn)一步深化學(xué)員的理論知識,加強(qiáng)對手術(shù)方式的理解。術(shù)后設(shè)置相關(guān)問題,要求學(xué)員利用交大醫(yī)學(xué)院區(qū)電子圖書館查詢相關(guān)文獻(xiàn)資料,并整理成筆記供課后復(fù)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)組:在傳統(tǒng)CBL教學(xué)的基礎(chǔ)上,采用移動APP結(jié)合3D打印技術(shù)輔助教學(xué)。在該研究中移動APP軟件主要包括3D body和AO Surgery Reference兩種。3D body是一款以人體的CT/MRI掃描數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用三維重建技術(shù)重建人體所有系統(tǒng)和主要器官,使之成為一個完整整體,形成高精度三維動態(tài)互動式學(xué)習(xí)APP。該軟件無需付費(fèi),可免費(fèi)下載安裝,且使用時無需連接網(wǎng)絡(luò)。軟件內(nèi)共包含4 000多個解剖結(jié)構(gòu),立體直觀,可以360°任意角度旋轉(zhuǎn)解剖結(jié)構(gòu)。任何一個解剖或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均可以顯示、隱藏或者透明,也可以隨意放大、縮小或者平移,近距離觀察細(xì)節(jié),高清晰度,隨時展現(xiàn)所需要的視角。選定目標(biāo)后可自動顯示結(jié)構(gòu)名稱,每一結(jié)構(gòu)名稱具有中英文對照并配有詳細(xì)的文字注釋、圖片或動畫說明,便于學(xué)生預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)。另一個移動APP為AO Surgery Reference,它是由國際專業(yè)骨科學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)AO組織開發(fā)的一款醫(yī)療應(yīng)用軟件,可免費(fèi)下載安裝。AO Surgery Reference是一個基于AO機(jī)構(gòu)骨科治療指南,結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn)和循證醫(yī)學(xué)資料的骨科臨床專用軟件。軟件內(nèi)容豐富詳實(shí),包括人體各個部位的骨折、脊柱畸形等骨科疾病,同時附有各種疾病的AO分型、治療建議、術(shù)前準(zhǔn)備、手術(shù)入路、手術(shù)過程圖解及視頻、術(shù)后康復(fù)等,能夠幫助學(xué)員系統(tǒng)化和條理化地學(xué)習(xí)掌握骨科疾病及手術(shù)要點(diǎn)。

在術(shù)前教學(xué)查房的基礎(chǔ)上,利用3D body向?qū)W員講解正常解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識。以脊柱側(cè)彎為例,術(shù)前3D body軟件觀察人體脊柱解剖結(jié)構(gòu)(如圖1所示),包括脊椎排列結(jié)構(gòu)、脊髓及神經(jīng)根分布情況、血管分布情況、脊柱附著肌肉及韌帶起止點(diǎn)等。使用軟件的分層顯示功能,模擬術(shù)中操作逐層分離脊柱解剖結(jié)構(gòu),講解術(shù)中注意事項(xiàng),加深學(xué)員對解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)入路的理解。

同時,在術(shù)前利用AO Surgery Reference軟件向?qū)W員講解疾病分型、術(shù)前準(zhǔn)備、手術(shù)入路、手術(shù)過程等。如脊柱側(cè)彎患者術(shù)前根據(jù)影像學(xué)結(jié)果在軟件中按照提示進(jìn)行Lenke分型,明確手術(shù)指征、了解手術(shù)入路以及具體手術(shù)方式(如后路矯形植骨融合內(nèi)固定術(shù))、術(shù)后康復(fù)計劃等(如圖2所示),促進(jìn)學(xué)員對脊柱側(cè)彎從基礎(chǔ)知識到臨床實(shí)踐系統(tǒng)性、條理性地快速轉(zhuǎn)化和掌握。

圖1 利用3D body軟件觀察人體脊柱解剖結(jié)構(gòu)

