肺段3D打印标本在断层解剖学实验教学中的应用思路构建

期刊: 前沿科学 DOI: PDF下载

董婷 古丽米热·吾甫尔 赵明月

哈密职业技术学院 新疆哈密 839000

摘要

目的:研究肺段3D打印标本在断层解剖学实验教学中的应用思路构建。方法:入选2022级影像学专业学生80例作为研究目标,在日常开展肺段断层解剖学实验教学过程中,对其中40例学生安排传统实验教学设为对照组,40例学生安排3D打印标本实验教学,并对实验教学效果评价。结果:与对照组比较,观察组教学成绩评分更高,对教学后学生各方面理解力满意度评分更高,观察组教学质量、理论与实践操作能力评分均高于对照组,差异显著(P<0.05)。结论:断层解剖学实验教学过程中,应用肺段3D打印标本开展教学工作,可以明显提高学生的成绩,更好的理解肺段断层解剖学相关知识,以此为断层解剖学教学提供更好的教学方案,可于临床推广。


关键词

肺段;3D打印;断层解剖学;实验教学;思路

正文


    医学研究通过CT扫描获得数据,在对图像系统处理后,完成对患者待检部位数据分割、三维重建,通过计算机设计手术方案。拟为患者重建胸部3D模型,将其打印成3D模型,可以完成术前的各项预演,通过3D打印模型制作三维适形钛板,确保手术顺利实施。肺断层解剖作为影像学重要的教学课程,肺内的各处管道排列处于十分复杂的状态,对其教学过程中,也需要学生具备更高的理解力和想象力[1]。研究发现[2],传统教学法用于此门课程效果不佳,严重影响了教学效果。作为基础学科和临床学科重要的连接课程,断层解剖学实验教学过程中,需要学生更深层次的了肺门、肺段解剖断层情况,可以准确识别CT图像,并对其得出正确的理解,为后续肺部疾病准确判断,通过影像学课程学习,可以灵活用于临床实践[3]。采用传统教学法用于断层解剖学的教学,如何弥补教学工作中的不足之处,也成为提升实验教学效果,更好培养满足临床影像学专业人才的重要方向[4]3D打印技术在近年来得到了飞速的发展,将其用于教学过程中,通过3D打印模型提供为临床解剖实验教学,高仿真、学习时学习更直观的优势,可以帮助医学生更好的掌握和理解人体细微结构、位置等基本信息,才能达到预期的教学效果[5]。使用3D模型构建支气管树,将其用于支气管肺部解剖教学,通过模型实验教学,达到预期的目标。本研究对此项研究两组不同教学方法比较,评价3D打印标本用于实验教学的思路和构建方法,报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料

入选2022级影像学专业学生80例作为研究目标,按班级分组,其中40例学生为1-2班,设为对照组,传统教学。男19例,女21例;年龄19-21岁,均值(20.05±0.46);另外40例学生为3-4班,设为观察组,实施肺段3D打印标本实验教学。男20例,女20例;年龄19-20岁,均值(19.38±0.52);两组数据(P>0.05),可比较。

1.1.1纳入标准

    入选学生均为2022年影像专业;对研究知情;可配合完成实验调查;资料完整。使用教材为《断层解剖学.3版》,主编:付升旗、徐国成。

1.1.2排除标准

    排除不能按时接受教学和考核的学生;资料缺失及不能配合者。

1.2方法

按班级分组。1-2班为对照组,安排传统教学。教学老师根据教学大纲完成教材的备课、准备工作,后续根据大纲在课上完成肺段断层解剖课程的讲解,确定授课时间和内容。教学过程中也采用了多媒体理论完成相关理论知识的授课。随后安排实验教学,根据断层图谱切制肺断层标本,指导医学生对标本观察,从而识别肺段解剖断层和CT图像,从而对相关知识点正确理解。

