冒平 王拓

以問題為導(dǎo)向的教學(xué)法（problem-based learning，PBL）是一種以“問題為導(dǎo)向，學(xué)生為主體”的新型教學(xué)方法。相比于傳統(tǒng)講授式的教學(xué)模式，PBL 突出在帶教老師的引導(dǎo)下，鍛煉學(xué)生自主分析、討論并解決學(xué)科實(shí)際問題的能力，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[1-2]。然而，神經(jīng)外科教學(xué)過(guò)程中常常涉及較為復(fù)雜的顱腦解剖，而傳統(tǒng)教學(xué)多采用局部解剖學(xué)教材及解剖圖譜進(jìn)行講解，需要住培學(xué)員在腦中進(jìn)行二次加工，將平面圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體圖像，難度較大，學(xué)習(xí)周期長(zhǎng)，可導(dǎo)致住培學(xué)員在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生畏難情緒，影響學(xué)習(xí)的積極性。由此，如何利用現(xiàn)有教學(xué)技術(shù)將復(fù)雜的顱腦解剖進(jìn)行三維立體展示，最大程度地調(diào)動(dòng)住培學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣及積極性，是當(dāng)前神經(jīng)外科教學(xué)中亟待解決的問題。近年來(lái)，隨著影像后處理技術(shù)的不斷發(fā)展，可將電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）、CT 血管造影（CT angiography，CTA）及核磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）等不同序列的圖像進(jìn)行融合，清晰地構(gòu)建能夠顯示顱腦、病變及血管等結(jié)構(gòu)的三維模型，有助于住培學(xué)員對(duì)顱腦解剖的理解，提升學(xué)習(xí)的積極性及教學(xué)滿意度[3-4]。研究將三維重建技術(shù)應(yīng)用于神經(jīng)外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)住培學(xué)員的PBL 教學(xué)，教學(xué)效果良好，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020 年6 月—2021 年6 月西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)學(xué)員64 名為研究對(duì)象，采用隨機(jī)數(shù)字表法分為觀察組32 名和對(duì)照組32 名。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）住培學(xué)員提前獲知本教學(xué)研究?jī)?nèi)容，并自愿參加者；（2）全日制研究生。排除標(biāo)準(zhǔn)：因各種原因不能全程配合教學(xué)研究，中途退出者。觀察組住培學(xué)員在多媒體PBL 教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過(guò)三維重建技術(shù)融合顱腦MRI 及CT 數(shù)據(jù)，形成可視化的多模態(tài)顱腦三維解剖模型進(jìn)行教學(xué)。對(duì)照組住培學(xué)員采用傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)方法。其中，觀察組中男19 名，女13 名，年齡23～25 歲，平均（24.03±0.78）歲；對(duì)照組中男17 名，女15 名，年齡23～25 歲，平均（23.87±0.82）歲。2 組住培學(xué)員在性別、年齡等方面的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 三維重建方法

利用院內(nèi)PACS 軟件系統(tǒng)獲取術(shù)前顱腦影像數(shù)據(jù)（DICOM 格式）。其中，CT 和MRI 數(shù)據(jù)為連續(xù)薄層1 mm，CTA 層厚為0.625 mm。3D-Slicer 軟件導(dǎo)入DICOM多模態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合配準(zhǔn)，運(yùn)行Segment Editor模塊進(jìn)行顱腦、病變、血管及顱骨等的三維重建，通過(guò)調(diào)節(jié)可視按鈕及透明度，明確顱腦、病變、血管及顱骨之間的解剖關(guān)系[5]；通過(guò)剪切、旋轉(zhuǎn)等方式，在顱腦三維解剖模型中進(jìn)行手術(shù)入路設(shè)計(jì)和演示。

