3D打印技术在介入放射学教学中的应用
[摘要] 目的 将3D打印的血管模型用于医学本科生介入放射学教学中，旨在探讨其对教学效果的影响。 方法 随机选取包头医学院2013 级临床医学专业本科60名学生，随机分为观察组和对照组，各30名。分别给予3D 打印股动脉血管模型及采用传统教学方法介绍Serdinger穿刺技术。 结果 两组学生的理论知识及技能操作考试，观察组成绩明显高于对照组。两组学生在学习兴趣等5个方面的调查问卷中，观察组均优于对照组。 结论 3D打印模型应用于介入放射学教学中，学员对此课程的兴趣和好奇心大增，取得了良好的效果。3D打印模型在介入放射学教学中的应用，是一种不可多得的值得推广的好方法。
[关键词] 3D打印；介入放射学；教学；学生
[中图分类号] R654.3 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2017）03（c）-0054-02
[Abstract] Objective To discuss the effect on the teaching effect by applying the 3D printed vessel model to the teaching in the interventional radiology for medical undergraduates. Methods 60 cases of students in the clinical medical major in our hospital in 2013 were randomly selected and divided into two groups with 30 cases in each， respectively adopted the 3D printed arteria femoralis vessel model and traditional teaching method to introduce the Serdinger puncture technical. Results The theoretical knowledge and skill operation examination scores in the observation group were obviously higher than those in the control group， and the questionnaire scores such as learning interest in the observation group were better than those in the control group. Conclusion The application of 3D printed vessel model to the teaching in the interventional radiology can greatly increase the learning interest and curiosity and obtain a good effect， and it is worth promotion.
[Key words] 3D print； Interventional radiology； Teaching； Students
3D打印技術以其便捷、个性化的优势在医学领域应用取得了一定的成效[1-2]，不容忽视是其在介入放射学教学领域的发展。随着医学科学水平的长足发展，3D打印技术越来越多地应用于骨科、口腔科等临床及教学领域中。3D打印技术在临床及教学工作中所展现的优势也越来越受到外科医生的重视。介入放射学教学中由于血管系统解剖结构的复杂性，以及传统临床教学中视野显露的困难性，使得学生很难迅速地对该类手术产生较为直观的感性认识。如何能在有限的教学时间内充分调动学员的积极性，提高学习兴趣和效果，发挥创造性思维，是外科临床教员值得思考的问题。该研究将 3D 打印的血管模型用于医学本科生介入放射学教学中，旨在探讨其对教学效果的影响。
1 对象与方法
1.1 研究对象
随机选取包头医学院2013 级临床医学专业本科60名学生，其中男生21名，女生39名。采用随机数表法随机分为观察组30名和对照组30名。两组学员年龄、平均成绩及对教学方法的需求等，差异无统计学意义（P>0.05）。
1.2 研究方法
观察组30名，采用 3D 打印股动脉血管模型介绍Serdinger穿刺技术的相关信息； 对照组30名，仅采用传统的多媒体教学方法介绍Serdinger穿刺技术。两组为同一老师带教，临床带教老师均为本专业正高级职称教员，有较丰富的临床工作和教学经验。在授课完毕后，进行教学综合分析。
1.3 效果评价
1.3.1 理论知识 闭卷考试卷对股动脉穿刺位置、穿刺角度、穿刺深度、穿刺成功标准4个指标进行考核。讲课后随即进行理论考试，采用不记名方式，填写后当场收回。评价标准： 试卷以100分制进行打分，每个指标25分。
1.3.2 技能操作 结合3D打印模型训练能够在模型上熟练进行Serdinger技术穿刺股动脉，由同一个上级医师评价操作。评价标准： 1分不满意、2分不太满意、3分一般、4分较满意、5分非常满意，共5个评价等级进行评分。