圖2 利用AO Surgery Reference軟件進(jìn)行脊柱側(cè)彎疾病教學(xué)

最后在術(shù)前聯(lián)系專業(yè)人員通過專業(yè)軟件進(jìn)行3D打印出模型(如圖3所示),通過對模型的細(xì)致觀察及研究,使得脊柱側(cè)彎這類復(fù)雜疾病的辨識度提高,增強(qiáng)立體性,由傳統(tǒng)的二維圖像變化成三維圖像,加深學(xué)員對發(fā)病機(jī)制、手術(shù)解剖等更為深入的理解。

圖3 脊柱側(cè)彎患者的X線片及3D打印模型

1.4 觀察指標(biāo)

所有住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)學(xué)員參加3個月的骨科?？婆嘤?xùn)后,進(jìn)行出科測試,測試包括理論考試及操作考試。出科理論考試滿分為100分,為住院規(guī)培期間骨科常見疾病的基礎(chǔ)理論、典型病例及手術(shù)要點(diǎn)的考核。出科操作考試滿分100分,考核內(nèi)容包括骨科?？企w格檢查、清創(chuàng)縫合、石膏外固定、骨牽引術(shù)、手術(shù)消毒鋪巾及簡單操作(如脊柱手術(shù)的剝離、顯露、術(shù)中止血等操作)。最后,采取發(fā)放問卷方式,獲得規(guī)培學(xué)員對學(xué)習(xí)形式及內(nèi)容的滿意度。采取不記名問卷調(diào)查方式,每個問題設(shè)計“滿意”“較滿意”“一般”和“不滿意”四個備選答案,要求必須選擇其中一項(xiàng),最終計算“滿意”和“較滿意”人數(shù)之和占總?cè)藬?shù)的比例為滿意度。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩組學(xué)員理論知識與操作考試成績比較

實(shí)驗(yàn)組理論考試成績?yōu)?91.18±7.76)分,對照組理論考試成績?yōu)?85.64±6.24)分,實(shí)驗(yàn)組高于對照組,二者的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＝0.003)。實(shí)驗(yàn)組操作考試成績?yōu)?89.40±6.82)分,高于對照組操作考試成績(82.35±5.67)分,二者的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.001)。

2.2 教學(xué)滿意度調(diào)查

共發(fā)放調(diào)查問卷64份,回收64份,回收率100%。實(shí)驗(yàn)組總滿意度為96.9%,對照組總滿意度為81.3%,二者的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＝0.045)。

3 討論

3.1 骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的現(xiàn)狀及不足

住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)是醫(yī)學(xué)生畢業(yè)后繼續(xù)教育的重要環(huán)節(jié),是醫(yī)學(xué)生成長為合格臨床醫(yī)師的必經(jīng)之路,也是加強(qiáng)衛(wèi)生人才隊(duì)伍建設(shè),提高我國醫(yī)療工作質(zhì)量和水平的治本之策,因此具有非常重要的意義[4-5]。經(jīng)過近十年的探索,醫(yī)療衛(wèi)生管理部門已經(jīng)初步制定了不同的?？婆嘤?xùn)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn),但是在具體實(shí)施專科規(guī)范化培訓(xùn)的過程中仍存在不少的問題[6]:一方面,參加規(guī)范化培訓(xùn)的學(xué)員基礎(chǔ)差別較大,對于?？婆嘤?xùn)時間短、任務(wù)重,尤其是骨科亞專業(yè)眾多,包括脊柱外科、創(chuàng)傷外科、關(guān)節(jié)外科、運(yùn)動醫(yī)學(xué)、小兒骨科、骨腫瘤等,輪轉(zhuǎn)每個亞專業(yè)的時間顯著不足,大多數(shù)培訓(xùn)學(xué)員不能深入學(xué)習(xí)各個?？苼唽I(yè)的知識理論和臨床操作;另一方面,面對目前相對緊張的醫(yī)患環(huán)境,規(guī)培學(xué)員直接接觸管理患者具有一定的潛在醫(yī)療風(fēng)險,更不用說直接作為主刀或者一助參加手術(shù)操作,因此不少科室不會讓學(xué)員深入?yún)⒓涌剖业母黜?xiàng)臨床操作,使得規(guī)培學(xué)員的臨床操作培訓(xùn)明顯不足,無法培養(yǎng)扎實(shí)的臨床基本功和能力。這些矛盾也使得規(guī)培學(xué)員容易出現(xiàn)消極態(tài)度,降低了學(xué)習(xí)的主動性和積極性,更加無益于住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的最終教學(xué)成效。針對這些問題,筆者所在的骨科規(guī)培基地采取了一系列教學(xué)改革措施[7-8],其中就包括該課題內(nèi)容中的互聯(lián)網(wǎng)移動APP和3D打印技術(shù)的輔助教學(xué),目的是為了深化教學(xué)內(nèi)容,便于學(xué)員理解掌握,并且激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性和主動性,縮短學(xué)習(xí)曲線,提高教學(xué)效果。

