3D醫學影像技術在外科住院的應用

時間:2022-09-26 09:46:35

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3D醫學影像技術在外科住院的應用

3d醫學影像技術是近年來新興的一項技術,包括了3D影像合成,3D打印等技術,其已廣泛應用于臨床醫學的疾病預防、診斷和治療等領域[1-3],但在醫學教育方面應用相對較少。住院醫師規范化培訓是提升國家整體醫療水平,培養高標準臨床醫師的必須階段。開展好住院醫師的規范化培訓是目前臨床教學工作的重點。傳統外科教學通常采用Halstedian方法,即“看一個,做一個,教一個”,這一方法很大程度取決于醫院患者的數量以及接觸患者的機會[4]。但隨著患者醫療安全意識的提高,這一教學方法面臨著巨大的挑戰。因此探索新的外科教學方法將是住院醫師規范化培訓教學改革的重點。本研究將3D醫學影像技術應用于外科住院醫師規范化培訓中,通過理論考試、實踐技能考核和調查問卷等方法,探討其在外科臨床教學中的應用效果。

1資料與方法

1.1一般資料本研究選取2019年3月至2020年12月在我院胸外科進行規范化培訓的50名學員為研究對象,采用隨機數字表法分為傳統教學對照組25人和3D醫學影像實驗組25人。所有入組學員均為應屆研究生,此前未接受過任何胸外科知識培訓。此項研究已經充分告知每位入組學員,并簽署知情同意文件。1.2研究方法兩組學員均在胸外科進行為期3個月的規范化培訓,規培內容相同,規培開始前將進行兩組學員胸外科理論知識和實踐技能水平評估。對照組采用傳統Halstedian法教學,理論講授完胸部影像學及解剖結構知識后進入手術室進行臨床實踐培訓[5]。實驗組將應用3D醫學影像技術進行授課和培訓,內容如下:(1)結合3D重建影像進行胸部CT影像及手術解剖結構等理論知識講授;(2)指導學員熟練使用三維重建軟件進行CT數據的3D處理,增加學員的參與感,提高學員的學習興趣;(3)結合重建的3D醫學影像進行手術方案規劃,講解手術步驟,提高學員實踐時對手術過程的認知;(4)要求學員將CT二維影像與3D重建影像進行反復的比較閱讀,提高學員CT閱片能力和空間思維能力,認識解剖變異(圖1);(5)引導學員將3D影像與術中真實世界的解剖結構互相印證,強化解剖結構的記憶,提高學員的空間思維能力。1.3教學評價規培結束后通過理論考試和實踐技能考核評估兩組的教學效果。理論考試為試卷答題,滿分100分。實踐技能考核在手術室真實場景中考核,滿分100分,主要考察學員CT影像閱讀能力,術中胸部解剖結構辨識能力、病灶空間定位能力,術前手術方案規劃能力、術中手術步驟預判等能力。同時采用無記名調查問卷方式,讓規培學員從以下幾個維度進行自我評價,評估教學效果:學習主動性、空間思維能力、胸部解剖辨識能力、病灶空間定位能力,術前手術方案規劃能力,手術過程認知[6]。每個維度調查結果分為顯著提升、提升、一般和未提升,提高率=(顯著提升+提升)人數/總人數×100%。1.4統計學分析數據采用GraphPadPrism7軟件進行統計分析,計量資料以(χ-±s)的方式表示,比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料采用百分率(%)的方式表示,統計資料采用t檢驗及χ2檢驗,P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1兩組學員規培前胸外科知識掌握水平在規培開始之前兩組學員對胸外科理論知識和實踐技能的掌握水平基本相同,差異無統計學意義(P>0.05),見表1。2.2兩組學員出科時胸外科知識掌握水平實驗組學員出科時對胸外科理論知識和實踐技能的掌握水平均優于對照組學員,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。2.3兩組學員規培前后胸外科知識水平提升情況兩組學員經規范化培訓后對胸外科理論知識和實踐技能的掌握均有提高,但實驗組學員的理論知識和實踐技能水平提升幅度要大于對照組,差異有統計學意義(P<0.05),見表3。2.4調查問卷結果實驗組學員在主動積極性、空間思維能力、胸部解剖辨識能力、病灶空間定位能力,術前手術方案規劃能力,手術過程認知各方面能力的提升均要高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05),見表4。

