譚鈞尹，羅翔，韋燕，秦豪，譚霄，梁俊杰，張其標

(1.廣西壯族自治區(qū)貴港市人民醫(yī)院腫瘤科，廣西 貴港；2.廣西壯族自治區(qū)貴港市人民醫(yī)院廣西數(shù)字醫(yī)學與3D打印臨床醫(yī)學研究中心，廣西 貴港)

0 引言

原發(fā)性肝癌是常見的消化道惡性腫瘤，在廣西尤為高發(fā)，其治療效果差，死亡率高[1]，是醫(yī)學生實習階段必須掌握的常見病及多發(fā)病，但因肝臟空間及解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，肝血管結(jié)構(gòu)的多樣性，學生對肝臟的解剖結(jié)構(gòu)、腫瘤位置及其周圍毗鄰關(guān)系的理解難度較大。傳統(tǒng)教學方法中，對肝臟及腫瘤的解剖結(jié)構(gòu)的講解通常采用二維圖像，如CT、MRI等，學生不易將二維圖像轉(zhuǎn)化為立體空間概念，難以全面掌握其解剖特點，是臨床教學中的難點及重點。

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，在醫(yī)學領(lǐng)域通常以CT/MRI斷層圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用連續(xù)逐層打印的方式構(gòu)造出立體的3D實體模型。3D打印模型能較好的顯露復(fù)雜的三維立體結(jié)構(gòu)，具有直觀性、可視性，近年來被逐漸應(yīng)用于口腔臨床個性化治療及骨科的術(shù)前規(guī)劃、醫(yī)患溝通、金屬內(nèi)植物及臨床教學中[2,3]。在肝腫瘤方面，有報道顯示3D打印技術(shù)在肝腫瘤的術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中引導有一定指導意義，可實現(xiàn)肝腫瘤的精準治療，提高手術(shù)成功率，降低手術(shù)并發(fā)癥[4-6]。目前，對于3D打印技術(shù)在腫瘤臨床教學中的應(yīng)用報道較少，因此我們將3D打印技術(shù)應(yīng)用到肝腫瘤臨床醫(yī)學中，在傳統(tǒng)臨床見習教育模式下，輔以3D 打印的肝腫瘤模型，探索一種新穎的臨床教學模式，以提高教學質(zhì)量。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2018年7月至2019年10月期間在我院腫瘤科實習的80名學生作為研究對象，均為本科臨床專業(yè)，隨機分為對照組和試驗組，每組各40人，對照組采用傳統(tǒng)教學方法，試驗組采用傳統(tǒng)教學方法的基礎(chǔ)上配合3D打印肝腫瘤模型進行輔助教學。授課為同一名主任醫(yī)師，兩組學生使用相同的教學大綱，兩組學生的性別，年齡，在校期間系統(tǒng)解剖學、局部解剖學、醫(yī)學影像學、內(nèi)科、外科、婦產(chǎn)科及兒科科目考試總成績比較無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)(詳見表1)。

表1 80名學生的基本資料

1.2 研究方法

1.2.1 對照組

授課前預(yù)選好較典型的原發(fā)性肝癌病人資料，采用傳統(tǒng)教學模式，具體如下：

理論課：2個學時，理論課教學大綱包括：(1).原發(fā)性肝癌的定義和流行病學特點；(2).病因：肝硬化、病毒性肝炎、黃曲霉素、其他；(3).病理分型：根據(jù)病理形態(tài)分型、腫瘤大小分型、癌細胞分化程度分型；(4).臨床表現(xiàn)：癥狀和體征；(5).診斷：血液學檢查和影像學診斷；(6).最新的肝癌分期方法；(7)鑒別診斷；(8).并發(fā)癥和轉(zhuǎn)歸；(9)治療：手術(shù)治療、B超引導下經(jīng)皮穿刺腫瘤射頻、微波或注射無水酒精治療、介入治療、放療、化療、靶向治療、免疫治療、中醫(yī)中藥治療、并發(fā)癥的處理。