3.2 移動APP在骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的優(yōu)勢

在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時代,各種移動APP軟件功能強(qiáng)大,制作精良,尤其是醫(yī)學(xué)類APP的大量研發(fā)應(yīng)用,使得在醫(yī)學(xué)教學(xué)中輔助使用移動APP成為了目前的一個研究課題[9]。該研究中使用的兩種移動APP功能強(qiáng)大且完全免費(fèi),應(yīng)用于骨科?？谱≡横t(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)具有以下優(yōu)勢:①以三維模型為基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)員的三維空間思維能力,加深局部解剖和手術(shù)入路等基礎(chǔ)知識的理解和記憶,有助于對手術(shù)步驟和方法的掌握;②彌補(bǔ)了目前專科各個亞專業(yè)教學(xué)大綱設(shè)置的不足,對各類型疾病從診斷、影像、分型和手術(shù)操作等各個方面進(jìn)行指導(dǎo),使得培訓(xùn)內(nèi)容更為完善,與臨床結(jié)合更為緊密;③一定程度上緩解了規(guī)培學(xué)員學(xué)習(xí)需求與臨床實(shí)際操作之間的矛盾,采用模型進(jìn)行模擬操作學(xué)習(xí),既避免了直接接觸患者帶來的潛在醫(yī)療風(fēng)險,又為學(xué)員提供了動手操作的機(jī)會,縮短了學(xué)習(xí)曲線;④醫(yī)學(xué)移動APP使用便捷,無場地、時間限制,具有一定的趣味性,能夠調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和主動性,從而有助于提高教學(xué)效果。以往的一些研究也證實(shí)了移動APP在醫(yī)學(xué)教育中的重要作用。任志偉等[10]利用AO Surgery Reference軟件輔助進(jìn)行骨科臨床教學(xué),不僅調(diào)動了學(xué)生的積極性,提高了教學(xué)效果,也減輕了教師的工作負(fù)擔(dān);劉源等[1]將移動APP教學(xué)引入神經(jīng)外科的臨床教學(xué)中,也取得了滿意的教學(xué)效果。

3.3 3D打印技術(shù)在骨科臨床教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3D打印技術(shù)作為一項(xiàng)全新的成型技術(shù),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床尤其是骨科各個亞專業(yè)的臨床實(shí)踐中。在骨科醫(yī)學(xué)教育方面,3D打印模型主要應(yīng)用于個性化的骨骼模型展示和模擬手術(shù)教學(xué)。Preece等[11]發(fā)表的一項(xiàng)RCT研究表明,通過3D打印復(fù)雜肢體關(guān)節(jié)模型加入到臨床教學(xué)中,不僅能夠有效提高學(xué)生對肢體關(guān)節(jié)的解剖理解力,還有助于營造愉快的教學(xué)環(huán)境;周華等[2]將3D打印模型應(yīng)用于脊柱側(cè)彎的臨床教學(xué)中,可以將復(fù)雜的病情通過直觀地模型展示,深化理論知識,使得學(xué)生更容易地掌握脊柱側(cè)彎的診斷、分型和治療原則;姬文晨等[12]將3D打印模型應(yīng)用于留學(xué)生教學(xué)中,顯著提高了留學(xué)生對于骨科專業(yè)知識的學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)效果。

