贝朝涌，陈俊毅，王 烨，彭艳红，王 宁，伍志海

(桂林医学院附属医院四肢创伤手外科，广西 桂林 541001)

3D打印最初被称为“快速原型制作”。所使用的方法是增材制造或分层制造，其中材料各层以预定的方式沉积在彼此的顶部，并熔融形成最终产品。3D打印将3种关键类型的快速原型技术应用于生物医学：熔融沉积，激光和打印[1-3]。3D打印技术的出现使数字化设计和仿真能够从虚拟阶段走向现实阶段，3D数字图像已转变成3D实物对象。近年来，3D打印模型的应用已在医学领域中逐渐发展[4-6]。肱骨近端骨折是上肢的常见骨折，尤其是neer 3或4的部分具有明显移位的骨折[7-8]，随着外科技术的发展和新植入物的出现，此两类肱骨近端骨折需要手术治疗。本文以复杂肱骨近端骨折为例，探讨3D打印技术在骨科规范化培训中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 观察对象

35位骨科规范化培训医师随机分为对照组A和观察组B两组，A组17名，B组18名。两组性别、年龄、学历与资历等均衡可比。

1.2 3D打印模型制备

获取复杂肱骨近端骨折neer 3型或4型病例CT影像学数据，使用医疗3D处理软件(Mimics 18.0)建模，然后采用3D打印机打印出1∶1的复杂肱骨近端骨折模型。

1.3 教学方法

传统教学法采用临床带教结合PPT与影像学教学片进行教学。新教学法配备1∶1的复杂肱骨近端骨折3D打印模型，结合PPT与影像学教学片进行互动式教学。

A组采用传统方法教学：①制定临床教学计划，课前要求学生对肱骨近端骨折的相关知识进行预习；②以复杂肱骨近端骨折为例进行教学，内容包括解剖、neer分型、影像学、治疗方法等，针对相关内容安排学生讨论，回答相关问题，作出诊断和治疗方案；③副主任级别以上医师结合PPT讲解肱骨近端骨折的特征、影像学特点和治疗方法。B组采用3D 打印模型结合传统外科教学：传统教学基础上，结合3D模型讲解肱骨近端骨折影像学特征，利用模型讲解骨折分型和治疗的操作细节，以及利用3D打印模型进行手术预演。

1.4 观察指标

①考核成绩：授课后对两组学生进行考核，理论部分包括CT二维图像、疾病的诊断、分类和治疗等知识；技能部分主要包括手术方式的选择与运用技巧。②学生的教学效果评估：包括学习能力、理解能力、学习兴趣、课程参与度及满意度，每项10分。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 考核成绩

与传统外科教学方法比较，3D打印教学明显提高骨科规范化培训医师的理论和技能考核成绩，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组考核成绩比较分)

2.2 学生自我评价

与传统教学法比较，3D打印教学组的学习能力、理解能力、学习兴趣、课程参与度等自我评价得分明显提高(P<0.05)，见表2。

表2 两组自我评价得分比较分)

3 讨论

骨科学是一门涉及面广、综合性强的学科，骨科临床教学一直是医学教学的难点。随着临床教学方法的发展和创新，多种教学方法都应用于临床教学，传统的骨科学教学主要是教师以课本为基础，结合插图、影像学资料，如X线、CT、MRI等，以及实体骨骼标本和模型来讲解，但资源有限，教学模型结构单一，面对复杂、多变的解剖结构、部位及损伤的病例，很难满足教学的需求[9-10]。

3D打印技术是一种跨多学科技术，包括计算机技术、数字控制技术和材料技术等。3D打印主要有3个方面：首先，利用计算机设计建模软件，然后利用建模软件制作、构建3D模型；将3D模型逐层切成薄片；最后，逐层打印模型的薄片成模[11]。3D打印的创新、发展迅速，且在多学科中广泛使用，骨科的应用目前主要在术前计划、术中指导、手术模拟导航。3D打印骨折模型可以提高外科医师术前诊断和优化手术计划，提高团队协作能力，减少和预防发生医源性并发症[12-13]。近年来，3D打印模型在术前模拟起着越来越重要的作用，外科医师可以根据骨折模型术前预先复位，选择合适尺寸和类型的植入物模拟手术。另外，可将3D打印模型进行消毒，置于手术台，按照绘制的仿真轨迹进行即时手术[14-15]。这为外科医师制定个体手术计划提供了重要、真实和可靠的依据，从而显著提高手术的安全性和有效性。随着数字骨科的发展，3D打印应用于临床教学也越来越广泛[11，16]。

具有复杂空间结构的肱骨近端骨折对于骨科规范化培训年轻医师而言，仅凭二维X射线照片难以全面分析和确定骨折的个体特点，此外，仅根据CT骨折二维或三维图片，也很难全面确定肱骨近端粉碎性骨折的严重性。由于骨科规范化培训医师目前掌握的医学知识水平限制，以及未能够充分认识到骨折的复杂性和手术风险，这将导致他们常常误诊或漏诊，甚至对骨折并发症认识不足。3D打印模型教学的应用与实施，参加培训医师的专业理论知识、CT阅片、治疗方法的选择和实践操作的得分均高于传统教学组；参加培训医师的学习能力、理解能力、学习兴趣、课程参与度及满意度的自我评价均高于传统教学组。

如何在更短的时间内培养出优秀的骨科医师，是每个教学医院的临床指导教师都需要认真思考的问题。骨科规范化培训医师对影像学、解剖学及骨外科相关知识都有较高的要求，但存在培训时间有限、动手操作机会较少等问题[16-17]。对于复杂肱骨近端骨折，除了需要掌握肱骨近端的解剖特点外，也需要了解肩关节手术相关并发症。本文研究发现，与传统教学模式比较，3D打印模型教学有如下优势：①骨科规范化培训医师可以参与从理论到3D实物构建的全过程；②通过3D打印模型讲解重点的解剖结构、骨折类型和治疗方法，有助于提高骨科规范化培训医师的相关理论知识；③依据3D打印模型进行手术模拟操作，有助于提高骨科规范化培训医师的实践操作能力和水平。

综上所述，3D打印教学是良好的教学方式，能够让骨科规范化培训医师得到全面、系统相关知识，利用3D技术高仿真、高还原人体器官的特性，结合三维信息技术构建解剖模型，促进相关解剖学的理论和实践教学[18-19]。3D打印教学使骨科规范化培训医师深刻体会手术方式及内固定原理，极大地提高了他们的学习兴趣及课堂互动能力，从而更好地完成教学目标[20]。