3討論

住院醫師規范化培訓是培養合格臨床醫師的必經之路,是加強衛生人才隊伍建設、提高醫療衛生工作質量的治本之策,目前我國的臨床醫師培養已全面進入住院醫師規范化培訓時代[7]。外科是規培學員需要輪轉的重點科室之一,但由于外科規培過程需要接觸風險大的手術操作,這就要求學員更熟練地掌握解剖知識,具有更豐富的三維空間想象能力,以及需要更好的動手實踐能力[8]。目前傳統的外科規培教學中往往存在著諸如解剖模型不真實、實物標本不足等現實問題,學員僅依靠解剖圖譜、CT影像和手術視頻學習很難全面掌握手術解剖結構,形成良好三維空間思維,也很難深入了解手術過程。同時伴隨尸檢率降低和遺體捐獻者減少,解剖標本愈發稀缺,規培學員接觸真實世界中人體解剖結構的機會越來越少[9]。加之日益嚴峻的醫患關系,為保證醫療安全,學員進行臨床手術操作的機會就更加稀少,這些都極大降低了學員學習的機會和積極性。面對這些問題,應用3D醫學影像技術的教學方法顯示出了很大的優勢[10]。3D醫學影像技術不僅可以利用其高度仿真的3D打印模型彌補規培教學中解剖標本相對不足的缺陷,還可利用其重建的三維影像為學員創造手術模擬訓練的機會,提升手術認知的過程,這都將有效地解決醫療安全和臨床教學需求相矛盾的問題[11]。本研究發現,實驗組學員出科時的理論考試成績和實踐技能考核成績均高于對照組,實驗組出科時學員成績的提高幅度也明顯高于對照組,這都表明應用3D醫學影像技術的教學方法較傳統教學具有更好的教學效果。3D醫學影像技術能夠給學員呈現更直觀、更生動的空間立體影像,提供比二維CT影像更詳實的解剖信息。二者的區別好比圖像與文字,圖像能將抽象的文字形象化、具體化,更利于人腦接受,知識更容易被記憶掌握,因此實驗組的理論知識更優秀。同時3D醫學影像能最大限度地模擬真實的人體解剖結構,模擬手術操作的過程,間接增加學員的實踐機會,因此實驗組的實踐技能也更加優秀。調查問卷顯示實驗組在學習主動性、空間思維能力、解剖辨識能力、病灶定位能力、手術方案規劃能力、手術過程認知方面均明顯好于對照組。與傳統教學模式相比,3D醫學影像技術依靠其虛擬程序更能夠為學員提供各種能力鍛煉的機會:將3D影像與術中解剖結構互相印證,更有利于強化學員解剖結構的記憶和手術過程的認知;反復閱讀3D影像,更能培養出豐富的空間思維能力;讓學員自己動手進行三維影像重建,更能增強學員的參與感,培養了學員的學習興趣。3D醫學影像技術以其逼真的場景模擬和強大的交互能力在現代醫學教育中起到了十分積極的作用。但需要指出的是,3D醫學影像技術永遠無法取代真實標本解剖或手術病例的實踐訓練。但它可在不影響患者安全的情況下縮短學員外科操作的學習曲線。因此,3D醫學影像技術有望成為外科住院醫師規范化培訓中解剖結構學習和手術操作訓練的主流途徑,值得應用和推廣。

作者:朱開彬 陳瀾濤 孔祥龍 周福成 趙蘇 曲昌發 徐世東 單位:哈爾濱醫科大學附屬腫瘤醫院胸外科