1.2.2 對(duì)照組教學(xué)方法

對(duì)照組住培學(xué)員采用傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)方法，按照《住院規(guī)范化培訓(xùn)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)》安排教學(xué)任務(wù)。具體如下：對(duì)全體住培學(xué)員進(jìn)行入科宣教，介紹科室的各項(xiàng)規(guī)章制度，并將住培學(xué)員分配至科室各專業(yè)組進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)，定期對(duì)住培學(xué)員安排各種教學(xué)培訓(xùn)，包括小講課（每周1 次）、教學(xué)查房（每周2 次）、疑難病例討論（每周2 次）和操作技能培訓(xùn)（每周2 次）等。每次教學(xué)時(shí)長(zhǎng)為1 小時(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，以帶教老師為主體，小講課和疑難病例討論通過(guò)PPT 形式講解神經(jīng)外科的理論知識(shí)及相關(guān)顱腦解剖知識(shí)，從而鍛煉住培學(xué)員的臨床診療思維；教學(xué)查房和操作技能培訓(xùn)采取住培學(xué)員操作，帶教老師床旁講解及點(diǎn)評(píng)的方式進(jìn)行。

1.2.3 觀察組教學(xué)方法

觀察組住培學(xué)員采用PBL 聯(lián)合三維重建技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，且與對(duì)照組采用同樣的教學(xué)大綱、臨床病例及操作技能培訓(xùn)，具體如下：（1）課前引導(dǎo)，自主學(xué)習(xí)：帶教老師通過(guò)建立微信群，在課前發(fā)布入科須知、教學(xué)大綱、神經(jīng)外科常見疾病的診療知識(shí)、擬討論病例的臨床資料及影像學(xué)資料，促使住培學(xué)員在課前盡快熟悉教學(xué)內(nèi)容、培訓(xùn)要求和病例資料。同時(shí)，帶教老師根據(jù)擬討論病例的特點(diǎn)，從疾病的發(fā)生、發(fā)展、診斷、病理、手術(shù)入路、治療及展望等方面提出個(gè)體化問題，例如顱腦腫瘤發(fā)生的潛在病因、腦膠質(zhì)瘤放化療后的復(fù)發(fā)及假性進(jìn)展、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤及惡性腦膜瘤的分子病理診斷、島葉膠質(zhì)瘤及巖斜區(qū)腦膜瘤的個(gè)體化手術(shù)入路選擇、侵襲性垂體瘤術(shù)后放化療方案、膠質(zhì)母細(xì)胞的同步放化療及電場(chǎng)治療介入時(shí)機(jī)等問題。以問題促進(jìn)住培學(xué)員的知識(shí)輸出，充分調(diào)動(dòng)住培學(xué)員學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，鍛煉其自主查閱臨床資料、檢索疾病診療指南及最新研究進(jìn)展的能力。（2）住培學(xué)員為主體的“翻轉(zhuǎn)課堂”：住培學(xué)員結(jié)合課前專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，和帶教老師共同探討病例相關(guān)的個(gè)體化問題，例如疾病的臨床表現(xiàn)、神經(jīng)系統(tǒng)查體要點(diǎn)、影像學(xué)特征及診療方案等等，在互動(dòng)和交流過(guò)程中加強(qiáng)住培學(xué)員對(duì)神經(jīng)外科要點(diǎn)知識(shí)的理解和內(nèi)化。同時(shí)，對(duì)于復(fù)雜抽象的顱腦解剖，由帶教老師將課前準(zhǔn)備好的顱腦解剖三維重建模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，通過(guò)三維旋轉(zhuǎn)、骨性解剖結(jié)構(gòu)裁剪及不同解剖層次的透明度變化等方式清晰地展示顱腦、病變及血管的三維空間關(guān)系，并與住培學(xué)員共同模擬各種顱腦腫瘤的神經(jīng)外科手術(shù)入路，分析各種手術(shù)入路的利弊，最終制定最佳的顱腦手術(shù)入路和治療方案，以不斷提高住培學(xué)員對(duì)復(fù)雜顱腦解剖的理解能力和應(yīng)用水平。（3）課后歸納總結(jié)：住培學(xué)員針對(duì)實(shí)踐的臨床病例進(jìn)行歸納、總結(jié)，在微信學(xué)習(xí)群內(nèi)展開討論和心得分享，并由帶教老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)住培學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，加深其對(duì)神經(jīng)外科專業(yè)知識(shí)及三維顱腦解剖的理解和掌握。

