彭祥，雙峰，胡煒，李浩（通信作者），鄭聰，單記春，楊迪，萬得恩，何菲，卜國云

1 聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇八醫(yī)院 （江西 南昌 330002）；2 南昌大學(xué)附屬長城醫(yī)院 （江西 南昌）；3 天津醫(yī)院 （天津 300211）

髖關(guān)節(jié)是人體最大的承重關(guān)節(jié)， 髖臼骨折是骨科最復(fù)雜的損傷之一[1-2]。骨盆髖臼骨折區(qū)域周圍有較多肌肉、血管和神經(jīng)，髖臼的不規(guī)則彎曲增加了手術(shù)難度。由于無法在完全直視的情況下進(jìn)行手術(shù)，對醫(yī)師的臨床操作提出較高的要求。但臨床教學(xué)中使用的骨折模型缺乏病理環(huán)境的逼真感，且無仿真手術(shù)的可操作性，導(dǎo)致傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能為住院醫(yī)師提供理想的手術(shù)步驟演示等。隨著3D打印技術(shù)在骨科中的應(yīng)用越來越成熟，現(xiàn)已被證明在教學(xué)中能夠取得不錯(cuò)的臨床教學(xué)效果[3]。3D 打印模型是理解骨盆骨折解剖結(jié)構(gòu)的首選方法，能夠彌補(bǔ)X 線和 CT 圖像的立體缺陷，以及為住院醫(yī)師制定必要的預(yù)手術(shù)計(jì)劃提供便利[3-4]。本研究旨在探討3D 打印技術(shù)在復(fù)雜骨盆髖臼骨折術(shù)前教學(xué)中的應(yīng)用效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

將2021 年6 月至2023 年12 月醫(yī)院骨科參加住培的30 名住院醫(yī)師作為研究對象，均為本科或碩士畢業(yè)后直接參加培訓(xùn)。根據(jù)授課方法不同分為試驗(yàn)組和對照組，每組15 名。試驗(yàn)組男12 名，女3 名；年齡23～31 歲，平均（25.6±2.8）歲；理論考核成績?yōu)椋?9.1±2.5）分。對照組男13 名，女2 名；年齡23～30 歲，平均（24.7±1.9）歲；理論考核成績?yōu)椋?0.3±2.7）分。兩組一般資料比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理審批號：2020LL007）。

納入標(biāo)準(zhǔn)：對研究內(nèi)容知情同意且自愿參加；嚴(yán)格按照教學(xué)計(jì)劃完成課程，能認(rèn)真配合完成考試和教學(xué)滿意度調(diào)查；排除標(biāo)準(zhǔn)：因特殊原因請假缺課者。學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，不能認(rèn)真配合完成考試和滿意度調(diào)查。

1.2 方法

對照組采取傳統(tǒng)教學(xué)方式。以骨盆髖臼骨折患者為例，帶教老師以PPT 的形式向?qū)W生講解臨床知識，圍繞病例的流行病學(xué)、病史采集和查體、影像學(xué)資料、骨折的特征和分型、診斷及治療方案和預(yù)后等內(nèi)容進(jìn)行講述。采用圖片形式展示手術(shù)過程，對手術(shù)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)問題進(jìn)行詳細(xì)講解。根據(jù)教學(xué)提綱和病例特點(diǎn)，組織學(xué)生圍繞病例的疑難問題進(jìn)行討論。同時(shí)，要求學(xué)生通過查找相關(guān)書籍、文獻(xiàn)或上網(wǎng)查詢資料學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容[5]。