1.3.3 问卷调查 调查问卷在学习兴趣、理解程度、学习效率、解剖结构的掌握、操作技能的掌握等5个方面对学生的掌握情况进行了解，答案采用“是”“否”的形式回答，结果以百分比形式表示。
1.4 统计方法
采用SPSS 22.0统计学软件处理数据，计量资料以（x±s）的形式表示，并采用t检验；计数资料以（%）的形式表示，并采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 临床考核成绩
考核结果显示，观察组在股动脉穿刺位置、穿刺角度、穿刺深度、穿刺成功标准等4个方面的理论知识及技能操作考试的成绩均高于对照组，并且差异有统计学意义（P<0.01），详见表1。
2.2 问卷调查结果
调查结果显示，观察组在学习兴趣、理解程度、学习效率、解剖结构的掌握、操作技能的掌握等5个方面的均优于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），详见表2。
3 讨论
3D打印又叫快速成型，是一种新型的快速喷墨打印技术， 通过逐层喷墨， 最终可以打印出具有三维形状的物体。第一台3D打印机是通过光固化立体造型[3]的立体光刻技术来实现模型的构建，该技术通过对特定的光敏材料进行激光分层扫描， 材料会固化形成薄层，通过同样的逐层扫描，就可得到相应的模型[4]。目前 3D 打印技术在医学领域的应用主要集中在骨科、口腔颌面外科以及血管外科等[5]。血管介入治疗因难度大、用时长、发展迅速的特点，3D打印技术已经成为在手术训练领域的研究热点。Berry等[6]利用3D打印SLS技术制作出了质地柔软的了涵盖10种解剖变异的人腹主动脉和相应脉管系统模型，可用于手术及血管腔内预操作。有着高精度和低成本优势的3D打印技术，占领了一些国家和地区医学教育部分市场。3D打印技术有望成在解剖学学习和手术训练领域成为主流途径，为医学教育提供标准化和可触化的模型。
为探索3D打印模型对介入放射学教学的影响，我们应用3D打印模型教学，结合3D教学模型讲解Serdinger穿刺过程及相关解剖知识。两组学生在股动脉穿刺位置、穿刺角度、穿刺深度、穿刺成功标准等四个方面进行理论知识及技能操作考试，观察组成绩明显高于对照组，理论知识：（89.90±2.89）分VS（72.90±5.62）分，技能操作：（4.00±0.83）分VS（2.96±0.89）分，并且差异有统计学意义（P<0.01）。两组学生在学习兴趣、理解程度、学习效率、解剖結构的掌握、操作技能的掌握等5个方面的调查问卷中，观察组均优于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。尤其在操作技能的掌握方面，观察组的86.66%明显高于对照组的33.33%。其次为学习效率方面，观察组83.33%，对照组36.66%。由此可见将3D打印模型引用于介入放射学教学中，对学生的学习兴趣、理解程度、学习效率、解剖结构的掌握、操作技能的掌握等方面有着良好的效果。
以往在介入放射学授课时多以照本宣科，这种模式教学让他们感觉乏味，势必产生厌倦感。此时如果辅以3D打印模型的话，他们必然产生兴致。授课时利用3D打印模型为学员讲解Serdinger穿刺过程及相关解剖知识，学员对于这项穿刺技术的兴趣和好奇心大增，取得了良好的效果。由此可见，3D打印模型在介入放射学教学中的应用，是一种不可多得的值得推广的好方法。
[参考文献]
[1] Green DW. Tissue bionics： examples in biomimetic tissue engineering[J].Biomed Mater，2008（3）：34010.
[2] Wilson BS， Dorman MF.Cochlear implants： a remarkable past and a brilliant future[J].Hearing Res，2008（242）：3-21.
[3] Hull CW.Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography[J].US Patent，1986.
[4] Sachs EM， Haggerty JS， Cima MJ， et al.Three-dimensional printing techniques[J].US Patent，1993.
[5] Tam MD，Laycock SD，Bell D，et al. 3D printout of a DICOM file to aid surgical planning in a 6 year old patient with a large scapular osteochondroma complicating congenital diaphyseal aclasia[J].J Radiol Case Rep，2012，6（1）：31-37.
[6] Berry E，Marsden A，Dalgarno KW，et al.Flexible tubular replicas of abdominal aortic aneurysms[J].Proc Inst Mech Eng H，2002（216）：211-214.
（收稿日期：2016-12-25）