1.3 觀察指標(biāo)

通過(guò)對(duì)比兩組理論考試、操作技能考核成績(jī)及教學(xué)問卷滿意度情況，評(píng)價(jià)兩組的教學(xué)效果。其中，理論考試主要通過(guò)試卷的形式考察住培學(xué)員臨床基礎(chǔ)知識(shí)及診療思維，滿分100 分；操作技能考核內(nèi)容主要包括頭部傷口換藥、腰椎穿刺術(shù)和神經(jīng)外科常見的手術(shù)入路，滿分100 分；教學(xué)問卷滿意度調(diào)查包括教學(xué)總體滿意度、學(xué)習(xí)興趣提高程度和顱腦解剖的理解度，每項(xiàng)滿分10 分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)數(shù)資料用n（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料用（±s）表示，采用兩獨(dú)立樣本均數(shù)t檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

觀察組理論考試及操作考核成績(jī)均優(yōu)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見表1，并且觀察組的教學(xué)總體滿意度、學(xué)習(xí)興趣提高程度、顱腦解剖理解度均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見表2。

表1 觀察組與對(duì)照組理論考試和操作考核成績(jī)對(duì)比（分，±s）

表1 觀察組與對(duì)照組理論考試和操作考核成績(jī)對(duì)比（分，±s）

表2 觀察組與對(duì)照組教學(xué)滿意度及學(xué)習(xí)效果對(duì)比（分，±s）

表2 觀察組與對(duì)照組教學(xué)滿意度及學(xué)習(xí)效果對(duì)比（分，±s）

3 討論

傳統(tǒng)的神經(jīng)外科教學(xué)模式以帶教老師為主體，利用多媒體軟件講授理論知識(shí)，分析臨床典型病案，并開展臨床操作技能培訓(xùn)。然而，在教學(xué)過(guò)程中常常涉及復(fù)雜的顱腦解剖，需要住培學(xué)員在腦中將平面解剖圖譜知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體圖像，難度較大，嚴(yán)重影響住培學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情。近年來(lái)，不斷發(fā)展的三維重建技術(shù)可將患者的顱腦CT、MRI 等多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)融合，構(gòu)建成可自由旋轉(zhuǎn)、剪切，并清晰顯示顱腦、病變及血管等空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的三維立體模型[6]，有助于住培學(xué)員對(duì)復(fù)雜顱腦解剖的理解和應(yīng)用。在傳統(tǒng)授課模式中，由于住培學(xué)員本身水平參差不齊，使得帶教老師同質(zhì)性的授課內(nèi)容難以充分調(diào)動(dòng)住培學(xué)員總體學(xué)習(xí)的積極性，影響了教學(xué)效果的提升[7-8]。PBL 是一種以“問題為導(dǎo)向，住培學(xué)員為主體”的新型教學(xué)法，著重鍛煉住培學(xué)員自主分析、討論并解決學(xué)科實(shí)際問題的能力，可明顯提升住培學(xué)員的主觀能動(dòng)性[9-10]。由此，本研究采用PBL 聯(lián)合三維重建技術(shù)對(duì)住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)住培學(xué)員進(jìn)行神經(jīng)外科教學(xué)，以期提高教學(xué)效果。