試驗(yàn)組采用3D 打印技術(shù)輔助教學(xué)。以骨盆髖臼骨折患者為例，將患者CT（美國GE 公司，型號：Discover CT750 HD）掃描數(shù)據(jù)以DICOM 格式存儲(chǔ)，并經(jīng)3D Slicer 軟件重建三維模型，然后運(yùn)用3D 打印機(jī)打印仿真骨骼模型。在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合多媒體教學(xué)設(shè)備展示 CT 三維重建圖像，通過帶教教師對三維圖像的講解，使學(xué)生對骨骼結(jié)構(gòu)、骨折機(jī)制、骨折分型建立初步認(rèn)識。通過課堂展示3D打印模型，使學(xué)生進(jìn)一步加深對骨骼形態(tài)學(xué)的認(rèn)識。學(xué)生可以在模型上模擬手術(shù)的操作過程，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)固定預(yù)彎程度、螺釘位置及數(shù)量、骨折復(fù)位角度等的動(dòng)態(tài)選擇，從而加深對骨盆髖臼骨折疾病及手術(shù)的理解，提高動(dòng)手能力[6]。

1.3 觀察指標(biāo)

培訓(xùn)完畢后，對兩組進(jìn)行理論知識考試和臨床技能考核。理論知識主要為以案例為基礎(chǔ)的臨床分析試題（單選10 題30 分，不定項(xiàng)選擇5 題30 分，案例分析2 題40 分）。臨床技能包括骨盆髖臼骨折患者的病史采集、?？撇轶w、影像學(xué)讀片能力、骨折分型、手術(shù)方式的選擇、術(shù)中熟練程度（6 項(xiàng)操作技能共60 分，2 項(xiàng)讀片能力共40 分）[7]。理論考核結(jié)束后對所有住院醫(yī)師進(jìn)行統(tǒng)一的問卷調(diào)查，內(nèi)容包括學(xué)習(xí)效率、理論理解能力、手術(shù)實(shí)踐技能、教學(xué)滿意度等，每項(xiàng)0～10 分。共發(fā)放調(diào)查問卷30 份，有效問卷回收率為100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以±s 表示，采用t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組考核成績比較

試驗(yàn)組理論知識考核和臨床技能考核分?jǐn)?shù)高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組考核成績比較（分，±s）

表1 兩組考核成績比較（分，±s）

組別人數(shù)理論知識 臨床技能試驗(yàn)組 15 名87.1±2.685.6±2.7對照組 15 名83.1±1.982.8±1.9 t 3.1803.249 P 0.0040.003

2.2 兩組調(diào)查問卷評分比較

試驗(yàn)組在提高學(xué)習(xí)興趣、理論理解能力、手術(shù)技能提升及教學(xué)滿意度方面評分高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組調(diào)查問卷得分比較（分，±s）

表2 兩組調(diào)查問卷得分比較（分，±s）

教學(xué)滿意度試驗(yàn)組15 名 7.93±1.03 8.13±0.99 8.27±1.03 8.53±1.13對照組15 名 6.60±0.83 6.87±0.92 6.40±0.91 6.80±1.08 t 3.9013.637 5.251 4.299 P 0.0010.001＜0.001＜0.001組別人數(shù) 提高學(xué)習(xí)興趣理論理解能力手術(shù)技能提升

3 討論

由于老齡化人口和道路交通事故的不斷增加，骨盆髖臼骨折的發(fā)病率也逐年上升[8]。髖臼骨折的發(fā)生有2 個(gè)年齡峰值，其中年輕人多因高速創(chuàng)傷（如車禍）而遭受髖臼骨折，而老年患者多因遭受低沖擊創(chuàng)傷（如跌倒）[9-10]。骨盆髖臼骨折占所有骨折病例的1.5%，然而由于對鄰近器官、神經(jīng)和血管的二次損傷，死亡率高達(dá)7%～30%[11]。髖臼承重區(qū)移位性骨折須行手術(shù)干預(yù)，以實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)完整性和最佳髖關(guān)節(jié)功能[12]。對于復(fù)雜髖臼骨折患者，骨折處的傳統(tǒng)成像方式（如X 線和CT 掃描）不能清楚顯示骨折處的解剖結(jié)構(gòu)。據(jù)報(bào)道，在沒有3D 模型的幫助下，經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)師使用X 線對髖臼骨折進(jìn)行分類的準(zhǔn)確度為11%，使用CT 成像的準(zhǔn)確度為30%[8]。

