吳 嬋，劉雨桐，戴榮平，張美芬，鐘 勇，陳有信

(中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院 眼科， 北京 100730)

在目前臨床醫(yī)學八年制本科生的教學體系中，眼科的學習時間較短。眼科學(ophthalmology)是一個非常依賴各類檢查儀器的學科，其檢查儀器包括眼壓計、裂隙燈、直接檢眼鏡(direct ophthalmoscopy)和間接檢眼鏡等等。在眼科的學習過程中，很多學生對眼科的各種儀器操作感到有一定的困難，很難在較短的時間內(nèi)掌握相應的操作要點，尤其是眼底的檢查儀器[1]。而直接檢眼鏡檢查眼底正是非常重要的眼科基本功，是初步了解眼底情況的重要工具，也是一項重要的醫(yī)學技能[2-3]，在很多臨床科室都有著重要的意義，可以幫助眼科、神經(jīng)科、急診科和婦產(chǎn)科等醫(yī)生對于一些危及視力甚至生命的情況第一時間作出判斷并積極救治[4]。國際上很多急診科、神經(jīng)內(nèi)科等醫(yī)師都掌握了基本的直接檢眼鏡眼底檢查技術，這和醫(yī)學生階段打下的良好基礎不無關系[5-6]，中國本科生眼科教學也迫切需要提高學生的直接檢眼鏡眼底檢查能力。

在眼科教學中，檢眼鏡練習常以互相看眼底為主，看患者眼底為輔，這本身就重復性較低，難以在短時間內(nèi)達到一定的熟練度。很多學生反映互相看眼底眼睛太過疲勞，尤其是不熟練的情況下，看眼底所需時間較長，會對對方眼底造成一定的光損傷。而以患者作為練習對象時，很多學生會緊張，更難掌握直接眼底鏡的使用技巧。因此，需要探索新的教學方法，才能為醫(yī)學生打下良好的眼科基礎，和國際上其他醫(yī)學院校的眼科學教育相接軌。如何增加重復訓練的機會及提高學生的興趣是其中的關鍵。因此，本研究開發(fā)了一種人眼模型用于直接眼底鏡的教學，希望從根本上解決上述問題，提高學習效率。本文就人眼模型輔助訓練教學法和傳統(tǒng)教學法在眼科臨床教學中的效果進行了對照性研究和分析，探索在眼科臨床教學活動中引入人眼模型用于直接檢眼鏡教學的可行性。

1 對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為92名進入眼科學習的2012級北京協(xié)和醫(yī)學院八年制臨床醫(yī)學本科生，均為第6年醫(yī)學生，以見習小組為單位隨機分配到兩組：A組(模型訓練組)及B組(傳統(tǒng)訓練組)，兩組學生均沒有直接檢眼鏡的學習或操作經(jīng)歷。

1.2 研究方法

1.2.1 人眼模型的設計:人的眼球是一個暗房，因此，本研究最初選用了2 mm椴木層板，使用激光切割機切割后黏接成暗房內(nèi)所有結(jié)構，一側(cè)表面設計為模擬瞳孔，內(nèi)設可固定仿真眼球的隔層，瞳孔中軸與眼球中軸位于同一條直線上。因為臨床工作中可能會接觸到不同瞳孔大小的患者，本研究設計了大中小3種不同孔徑的圓孔模擬瞳孔，以8、5和3 mm分別代表大中小瞳孔的孔徑，同時為了方便更改瞳孔大小用于教學，將其設計為了可調(diào)節(jié)式瞳孔，使該模型具有更強的實用性(圖1)。

如果將人眼簡化成單球面折射系統(tǒng)，認為眼睛只由一種介質(zhì)組成， 其折射率為1.33， 聚丙烯(樹脂)折射率為1.49，玻璃折射率為1.5， 均可用于制作仿真眼球，本研究選用了玻璃作為本研究的仿真眼球。因為健康人眼徑約22～24 mm，所以選取直徑22 mm大小的玻璃體球作為仿真眼球，將其置入暗房內(nèi)部，并在其后表面貼上已打印的數(shù)字、文字、圖案或真實眼底圖，來模擬眼底。這樣，學生就可以通過這個瞳孔大小的孔來看暗房內(nèi)部的模擬眼底，并反復練習。

圖1 可調(diào)節(jié)瞳孔大小的模擬暗房正面Fig 1 Front side of the pupil-adjustable eye model

為了使眼底圖片更接近真實眼底的效果，本研究將正常眼底圖進行縮小并不斷測試，發(fā)現(xiàn)將眼底圖片縮小到1 cm x1 cm大小，同時保證視盤直徑為1.5 mm時，即可模擬正常眼底。因此本研究將相同規(guī)格的不同眼底圖片縮小至1 cm ×1 cm大小，黏貼于仿真眼球正后方，并將暗房的背面設計為可打開式(圖2)，這樣可以方便更換圖片，以擴展眼底教學的范圍，方便學生掌握更多的眼底疾病。經(jīng)過多次測試，進一步采用了三維(3-dimension,3D)打印材料來模擬暗房(圖3)。

圖2 模擬暗房背面打開細節(jié)圖Fig 2 Back and interior details of the eye model

圖3 3D打印的模擬暗房正反面及內(nèi)部細節(jié)圖Fig 3 Front, back and interior details of the 3D printed eye model