實踐課教學步驟：(1)指導學生詢問病史及體格檢查；(2)學生閱讀患者的實驗室檢查結(jié)果、B超、CT、MR等影像學資料，并結(jié)合患者的臨床表現(xiàn)、實驗室檢查結(jié)果及影像學資料進行討論，做出初步診斷、腫瘤分期、鑒別診斷。(3)學生根據(jù)肝癌綜合治療原則，結(jié)合患者的各項臨床資料，制定具體的診療計劃、可能出現(xiàn)的并發(fā)癥及處理方法；(4)教師對相關(guān)病例進行點評補充；(5)教師引導學生閱片，結(jié)合影像學資料，重點講解內(nèi)容包括以下幾個方面：①肝臟的正常解剖結(jié)構(gòu)；②肝臟的“五葉八段”分區(qū)法及與相對應(yīng)的CT、MR斷層解剖知識；③三個肝門的識別；④腫瘤的位置、數(shù)目、大小、與臟器及血管的毗鄰關(guān)系，結(jié)合具體案例，根據(jù)腫瘤的位置及毗鄰關(guān)系，優(yōu)選的治療方案。

試驗組：在傳統(tǒng)教學模式的基礎(chǔ)上配合3D打印模型輔助教學。挑選臨床診斷為原發(fā)性肝癌的患者，并行64層薄層CT增強掃描，層厚為6mm，CT數(shù)據(jù)以DICOM格式導出，采用minics17軟件，對整個肝臟、腫瘤、肝動脈、門靜脈、肝靜脈結(jié)構(gòu)進行三維重建，圖像以STL格式導入Makerbot軟件，采用3D打印機進行1:1的3D模型打印，然后行打印后處理，得出肝臟、腫瘤及血管為一體的3D打印模型(圖1)。在對照組的教學方法基礎(chǔ)上，教師在引導學生閱片的過程中，使用3D打印模型給學生重點講解肝臟的解剖結(jié)構(gòu)、“五葉八段”分區(qū)法及與相對應(yīng)的CT斷層解剖知識、三個肝門的識別以及腫瘤的位置、大小、毗鄰關(guān)系，結(jié)合具體案例，根據(jù)腫瘤的位置及毗鄰關(guān)系，優(yōu)選的治療方案。

1.3 效果評價

1.3.1 理論考核

實習結(jié)束出科前一天，對兩組學生理論考核以評估對課程內(nèi)容的掌握程度，試題共計50題，全部為選擇題，其中單選題40題，每題2分，共計4個選項；多選題10題，每題2分，共計4個選項，總分100分，考試時間60分鐘，兩組學生均采用同一套試卷進行閉卷考試。考核內(nèi)容主要包括肝癌的流行病學特點、病因病理、臨床表現(xiàn)、影像學特點、主要治療方案、病歷書寫、肝臟的解剖結(jié)構(gòu)、以及具體案例CT或MR圖像上腫瘤的位置、毗鄰關(guān)系等。

1.3.2 主觀問卷調(diào)查

通過自制調(diào)查問卷了解學生對教學方法的滿意度。所有學生出科前均完成并提交調(diào)查問卷表，問卷內(nèi)容包括：激發(fā)學習興趣；有助于局部解剖的知識理解；提升臨床診治思維；贊同授課方式。學生就每個問題進行1-5分打分(5分代表非常同意，4分代表同意，3分代表中立，2分代表不同意，1分代表非常不同意)。

1.4 統(tǒng)計學方法

應(yīng)用SPSS 17.0進行統(tǒng)計學分析，兩組學生年齡、在校成績、出科考核的理論成績及主觀問卷評分均采用Mean±SD表示。組間比較，計數(shù)資料采用χ2檢驗，計量資料采用t檢驗。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組理論考核成績比較

試驗組的平均理論考試成績優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義，見表2。

表2 理論成績比較

圖1 肝腫瘤模型

2.2 兩組主觀問卷調(diào)查結(jié)果比較

相比對照組，試驗組的教學方案更能激發(fā)學生的學習興趣，有助于局部解剖知識的理解、同時能提升學生的臨床診治思維，見表3。

3 結(jié)論

采用3D打印肝腫瘤模型進行臨床教學有助于激發(fā)學生的學習興趣及對局部解剖知識的理解，同時能提升學生的臨床診治思維。與傳統(tǒng)教學方法相比，在傳統(tǒng)教學方法上輔以3D打印技術(shù)的教學模式有助于臨床教學效果，具有一定優(yōu)勢，值得在臨床教學中推廣應(yīng)用。