髖臼骨折實(shí)現(xiàn)解剖復(fù)位和牢固固定及預(yù)防手術(shù)、術(shù)后并發(fā)癥是其治療成功的關(guān)鍵[13]。手術(shù)過程包括保護(hù)坐骨神經(jīng)和股骨頭的血液供應(yīng)，保護(hù)L5 神經(jīng)根和股神經(jīng)，降低異位骨化的風(fēng)險(xiǎn)[14-15]。術(shù)前需確定最佳的手術(shù)方法、復(fù)位技術(shù)、植入物的選擇和放置，以獲得良好的手術(shù)效果[16]。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是術(shù)前進(jìn)行理論授課結(jié)合教學(xué)查房，帶教老師會(huì)對骨盆的解剖特點(diǎn)、骨折分型及具體手術(shù)步驟以PPT 的形式進(jìn)行詳細(xì)講解，然后帶住院醫(yī)師進(jìn)行教學(xué)查房，并指導(dǎo)住院醫(yī)師閱讀骨盆X 線、CT、MRI 等影像資料。此種教學(xué)方法對住院醫(yī)師的空間想象力和三維重建能力要求較高，直觀性和可操作性欠佳，造成住院醫(yī)師對知識點(diǎn)的理解不夠深刻。本研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)組理論及操作考核成績明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），說明3D模型提供了完整的可視化，同時(shí)還可以觸摸碎片的大小和對其位移方向的物理評估，這些模型可用于植入物的預(yù)手術(shù)，提高了手術(shù)的準(zhǔn)確性和安全性。

研究證實(shí)，3D 打印模型作為年輕外科醫(yī)師的學(xué)習(xí)工具在住院醫(yī)師教育中具有重要作用，可以對髖臼骨折進(jìn)行正確的識別、描述和分類，對患者正確的分型和治療至關(guān)重要[17]。本研究通過導(dǎo)入骨盆髖臼骨折的原始DICOM 數(shù)據(jù)，對骨盆髖臼骨折進(jìn)行三維重建，提取骨折部位表面解剖和形態(tài)學(xué)特征，預(yù)先設(shè)計(jì)骨折復(fù)位順序、鋼板的位置和螺釘?shù)臄Q緊角度。通過三維導(dǎo)航可以構(gòu)建1∶1的骨盆髖臼模型，模擬整個(gè)手術(shù)過程，使醫(yī)師對手術(shù)過程中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行充分理解與評估，并選擇最佳的手術(shù)選項(xiàng)和方案。同時(shí)方便年輕醫(yī)師與患者進(jìn)行術(shù)前溝通，使患者對手術(shù)過程有更直觀的了解。研究顯示，當(dāng)3D模型被用于醫(yī)患溝通時(shí)，患者的滿意度和理解力均有所提高[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，通過3D 打印輔助術(shù)前規(guī)劃教學(xué)，住院醫(yī)師的理論和實(shí)踐考核成績明顯提升。通過對教學(xué)后的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)分析，試驗(yàn)組的學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)，對骨盆髖臼骨折的理論知識和手術(shù)技巧的掌握更加快速和扎實(shí)，教學(xué)滿意度也明顯提高。綜上所述，在骨盆髖臼骨折術(shù)前教學(xué)中運(yùn)用3D打印技術(shù)，可直觀了解骨折特征，共同探討制定個(gè)性化的治療方案，并模擬手術(shù)過程，教學(xué)成績和效果均有顯著提升。但3D 打印模型不能提供骨折部位周圍軟組織損傷的信息，包括神經(jīng)和血管[19]，且3D 模型的打印受時(shí)間限制。隨著醫(yī)療裝備的進(jìn)步，體驗(yàn)感更為逼真的骨科教學(xué)手段也在不斷創(chuàng)新，利用虛擬仿真技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及智能機(jī)器人等設(shè)備開展輔助教學(xué)，正逐步得到應(yīng)用[20-22]。