3-4班为观察组,在完成理论教学后,再为医学生安排实验教学,应用肺段3D打印标本模型接受实验教学,在教学过程中,教师引导医学生对模型的结构进行细致观察,包括膈面、前后面及纵隔面等处肺段位置、外形。在对模型完成肺段拆分、组合操作过程中,对肺段形态、其中肺段支气管和动静脉的分支、走行等具体情况进行观察。根据断层图谱完成肺断层相关标本的切制,配合3D打印标本,正确识别肺段解剖断层,同时可以对照CT图像知识点,从而帮助医学生更好的理解肺段解剖断层情况。实验教学过程中,学生自由组织学习小组,通过小组讨论的方式,学习相关知识点,对相关问题进行汇总,上课由由教师统一答疑。按教案中不同病例资料,提供与实物相当11比例的3D模型,配合模型讲解解剖知识,在分层次处理后,完成理论与实践的完美结合,围绕3D打印解剖学模型完成小组讨论和学习[6]

1.3观察指标

1.3.1教学考核结果

    两组学生在实验教学前、实验教学后分别接受闭卷考试,试卷中的知识点、考核难度一致。具体考核内容涉及到肺段、肺段支气管、动脉和静脉、肺段断层解剖绘图及CT影像识别等内容,共设计10道题目,总计10分,得分高表明考核成绩高。

1.3.2教学满意度

对两组学生教学满意度调查,调查项目:肺段位置、形态理解;肺段内管道理解;肺段解剖断层理解;肺段CT断层理解;肺段断层思维能力培养;教学整体满意度。每项评分高表示满意度高。

1.3.3教学质量

    通过问卷调查方式,对两组学生接受教学指导后的教学质量评价,评价维度:激发主动学习兴趣、加深教学内容认知、提高临床思维能力、提升临床工作胜任力,每项评分选择6级评分法0-5分,完成各项目的比较评价,得分高表明教学质量高。

1.3.4理论与操作评价

    问卷调查,评价两组学生的理论知识、临床操作能力评分,评分高表明理论和实践操作能力强。

1.4统计学方法

数据SPSS22.0统计学分析,计量资料【±s】表示,t值检验,P<0.05说明差异明显。

2 结果

2.1分析教学成绩

观察组实验教学成绩测试评分高于对照组(P<0.05)如表1.

1实验教学评分±s,分】

组别

实验前

实验后

t

P

观察组(n=40

5.32±1.83

8.09±0.87

8.645

0.000

对照组(n=40

5.28±1.89

6.96±1.37

4.551

0.000

t

0.096

4.403



P

0.923

0.000



 

2.2分析教学满意度

观察组对实验教学各方面满意度评分高于对照组(P<0.05)如表2.

2教学满意度±s,分】

组别

肺段位置、形态理解

肺段内管道理解

肺段解剖断层理解

肺段CT断层理解

肺段断层思维能力培养

教学整体满意度

观察组(n=40

2.26±0.25

2.49±0.74

2.26±0.83

2.11±0.89

2.25±0.69

11.28±3.46

对照组(n=40

2.01±0.33

1.56±0.58

1.65±0.57

1.54±0.60

1.46±0.53

8.24±2.34

t

3.819

6.255

3.831

3.358

5.742

4.602

P

0.000

0.000

0.000

0.001

0.000

0.000

 

2.3分析教学质量

观察组教学质量评分高于对照组(P<0.05)如表3.

3教学质量比较±s,分】

组别

激发主动学习兴趣

加深教学内容认知

提高临床思维能力

提升临床工作胜任力

对教师的满意度

观察组(n=40

4.66±0.52

4.32±0.68

4.27±0.58

4.78±0.43

4.59±0.53

对照组(n=40

4.23±0.60

3.82±0.83

3.86±0.62

4.38±0.45

4.02±0.65

t

3.425

2.947

3.054

4.064

4.298

P

0.001

0.004

0.003

0.000

0.000

 

2.4分析理论知识、临床操作能力评分

观察组理论知识、临床操作能力评分高于对照组(P<0.05)如表4.