1.2.2 分組訓練方法:對兩組學生均先進行同樣的理論講課，講解了直接檢眼鏡的應用方法和要點。然后A組學生先用人眼模型練習看眼底，從8 mm的瞳孔直徑開始熟悉眼底鏡的使用方法，待熟練后自行將可調(diào)節(jié)瞳孔調(diào)節(jié)至5 mm，最終調(diào)節(jié)為3 mm的瞳孔直徑。仿真眼球后表面的貼圖也從簡單的數(shù)字、文字開始，逐漸替換成真實眼底圖片。練習1 h后，學生開始互相練習看眼底。B組學生直接互相練習看眼底。兩組學生經(jīng)過相同時間的訓練后，選取難度相同的真實患者眼底來讓學生們進行測試，以120 s為考核時限，記錄是否能看清視盤、看清視盤杯盤比的反應時間及正確與否，最后匯總數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計學分析(圖4)。

圖4 兩組識別率的Kaplan-Meier分析Fig 4 Kaplan-Meier analysis of the recognition rate in the two groups

1.3 統(tǒng)計學分析

采用R 3.5.0軟件進行統(tǒng)計分析。采用χ2檢驗比較兩組看清視盤及杯盤比的成功率，結(jié)果以差值和95%置信區(qū)間表示?？辞逖鄣姿钑r間采用Kaplan Meier總結(jié)和Log-Rank檢驗，在120 s內(nèi)未能看到眼底則記錄為右側(cè)刪失，結(jié)果以中位成功時間和95%置信區(qū)間表示。

2 結(jié)果

參加直接檢眼鏡技能訓練的醫(yī)學生共92名，其中男生36名，女生56名，年齡23～26歲，A組及B組各有46名學生，兩組學生在年齡、性別構成及理論考試成績等方面差異均無統(tǒng)計學意義。A組經(jīng)模型輔助訓練后，共43人成功看到眼底(93.48%)，B組經(jīng)傳統(tǒng)訓練后，共21人看到眼底(45.65%)(表1)，兩組組間差為47.83%，95%置信區(qū)間為29.59%～66.07%，P<0.001， A組明顯優(yōu)于B組(表2)。

表1 兩組培訓方式考核結(jié)果Table 1 Performance of the two groups[n/%]

表2 兩組培訓方式成功率比較

A組經(jīng)模型輔助訓練后，看清眼底的中位識別時間為29 s；95%置信區(qū)間為23～45 s。由于對照組的識別率有限，無法估計中位時間，但是，基于其95%置信區(qū)間下限估計，至少需要80 s以上。對數(shù)秩檢驗的P值<0.001， A組明顯優(yōu)于B組(表3)。

表3 兩組培訓方式成功識別中位時間比較

3 討論

近年來，隨著3D打印技術的發(fā)展，其在醫(yī)學教育中的應用也越發(fā)廣泛[7-10]。本研究介紹了一種提高直接檢眼鏡學習能力的3D打印眼部模型的構建，并在臨床醫(yī)學本科生的教學中評估了其有效性，探索了直接檢眼鏡教學的新方法。

眾所周知，學習離不開記憶，從艾賓浩斯(H.Ebbinghaus)的遺忘曲線可知，記憶需要不斷地重復才能達到較好的效果，這就是教學中“反復”對于積極記憶的重要性[11]。當然反復絕對不同于簡單的重復，簡單的重復是一種效率較低的教學方法，很容易引起學生的反感而降低他們的學習興趣。而教學中的反復應是對于同一知識點的不同層次的再認知，是一種階梯式的提升，在這樣的反復下，隨著學習興趣和強度的增加，更多的記憶將被儲存在長期記憶中，形成永久的技能。在傳統(tǒng)的眼科教學中，檢眼鏡練習以學生互相看眼底為主，看患者眼底為輔，這種“看一個，做一個，教一個”的教學方法重復性較低，并且沒有階梯式的提升，難以增加學生的自信心和學習興趣，難以形成有效的積極記憶。

通過人眼模型的可調(diào)節(jié)瞳孔及不同難度的眼底圖片，本研究從最簡單的學習難度開始，先通過大瞳孔來識別眼底的數(shù)字、文字，在此過程中，學生可以對直接檢眼鏡的光斑調(diào)節(jié)、屈光度調(diào)節(jié)反復調(diào)試，熟悉其各個零部件的功能及應用，同時可以反復訓練正確的持鏡距離及用眼方式，一旦能夠看到相應的數(shù)字及文字，就會對學生形成正向反饋，增強他們的學習信心。然后逐漸增加學習難度，將瞳孔大小逐步調(diào)成中等大小的瞳孔及小瞳孔，眼底圖片也逐步替換成真實的眼底圖，讓學生循序漸進地提升學習能力，不斷增加學習興趣，逐步建立起應用直接檢眼鏡的信心。此外，能否準確說出相應的數(shù)字及文字序列也使教師能夠即時評估學生是否已經(jīng)掌握了該難度的眼底檢查，是否可以增加學習難度，在此過程中，學生能夠即時反饋學習中的困難，使教師能夠更有傾向性地指導學生、糾正錯誤。這種教學方法由于重復性高，而且是階梯式提升的重復，更容易使學生形成長期記憶，更好地掌握直接檢眼鏡的檢查技術。

不斷增強的難度也能激勵學生更加努力，并克服學習過程中可能出現(xiàn)的任何障礙。經(jīng)過模型輔助訓練后，學生們在檢查其他同學或者患者時更自信，在以患者為對象的考試過程中，模型訓練組也普遍反映面對患者的緊張與焦慮程度降低。因此，這種3D打印的眼底模型可以作為現(xiàn)有直接檢眼鏡教學方法的補充，顯著提高學生的學習興趣、學習效率及學習效果，在短期內(nèi)使學生掌握直接檢眼鏡的檢查技能。這種模型輔助的訓練方法不僅可以應用于醫(yī)學生的眼科教學，而且可以推廣到眼科研究生、住院醫(yī)的教學，甚至可以用于急診科、神經(jīng)內(nèi)科等科室醫(yī)生的短期培訓，從而使更多危及視力及生命的疾病得到更快的診治，為眼科教育注入新的活力。