三维可视化联合3D打印模型在肝胆外科实习带教中的应用研究

【摘要】目的：分析三维可视化联合3D打印模型在肝胆外科实习带教中的应用效果。方法：选取在我院肝胆外科实习的临床医学专业学生共160人分别给予传统教学和三维可视化联合3D打印模型教学，根据教学方法每组80人，对比两组学生学习效果。结果：两组教学满意度对比，模型教学组高于传统教学组（P＜0.05）；学习效果对比，模型教学组高于传统教学组（P＜0.05）。结论：在肝胆外科实习带教中应用三维可视化技术与3D打印模型，显著提高了教学满意度和学习效果。

【关键词】三维可视化；3D打印模型；肝胆外科；实习带教

临床实习是医学教育中至关重要的一环，它是医学专业学生将课堂上学到的理论知识应用于实际临床环境的关键阶段[1]。肝胆外科作为外科的基础学科，解剖结构复杂，血管、胆管变异率高，周围毗邻器官多，实习带教一直是各大教学医院教学的重点和难点。培养一位合格的肝胆外科医生需要较长的时间，这是因为肝胆外科涉及复杂的解剖结构和高级的外科技术。为了提高学习效率，在带教中应寻找更有效地学习方式。在临床教学中通过优化带教方式、加强理论与实践结合、提高操作机会，利用现代教育技术，可以更有效地提升培养效率[2]。随着数字医学的快速发展，以三维可视化、3D打印等为代表的技术已经逐步应用于临床医学教学及诊疗工作中，为医学教育发展带来了新的思路和契机。通过三维可视化、3D打印技术，可以将二维影像变为3D模型，可以让学生多角度观察，从而了解肝胆系统内部结构，精准学习肝动脉、门静脉、肝静脉及肝内胆管系统的走形，帮助医学生进一步学习肝胆手术的精准术前规划，对解剖有更为深入的理解，在临床实践教学中发挥着重要作用[3]。基于此，本研究旨在探讨三维可视化联合3D打印模型在肝胆外科实习带教中的应用效果。

1资料与方法

1.1临床资料

组织2024年7月至2024年12月河北大学医学部在我院肝胆外科实习的实习生160人，均为临床医学专业，根据教学方分为传统教学组（n=80）和模型教学组（n=80）。纳入标准：（1）均为临床医学学生；②知情并同意配合，签署同意书。排除标准：（1）非肝胆外科学生；（2）在校成绩挂科者。

1.2方法

传统教学组  实施传统教学方法，采用病例、术前CT或MRI平扫及增强的二维影像，《外科学》教材及《肝胆手术图谱》、肝脏塑料解剖模具相结合的传统教学方法，教学采用病历讲座形式、PPT讲解、临床实践阅片教学，结合具体病例观看典型肝胆手术视频等。

模型教学组  采用传统教学方法的基础上，结合三维成像及3D打印模型分析病例。将本组80人分为10个小组，每组8人组成学习小组，由组长负责组内沟通及学习成果的汇报。具体学习过程：从河北大学附属医院选取肝脏肿瘤患者的肝脏增强CT数据，将数据以DICOM格式导出，依托我院3D影像打印中心，将数据导入MIMICS医学图像分割软件进行后处理，针对不同的器官（如肝脏、肿瘤、肝动静脉、门静脉、下腔静脉、腹主动脉等）通过不同的阈值分别呈现，再合并成三维模型，对三维模型进行平滑修饰处理后，将模型用STL文件格式导出。再将模型导入光固化3D打印机进行打印，后期针对不同的管道应用不同的颜色进行染色，得到3D打印模型。对病例的解剖结构和手术知识点的讲解，着重通过3D打印模型从多个视角为学生展示肝脏、肝内管道的走行，了解肝脏病变（炎症、肿瘤等）的具体位置，与周围的血管、胆道及相互的位置关系等。

1.3观察指标

（1）教学满意度：采用制作问卷调查表，对满意度进行调查，包括教学方式、教学过程、教学内容，各维度满分20分，得分与满意度成正比。

（2）学习效果：对两组学习效果效果进行考核，包括理论知识和操作技能，满分100分，得分与学习效果成正比。

1.4统计学算法

数据采用（x±s）两组间对比采用 GraphPad Prism9.0 软件t检验进行对比，P<0.05 为组间差异显著，有统计学意义。

2结果

2.1教学满意度

两组教学满意度对比，模型教学组高于传统教学组（P＜0.05），见表1：

2.2学习效果

学习效果对比，模型教学组高于传统教学组（P＜0.05），见表2：

3讨论

肝胆外科教学事件中，在三维可视化 3D 打印技术的帮助下，通过将影像学资料、三维可视化和3D打印实体模型有机结合，可以为肝胆外科实习医生的培养提供更为全面和深入的学习体验。三维一体化的教学模式不仅提升了学生对复杂解剖结构的理解，也提高了他们的实际操作能力，提高了教学效果。

本研究结果显示，两组教学满意度对比，模型教学组高于传统教学组（P＜0.05），学习效果对比，模型教学组高于传统教学组（P＜0.05），提示在肝胆外科实习带教中应用三维可视化联合3D打印模型在提高教学满意度及学习效果中具有显著效果。通过三维模型，学生能够从不同角度查看肝脏及其相关结构，理解复杂的解剖关系，与传统的二维影像相比，三维可视化提供了更为直观的学习体验，进而提高其学习效果。3D模型允许学生进行实际操作，提供真实的触觉反馈，互动性增强了学生的参与感和学习兴趣，提高了教学的满意度。

综上所述，在肝胆外科实习带教中应用三维可视化技术与3D打印模型，显著提高了教学满意度和学习效果。

参考文献

[1]胡晟，赵弘智，黄扬眉，等. 以问题为基础教学法+循证医学教学法在肝胆外科实习带教中的应用[J]. 现代医院，2022，22（2）：300-302，309.

[2]朱玉峰，祁明. PBL联合EBM教学法在肝胆外科实习带教中的应用效果[J]. 中国继续医学教育，2021，13（12）：30-32.

[3]曾宁，范应方，杨剑，等. 数字虚拟技术在肝胆外科临床教学中的应用研究[J]. 中国继续医学教育，2018，10（33）：16-19.