在PBL 教學(xué)中，住培學(xué)員課前通過(guò)主動(dòng)查閱學(xué)習(xí)資料掌握疾病理論知識(shí)，對(duì)帶教老師設(shè)計(jì)的個(gè)體化問題形成獨(dú)自的見解；課堂中，住培學(xué)員針對(duì)疾病知識(shí)點(diǎn)展開討論、分析，主動(dòng)分享個(gè)人見解，并通過(guò)疾病認(rèn)識(shí)方面的橫向思想碰撞，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提升臨床診療思辨能力[11-12]。同時(shí)，帶教老師在課堂上不同討論環(huán)節(jié)拋出個(gè)體化的專業(yè)問題，從疾病的發(fā)生、臨床特點(diǎn)、影像學(xué)鑒別要點(diǎn)、手術(shù)入路選擇、診療方案、分子病理、預(yù)后及隨訪等方面逐步引導(dǎo)住培學(xué)員深入討論，并加以點(diǎn)評(píng)，強(qiáng)化住培學(xué)員對(duì)課堂理論知識(shí)的內(nèi)化和掌握。課后，帶教老師督促住培學(xué)員對(duì)所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，以課堂病例入手，以小見大，對(duì)相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)疾病特點(diǎn)進(jìn)行梳理，歸納總結(jié)，提升教學(xué)效果，最大限度地發(fā)揮PBL 教學(xué)的優(yōu)勢(shì)[13-14]。在本研究中，通過(guò)與傳統(tǒng)多媒體教學(xué)方法的比較，我們發(fā)現(xiàn)PBL 聯(lián)合三維重建技術(shù)教學(xué)可提高住培學(xué)員的理論考試及操作考核成績(jī)，且住培學(xué)員的教學(xué)總體滿意度、學(xué)習(xí)興趣提高程度、顱腦疾病解剖的理解度均得到了顯著的提升。由此可見，PBL 教學(xué)擺脫了傳統(tǒng)刻板的講授式教學(xué)關(guān)系，突出了帶教老師的教學(xué)過(guò)程中的引導(dǎo)作用，并能充分調(diào)動(dòng)住培學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情，效果良好。

顱腦解剖復(fù)雜抽象，學(xué)習(xí)周期較長(zhǎng)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，帶教老師主要通過(guò)局部解剖教材和解剖圖譜進(jìn)行復(fù)雜顱腦解剖知識(shí)的講授，而住培學(xué)員在短時(shí)間內(nèi)往往難以理解和掌握顱腦疾病的空間解剖關(guān)系，容易產(chǎn)生畏難情緒，顯著影響了學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)效果[15-16]。然而，利用三維重建技術(shù)，帶教老師在課前可將復(fù)雜的顱腦解剖轉(zhuǎn)換為可視化的三維立體解剖模型，通過(guò)空間旋轉(zhuǎn)、組織剪切和結(jié)構(gòu)隱藏等方法，將顱腦、病變、血管及骨質(zhì)等結(jié)構(gòu)的空間解剖關(guān)系清晰地展示給住培學(xué)員，顯著降低了復(fù)雜顱腦解剖的學(xué)習(xí)門檻。住培學(xué)員通過(guò)各種手術(shù)入路的模擬和演示，分析利弊，設(shè)計(jì)個(gè)體化的手術(shù)方案，進(jìn)一步加深對(duì)顱腦解剖知識(shí)的理解，增強(qiáng)住培學(xué)員將顱腦解剖知識(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)踐手術(shù)應(yīng)用能力的水平[17-18]。本研究中三維重建技術(shù)的應(yīng)用，使得原本枯燥難懂的解剖知識(shí)轉(zhuǎn)化成可視化的立體模型，明顯激發(fā)了住培學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；三維解剖模型與解剖圖譜的對(duì)照學(xué)習(xí)強(qiáng)化了住培學(xué)員對(duì)顱腦解剖知識(shí)的理解，顯著提高了學(xué)習(xí)效率,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；可視化三維解剖模型的自由旋轉(zhuǎn)和隨意剪切，使得住培學(xué)員可探索同一疾病的不同手術(shù)入路，并通過(guò)各種手術(shù)入路對(duì)病變及重要解剖結(jié)構(gòu)的暴露范圍、難易程度和路徑長(zhǎng)短等方面展開分析，深入理解顱腦解剖在手術(shù)方案制定中的意義。三維重建技術(shù)在神經(jīng)外科教學(xué)中的應(yīng)用，提升了住培學(xué)員對(duì)顱腦解剖理解與掌握，使得住培學(xué)員在臨床技能操作中做到心中有數(shù)，進(jìn)一步提高了住培學(xué)員的臨床實(shí)踐操作水平。

綜上所述，PBL 聯(lián)合三維重建技術(shù)在神經(jīng)外科教學(xué)中的應(yīng)用可顯著增強(qiáng)住培學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)住培學(xué)員對(duì)復(fù)雜顱腦解剖的理解，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)效率和教學(xué)效果。