4理论知识与临床操作能力评分±s,分】

组别

理论知识

临床操作能力

观察组(n=40

39.96±6.25

41.83±4.35

对照组(n=40

36.13±5.52

37.82±4.47

t

2.904

4.066

P

0.004

0.000

 

3 讨论

普通外科学是临床医学重要的分支,解剖结构十分复杂,教学工作中选择传统教学法缺乏直观性,很难掌握具体解剖位置。断层解剖学经由断层方法对人体形态、功能等进行表达,在学习过程中,更好的掌握人体结构的变化,通过影像学技术诊断,更容易理解并判断疾病类型,为临床疾病诊断和治疗创造条件。通过理论课中知识点的传授,只能作为传统教学方式开展教学。实验课配合理论知识的教学,可以更利于医学生对人体结构的理解。在传统教学时,大多安排2D图谱学习,经由整体-断层-整体这一思维模式的建立,对其解剖思维理解难度较大。研究发现[7],断层结构、解剖结构都受到空间三维结构影响,为引导医学生的学习兴趣,如何将过于抽象的理论转变为直观的形象,也是学生能否理解和学习知识的重点。在教学过程中,帮助医学生建立空间立体思维,也是达到教学目标的关键因素。

现代高精度3D模型用于医学教学,可以帮助医学生对人体细微结构、位置得出更直观的结果,充分调动学生学习的积极性,将传统被动式学习和记忆向着主动思考的方式转化,从而确保达到预期的教学效果,提升学生对教学工作的满意度。本研究中,两组测试成绩、教学质量各项评分比较,观察组均优于对照组。可见,将肺段3d打印标本用于断层解剖学实验教学过程中,可以帮助学生可以更好的理解临床解剖情况,提高对各种解剖知识点的理解能力,从而肺段3d打印标本应用过程中,不断提高学生的测试成绩,达到学生预期的效果,提高学生对教学工作的满意度,也能不断提升教学质量。加强学生的创新思维能力培养,主动积极提问、交流,实现对临床实践操作的模拟动作,在不断训练过程中,可以提高学生学习的信心,提高满意度。

本次研究,将肺段3D打印标本用于实验教学工作中,标本以由透明材质组成,实验过程中可以对其自由拆分、组合,完成对其内部支气管树、肺动静脉及肺外形的观察,其中不同部位有不同的标色,例如:肺动脉标记蓝色,肺静脉标记成红色。不同肺段支气管在不同颜色材质设计下,在拆分、组合时,可以更直观的对肺段结构进行观察。其中肺表现填充物是透明材质,多彩的模型更容易记忆,观看可以获得更直观的感受。学生分小组学习,在实验中拆分、组合肺段3D打印标本后,更容易理解肺段内管道,更容易理解肺段解剖结构,加深对CT断层相关知识点的理解,可以帮助医学生培养对肺段断层的思维理解力,确保达到预期的教学效果。在小组合作下,还能培养医学生的团结合作意识[8]

综上所述,肺段3D打印标本用于断层解剖学实验教学,对教学效果可以起到显著提升,为医学生顺利学习断层解剖学这门课程提供更好的教学途径,发挥预期的教学效果,可推广用于教学工作中。

【参考文献】

[1]白智刚,鲁海文.3D 打印技术医学教育实践应用研究进展[J].内蒙古医科大学学报,202143( S1) : 157160

[2]成剑,宫海波,王知非,等.复杂肝脏肿瘤 3D 打印模型的优化设计[J].中华实验外科杂志,202037( 4) : 603-606

[3]周倩,魏涛,胡紫宜,等.国内外临床教学中应用 3D打印模型相关研究的知识图谱分析[J].中华医学教育杂志,202141 (1) : 40-43

[4]SUN WCHEN HZHONG Yet al.Three-dimensional tooth models with pulp cavity enhance dental anatomy education[J].Anat Sci Educ202215(3) : 566-575

[5]卢毅,章纪叶,刘军伟,等.3D 打印干实验室模型在腹腔镜抗反流手术训练中的应用[J].中华实验外科杂志,202037(4) :611-614

[6]YE ZDUN ASJIANG HMet alThe role of 3D printed models in the teaching of human anatomy: a systematic review and meta-anal-ysis[J].BMC Medical Education202020(1) : 335

[7]崔彦儒,郑艳秋,胡文良,等.3D 打印技术在规范化培训教学中的效果研究[J].中国继续医学教育,201911(31) : 72-74

[8]夏建福,袁航,陈浩,等.三维打印技术在腹部外科的应用与局限性[J].腹腔镜外科杂志,202126(5) :388-391


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