3D打印实物模型在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中的应用和探讨

3D打印实物模型在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中的应用和探讨

摘要：本文旨在探讨3D打印实物模型在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中的应用效果。通过对相关研究的综合分析，阐述了3D打印技术在医学教育中的优势，以及其在颈椎疾患教学中的应用方式和取得的成效。研究结果表明，3D打印实物模型能够显著提高住院医师对颈椎疾患知识掌握和诊疗技术的水平，提升其满意度和参与兴趣，为颈椎疾患住院医师规范化培训提供了新的有效教学方法。

关键词：3D打印实物模型；颈椎疾患；住院医师规范化培训；教学效果

一、引言

颈椎疾患作为常见的骨科疾病，其治疗和预防需要住院医师具备扎实的专业知识和熟练的诊疗技术。住院医师规范化培训是培养合格医学人才的重要环节，而传统的教学方法在颈椎疾患教学中存在一定局限性。随着3D打印技术的快速发展，其在医学教育领域的应用逐渐受到关注。3D打印实物模型能够为住院医师提供更直观、生动的学习体验，有助于他们更好地理解和掌握颈椎疾患的相关知识。因此，探讨3D打印实物模型在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中的应用具有重要的现实意义。

二、3D打印技术在医学教育中的优势

（一）提供直观学习体验

3D打印技术可以将CT、MRI或超声扫描等数字成像和医学通信（DICOM）数据转化为特定患者的计算机模型，并结合新型、经济实惠的3D打印技术，创造出逼真的打印模型。这些模型在解剖和结构上与患者实际疾病过程保持一致，使医学生能够在手术之前查看和理解手术部位的大体病理和解剖结构关系。例如，在颈椎疾患教学中，住院医师可以通过3D打印的颈椎模型，清晰地观察到颈椎的骨骼结构、神经血管分布以及病变部位的具体情况，这种可视化的学习方式比传统的二维图像更加直观，有助于住院医师更好地理解和记忆医学知识。

（二）增强实践操作能力

与传统的解剖学教学相比，3D打印模型为学生提供了亲身实践的机会。住院医师可以通过触摸、操作3D打印模型，感受颈椎的解剖结构和病变特征，从而加深对知识的理解和掌握。在颈椎疾患的诊疗过程中，准确的诊断和合理的治疗方案制定需要住院医师具备良好的空间思维和实际操作能力。3D打印模型可以帮助住院医师在虚拟的环境中进行实践操作，提高他们的临床技能。例如，在进行颈椎手术规划时，住院医师可以使用3D打印模型来确定肿瘤切除的边界和植入物的尺寸，从而提高手术的准确性和成功率。

（三）满足个性化教学需求

每个患者的颈椎疾患情况都有所不同，3D打印技术可以根据患者的具体影像数据，制作出个性化的颈椎模型。这种个性化的教学模型能够更好地满足住院医师的学习需求，帮助他们针对不同类型、不同程度的颈椎疾患进行学习和研究。例如，对于神经根型颈椎病、脊髓型颈椎病等不同类型的颈椎疾患，3D打印模型可以呈现出不同的病变特征，使住院医师能够更加深入地了解各种类型颈椎疾患的病理机制和治疗方法。

三、3D打印实物模型在颈椎疾患教学中的应用方式

（一）结合多媒体教学

在颈椎疾患教学中，可以将3D打印实物模型与多媒体教学相结合。传统的多媒体教学通常采用PPT理论知识讲解及解剖图谱、特定病人影像资料的展示，这种方式虽然能够传达一定的知识，但对于复杂的颈椎结构，学生往往难以在脑海中形成清晰的空间概念。而3D打印实物模型可以为多媒体教学提供直观的教具，帮助住院医师更好地理解教学内容。例如，在讲解颈椎的解剖结构时，教师可以先通过PPT展示颈椎的二维图像，然后展示3D打印的颈椎模型，让住院医师从不同角度观察颈椎的结构，加深对知识的理解。

（二）模拟手术操作

3D打印实物模型还可以用于模拟颈椎手术操作。住院医师可以在3D打印模型上进行手术模拟，练习手术技巧，熟悉手术流程。通过模拟手术操作，住院医师可以提高自己的临床技能和应对突发情况的能力。例如，在进行颈椎椎间盘切除手术模拟时，住院医师可以在3D打印模型上练习切口的选择、椎间盘的切除以及椎间融合器的植入等操作，为实际手术做好充分准备。

