3D打印結合鏡像模型在創傷骨科教學培訓中的應用研究

馮剛 吳怡梵

肢體損傷的診治是創傷骨科的關鍵領域，其中骨折損傷類型繁多，診治方法不斷進步。但這也帶來了教學難題，如老師與實習生間溝通不暢、學生對復雜骨折的認知不足等，影響教學效果[1]。傳統教學方法難以讓學生深入了解骨折的立體形態及治療方案，容易造成學生的畏難情緒和學習熱情下降[2，3]。故創傷骨科教學亟需更直觀、可操作的教學方式[4]。

近年來，3D打印技術因其高精尖特性在醫學領域迅速普及，尤其在外科手術和教學中明顯[5]。在創傷骨科中，患者健側肢體的圖像數據可經鏡像處理用于模擬患側骨折前的形態[6]。本次研究通過數字化三維重建及3D打印技術，打印患者骨折前后模型，提升學生對創傷骨科疾病的解剖及損傷機制的理解，探討3D打印及鏡像模型在創傷骨科教學中的應用價值?，F報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2022 年6 月至2022 年12 月在浙江大學醫學院附屬第二醫院創傷骨科臨床實習的學生34名，所有學生都已通過醫學院組織的綜合能力測評，包括理論和實踐兩部分。納入標準包括：①研究生以上學歷，具有臨床醫學相關教育背景；②了解本次內容并簽訂相關協議；排除標準為：①綜合考核成績不及格；②依從性差或拒絕參與研究；③未能全程完成實習。本次研究經本院倫理委員會審批。采用隨機分組法分為實驗組和對照組，各17 名。實驗組中男性7 名、女性10 名；平均年齡為（26.12±1.18）歲；綜合考核成績為（76.84±2.67）分。對照組中男性9 名、女性8 名；平均年齡（25.98±1.04）歲；綜合考核成績為（77.51±3.12）分。兩組的一般資料比較，差異均無統計學意義（P均＞0.05）。

1.2 方法 對照組采用常規帶教方案：根據骨科實習教學大綱要求制定帶教方案，首先參觀骨科診室、影像科室以及手術室，理解骨科解剖結構、生理特點以及作用機制等內容，引導學生學習常見骨科疾病的診治。然后在確?；颊唠[私的前提下，通過分析疑難病例和設計手術方案等形式，促進學生的臨床思維和實際操作能力提升。最后，通過骨科手術教學示范，進一步加強學生在骨科手術領域的經驗積累。

實驗組采用3D打印及鏡像模型輔助教學方案：①引入3D打印和鏡像模型：通過使用單側脛腓骨和股骨等具有代表性的臨床案例，先獲取健側和患側同一平面的CT掃描圖像和數據，然后進行數字圖像處理并打印出1∶1 比例的骨折3D 打印模型和健側骨骼的鏡像模型。②在骨科解剖學的教學中，除了傳統的教材、CT 和MRI 影像以及人體標本，鼓勵學生結合所學知識，參考這些3D打印和鏡像骨骼實體模型，來診斷和分析骨折情況，制定手術和康復方案，并推測患者的預后。③在骨科手術教學中，借助3D 打印和鏡像骨骼模型進行講解，結合臨床查房、手術參觀和病例討論的多種教學形式，幫助學生提升骨科手術經驗。同時，教師引導學生參考健側鏡像打印骨骼實體模型，進行手術設計和模擬操作。

1.3 觀察指標 骨科實習1 個月后，比較兩組學生創傷骨科實習效果和帶教效果。創傷骨科實習效果以閉卷考試的形式評估，包括解剖理解能力、骨折鑒別能力、影像分析能力和手術設計能力方面的考核成績?？偡志鶠?00 分。創傷骨科帶教效果評價采用調查問卷，調查內容覆蓋了專注度、興趣度、參與度以及滿意度等方面，每項滿分為10 分。

1.4 統計學方法 采用SPSS 21.0統計學軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差（）表示。組間計量資料比較采用t檢驗；計數資料比較采用χ2檢驗。設P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組學生創傷骨科實習效果比較見表1

表1 兩組學生創傷骨科實習效果比較/分

由表1可見，實驗組學生的骨科解剖理解能力、骨折損傷鑒別能力、影像分析能力以及手術設計能力得分均高于對照組，差異均有統計學意義（t分別=4.93、4.32、6.80、4.06，P均＜0.05）。

2.2 兩組學生創傷骨科帶教效果比較見表2

表2 兩組學生創傷骨科帶教效果比較/分

由表2 可見，實驗組學生在專注度、興趣度、參與度的評分及滿意度均高于對照組，差異均有統計學意義（t分別=7.32、6.63、7.49、4.12，P均＜0.05）。

3 討論

創傷骨科是一個涉及損傷機制復雜的領域，傳統的教學模式在這方面效率較低。因此，需要尋求更清晰直觀的臨床教學模式，以激發學生學習的熱情和能動性，幫助學生更好地理解和掌握創傷骨科的知識，從而提高他們的學習效果和實踐能力。

本次研究結果顯示，實驗組學生在骨科解剖理解能力、骨折損傷鑒別能力、影像分析能力以及骨科手術設計能力得分均明顯高于對照組（P均＜0.05），表明3D 打印結合鏡像模型輔助帶教模式的有效性，尤其對于復雜創傷骨折病例的臨床教學具有明顯優勢。個體化、精準化的分析判斷有助于提高學生的臨床判斷與思維能力。在3D 打印模型上進行模擬手術練習，學生可以通過實踐經歷發現臨床工作細節，再通過教師的針對性補充講解提高課堂互動性和教學質量。在教學中，借助3D 打印模型和鏡像模型的輔助，可以生動地展示患者受傷前后的骨骼結構變化，并結合影像學資料的分析，幫助學生更深入地理解和學習影像學知識[7]。這種教學方式不僅利于評估損傷和骨折的類型和程度，還能明顯提升對于復雜創傷骨科疾病的理解能力，從而增加學生對相關知識的學習興趣[8]。教師結合3D 打印模型和影像學資料，以個性化方式對病例進行講解和分析，演示臨床診治過程和治療方案的制訂，規劃手術方法，讓學生參與模擬體驗，提高他們的學習積極性和互動性，激發對創傷骨科學習的熱情[9]。

本次研究對創傷骨科教學效果的評價中發現，實驗組學生在專注度、興趣度、參與度的評分及滿意度均高于對照組（P均＜0.05），表明3D 打印結合鏡像模型輔助帶教模式可以幫助學生更深入地理解骨折發生機制，探討不同的手術預案，并培養個體化的臨床思維。借助3D 打印技術制備個體化骨骼模型的創新教學模式，不僅解決了傳統教學模式存在的問題，而且還明顯提高了創傷骨科臨床教學的效果。

3D 打印模型輔助教學雖然增加了骨科臨床教學的直觀性和可操作性，但仍存在以下不足：目前3D打印技術雖然能夠打印出骨骼模型，但在模擬神經、血管、肌肉等組織的走形和分布方面仍存在一定的局限性[10]。受經濟成本影響，目前3D打印在臨床應用中仍局限于具有特征性的復雜病例，并無法大規模推廣。此外，盡管3D模型可以用于模擬手術操作，如內固定植入手術等，但與實際操作仍存在一定差異，需要持續完善打印技術以提高模擬效果[11，12]。

綜上所述，3D打印結合鏡像模型在創傷骨科教學培訓中與傳統教學方式相比，能夠提高學生的學習熱情和教學質量，有利于對四肢創傷骨科疾病的講解和治療方案的設計規劃，更快地提高學生對手術操作及重點內容的理解及掌握。