4 討論

原發(fā)性肝癌是廣西高發(fā)的消化道惡性腫瘤[1]，首選手術(shù)切除，不手術(shù)者可行介入治療、微波/射頻消融、放療等局部治療，或選擇化療、生物靶向及免疫治療等全身治療手段，局部治療手段的選擇是主要根據(jù)腫瘤所處的位置及局部解剖關(guān)系，因此對肝臟解剖結(jié)構(gòu)及腫瘤與局部解剖關(guān)系的全面認識和正確評估是制定治療計劃的關(guān)鍵。原發(fā)性肝癌是臨床教學中的重點內(nèi)容，學生對肝臟解剖結(jié)構(gòu)的認識是掌握肝癌最重要的基本知識，然而因肝臟解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，兩套脈管系統(tǒng)在肝臟中穿行，常伴有解剖學變異，是教學中的難點。傳統(tǒng)教學方法通常是通過書籍解剖圖冊、超聲、CT、MRI等二維圖像來解釋肝臟解剖結(jié)構(gòu)及腫瘤的位置、周圍毗鄰關(guān)系，需要學生具備較強的空間想象力，理解難度大，學習曲線陡峭。

表3 主觀問卷評分結(jié)果

在國外，3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到日常的各項臨床工作中，在骨科和心臟外科的臨床教學中應(yīng)用較為廣泛，相比傳統(tǒng)教學方式，取得較好的教學效果和較高的教學滿意度[7,8]。在國內(nèi)，3D打印技術(shù)在骨科臨床教學的應(yīng)用報道較多，利用3D打印技術(shù)對復(fù)雜部位的骨折和脊柱畸形的臨床教學，以及骨外科局部手術(shù)操作的培訓均表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢[9-12]。在腫瘤教學方面，李綿利等[13]將3D打印技術(shù)應(yīng)用在腫瘤放射治療學的教學中，在傳統(tǒng)教學方式的基礎(chǔ)上，利用3D打印模型輔助傳授腫瘤放射治療方案要點，包括放療定位、靶區(qū)勾畫、計劃設(shè)計及相關(guān)風險事項，可提高學員的理論考核成績、病例分析成績以及綜合能力自我評分，可明顯提高教學質(zhì)量。鄭春雷等[14]研究報道亦顯示，3D打印技術(shù)聯(lián)合PBL教學模式可有效提高住院醫(yī)師的學習效率和學習興趣。隨著3D打印技術(shù)的日益成熟，將會在醫(yī)學各學科教學中發(fā)揮優(yōu)勢。

本研究中，我們應(yīng)用3D打印技術(shù)，個體化地將肝臟內(nèi)的動靜脈的走形及腫瘤的局部解剖特點，通過打印3D模型直觀的表現(xiàn)出來，實現(xiàn)了理論與實際的結(jié)合，個體化的展現(xiàn)肝腫瘤的解剖結(jié)構(gòu)，可以充分調(diào)動學生的學習興趣，加深醫(yī)學生對肝臟及腫瘤局部解剖結(jié)構(gòu)的理解，提高學習效率。學生在結(jié)合具體患者的病史、體格檢查及輔助檢查結(jié)果的基礎(chǔ)上，將肝腫瘤打印出來，模型觸手可及，更直觀形象，同時方便師生、學生之間及醫(yī)患之間的相互交流，對肝臟正常解剖結(jié)構(gòu)及肝腫瘤位置、毗鄰關(guān)系有更深層次的理解，有助于學生掌握該疾病的臨床特點、治療方案和并發(fā)癥等，能較好的提升學生的臨床診療思維。因此傳統(tǒng)教學方法輔以3D打印技術(shù)的教學模式有助于提高教學質(zhì)量，值得在臨床教學中推廣應(yīng)用。

本研究中也存在一定的局限性：①3D打印技術(shù)還未普及，在教學中的應(yīng)用仍處于早期階段；②教師掌握3D打印軟件需要一定時間，同時制作3D模型過程耗時也較長；③3D打印模型與實際情況接近，但仍存在差異。

作者貢獻說明

譚鈞尹、秦豪、韋燕：提出論文構(gòu)思、實驗操作、論文撰寫；譚霄、梁俊杰：數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計學分析；羅翔、張其標：研究指導、論文修改、經(jīng)費支持。