（三）医患沟通辅助

在临床实践中，良好的医患沟通对于颈椎疾患的治疗至关重要。3D打印实物模型可以作为医患沟通的辅助工具，帮助医生向患者及其家属更直观地解释病情和治疗方案。通过展示3D打印的颈椎模型，医生可以清晰地指出病变部位、手术的必要性和预期效果，使患者及其家属更好地理解治疗过程，提高治疗的依从性。例如，对于需要进行颈椎手术的患者，医生可以使用3D打印模型向患者展示手术前后的颈椎结构变化，让患者对手术有更直观的认识，减少患者的恐惧和焦虑情绪。

四、3D打印实物模型在颈椎疾患教学中的应用效果

（一）提高知识掌握和诊疗技术水平

多项研究表明，3D打印实物模型在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中能够显著提高住院医师的知识掌握和诊疗技术水平。例如，有研究选取参加骨科住培的颈椎疾患学习的住院医师80名为研究对象，随机分为两组，观察组以幻灯讲解加3D打印实物模型教学，对照组采用幻灯讲解教学。课后即时观察组的知识掌握情况和对照组相当，但观察组的诊疗技术测试成绩显著高于对照组；课后1月时，观察组的知识掌握情况和诊疗技术测试成绩均显著高于对照组。这表明3D打印实物模型能够帮助住院医师更好地将理论知识应用到实际诊疗中，提高他们的临床思维能力。

（二）提升满意度和参与兴趣

3D打印实物模型的应用还可以提升住院医师的满意度和参与兴趣。通过问卷的形式对住院医师的满意度和参与兴趣进行调查发现，采用3D打印实物模型教学的观察组住院医师的满意度和参与兴趣评分均显著高于采用传统教学的对照组。3D打印实物模型的直观性和趣味性能够激发住院医师的学习热情，使他们更加主动地参与到教学中来。

（三）改善教学效果评估

3D打印实物模型为教学效果评估提供了更加客观、准确的依据。通过对住院医师在3D打印模型上的操作表现、诊疗方案制定等方面进行评估，可以更全面地了解住院医师的学习情况和临床能力。例如，在模拟手术操作考核中，可以根据住院医师在3D打印模型上的操作步骤、操作技巧、手术效果等方面进行评分，从而更准确地评估他们的手术技能水平。

五、3D打印实物模型在颈椎疾患教学应用中的挑战与对策

（一）挑战

1.成本问题：3D打印设备和材料的成本相对较高，这在一定程度上限制了3D打印实物模型在颈椎疾患教学中的广泛应用。尤其是对于一些基层医疗机构来说，可能无法承担购买3D打印设备和材料的费用。

2.技术要求：3D打印过程涉及多个步骤，包括在获取的医学影像中获取感兴趣的区域、从感兴趣区域特定的数据集中创建3D几何体、将3D对象转换为可打印的文件、选择合适的3D打印机和材料等。这些步骤需要专业的技术人员进行操作，对教学人员的技术要求较高。

3.数据准确性：3D打印模型的准确性取决于医学影像数据的质量和3D打印技术的精度。如果医学影像数据存在误差，或者3D打印技术不够成熟，可能会导致打印出的模型与实际情况存在偏差，从而影响教学效果。

（二）对策

1.降低成本：可以通过与3D打印企业合作、申请科研项目资助等方式，降低3D打印设备和材料的成本。同时，可以探索采用开源的3D打印技术和材料，进一步降低成本。

2.加强技术培训：对教学人员进行3D打印技术的培训，提高他们的技术水平和操作能力。可以邀请专业的3D打印技术人员进行授课和指导，或者组织教学人员参加相关的培训课程和研讨会。

3.确保数据准确性：在选择医学影像数据时，要确保其质量可靠。可以采用多种影像技术相结合的方式，获取更全面的信息。同时，要不断改进3D打印技术，提高打印模型的精度和准确性。

六、结论

3D打印实物模型在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中具有重要的应用价值。它能够为住院医师提供直观、生动的学习体验，增强他们的实践操作能力，满足个性化教学需求。通过结合多媒体教学、模拟手术操作和医患沟通辅助等方式，3D打印实物模型能够显著提高住院医师的知识掌握和诊疗技术水平，提升他们的满意度和参与兴趣。尽管在应用过程中存在成本、技术要求和数据准确性等挑战，但通过采取相应的对策，这些问题可以得到有效解决。因此，3D打印实物模型值得在颈椎疾患住院医师规范化培训教学中进一步推广和应用，为培养更多优秀的医学人才做出贡献。在未来的教学实践中，应不断探索和创新3D打印技术在颈椎疾患教学中的应用方式，充分发挥其优势，提高教学质量和效果。

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