3.4 移動APP結(jié)合3D打印輔助教學(xué)在骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用前景及展望

在該研究中,我們將兩種移動APP和3D打印技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來,應(yīng)用于骨科規(guī)范化培訓(xùn)的教學(xué)中,結(jié)果顯示,移動APP結(jié)合3D打印輔助教學(xué)有助于學(xué)員加深對基礎(chǔ)知識、解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)操作的理解和掌握。理論考試和操作考試的結(jié)果顯示,在CBL教學(xué)基礎(chǔ)上輔助應(yīng)用移動APP結(jié)合3D打印教學(xué)組的學(xué)員成績要顯著優(yōu)于單純CBL教學(xué)組。在出科滿意度方面,新教學(xué)模式組的學(xué)員對移動APP＋3D打印教學(xué)模式的總體滿意度達(dá)到96.9%,顯著高于單純CBL教學(xué)組。盡管移動APP結(jié)合3D打印應(yīng)用于骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)中有諸多優(yōu)勢,但是也仍存在一系列問題:①移動APP軟件種類相對較少,無法涵蓋各個骨科亞專業(yè)的疾病種類,且一些高級別的手術(shù)模擬操作軟件涉及知識產(chǎn)權(quán),費(fèi)用昂貴,大多數(shù)規(guī)培基地也沒有條件悉數(shù)購買。②3D打印需要有相應(yīng)的硬件設(shè)備和打印經(jīng)費(fèi),以保證教學(xué)模式的推廣,這需要有關(guān)醫(yī)療部門及各規(guī)培基地的大量資金投入和支持。③新教學(xué)模式無匹配的教材和大綱。目前,國內(nèi)醫(yī)學(xué)院校沿用人民衛(wèi)生出版社的系列教材,雖時有更新,但整體教學(xué)內(nèi)容及編排體系仍顯陳舊,只能適用于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。醫(yī)學(xué)院校以及教師必須根據(jù)所在學(xué)校、學(xué)員及教師的自身情況,獨(dú)立開發(fā)符合移動APP結(jié)合3D打印教學(xué)模式的課程大綱和教材,更好地發(fā)揮這種新型教學(xué)模式的優(yōu)勢。④尚未形成新教學(xué)模式的評價體系。傳統(tǒng)的教學(xué)評價體系往往只是側(cè)重于基礎(chǔ)知識和簡單操作技能的考核,因此考核內(nèi)容相對枯燥,無法完全反映學(xué)員對臨床基礎(chǔ)知識尤其是手術(shù)操作的整體掌握程度和自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力,必須要探索新的考核評價體系以適用于新型教學(xué)模式,以便結(jié)合信息科學(xué)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),開發(fā)考評學(xué)員綜合能力尤其是手術(shù)操作能力的測試平臺,避免傳統(tǒng)書面考核和“填鴨式”教學(xué)的弊端。

住院醫(yī)師專科規(guī)范化培訓(xùn)是一項(xiàng)巨大的工程,需要各醫(yī)療培訓(xùn)基地和培訓(xùn)教師的不斷創(chuàng)新改進(jìn),也需要醫(yī)學(xué)畢業(yè)生的熱情參與,同時需要政府、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和整個社會的支持。相信隨著相關(guān)制度的不斷完善和在國家相關(guān)部門以及各方面的不斷努力下,結(jié)合利用當(dāng)前最新信息科學(xué)、材料科學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新科技,一定能夠探索出一條適合于我國醫(yī)學(xué)教育國情的?？埔?guī)范化培訓(xùn)的新模式,為我國培養(yǎng)出適應(yīng)于未來發(fā)展需求的高質(zhì)量醫(yī)學(xué)人才。