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腹主动脉扩张性疾病是病情较为凶险的血管外科疾病，腹主动脉瘤是一种严重危及人民生命健康的血管疾病，也是外科学教学的重点内容[1-2]。关于血管性疾病的教学，一直是一个难点科目，多数采取二维图像展示教学，在显示血管方面效果较差，往往难以取得良好的教学效果。3D打印技术近年来开始应用于医学及教学领域，其多方面的优势受到很多学者青睐[3-5]。而临床学习中，如果对相应解剖结构不够熟悉，学生很难提高学习的积极性，因此，通过寻找形象直观的解剖结构教学方法，提高学生的积极性进而提升教学的效果，具有重要的意义[6-7]。故本研究就基于CT血管造影(CTA)数据源3D打印技术联合多媒体教学在介入治疗腹主动脉扩张性疾病教学中的应用进行研究，旨在提供一种新型教学方式应用于介入治疗腹主动脉扩张性疾病教学中，为医学生掌握术前诊断、评估及制定手术方案提供实际、有效的帮助。
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选择2020年4-12月蚌埠医学院第一附属医院血管外科硕士生、规培生及本科实习生共60人，采用双盲法，根据随机数字分配法分为观察组和对照组，各30人。观察组男22例，女8例；年龄22~29岁，平均(24.35±3.68)岁；硕士生6人，规培生12人，本科生12人。对照组男23例，女7例，年龄22~29岁，平均(24.58±3.66)岁；硕士生5人，规培生14人，本科生11人。2组学生入学录取成绩、性别、年龄、专业学习进度均具有可比性。
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选取4例典型腹主动脉扩张性疾病病例，均接受血管介入治疗。根据术前CTA数据，联合3D打印技术，制作实体模型，采取快速成型方式，按照1∶ 1比例打印病例实体模型。
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2组授课教师相同，多媒体课件与课时相同，授课教师课前设计讨论问题，并根据大纲讲解腔内治疗学。采用多媒体课件形式对难点知识、重点知识进行讲解，帮助学生及时发现问题并解决问题，提升其临床思维，加深对相关知识的掌握。本研究授课内容为第3版《介入放射学》腹主动脉扩张性疾病介入治疗。对照组通过传统多媒体课件，首先由教师讲解血管相关基础知识，并通过多媒体课件向学生展示经过处理的CTA血管MPR、CPR以及MIP图像，并进行讲解，主要针对血管走行异常、狭窄部位、动脉瘤情况、侧支循环途径以及发育畸形方面进行讲解。在理论知识的讲述上，结合多媒体课件中的疾病图片和动画进行，帮助学生更好理解重点难点知识。在实践课上，观看典型病例手术过程图像。观察组在多媒体教学过程中，采用基于CTA数据源3D打印模型代替经过处理的CTA血管MPR、CPR以及MIP图像，进行讲解, 应用3D打印模型辅助讲解腹主动脉扩张性疾病介入治疗过程。
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(1) 理论测试: 血管介入知识教学结束时，统一进行考试，理论试卷满分100分，内容包括: 腹主动脉解剖，腹主动脉扩张性疾病介入治疗方案选择、介入治疗适应证及禁忌证；(2)问卷调查: 采取问卷调查的形式对教学效果进行评价，调查内容包括对血管系统解剖结构的了解、对主动脉扩张性疾病特征的了解、对腔内手术器具和过程的了解、学习的主动性和自信心；(3)满意度: 以问卷调查形式评价，分为非常满意、满意、无所谓、不满意、非常不满意5个等级，满意度=(非常满意+满意)/总人数×100.00%。
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采用t检验、χ2检验和秩和检验。
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观察组总分高于对照组(P < 0.05)，且观察组在腹主动脉解剖方面测试成绩、腹主动脉扩张性疾病介入治疗方案选择和介入治疗适应证及禁忌证方面测试成绩均明显高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)(见表 1)。
分组 n 腹主动脉解剖 腹主动脉扩张性疾病介入治疗方案选择 介入治疗适应证及禁忌证 总分 观察组 30 28.58±3.16 16.25±2.19 41.36±3.68 81.32±5.14 对照组 30 20.68±3.20 12.05±2.11 31.29±3.77 64.33±4.98 t — 9.62 7.57 10.47 13.00 P — < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 表 1 2组学生理论测试成绩比较(x±s；分)
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观察组学生在对血管系统解剖结构、主动脉扩张性疾病特征以及腔内手术器具和过程的了解、学习的主动性和自信心均优于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)(见表 2)。
变量 观察组
(n=30)对照组
(n=30)χ2 P 对血管系统解剖结构的了解 改进 27(90.00) 16(53.33) 0.93 < 0.05 无改进 3(10.00) 14(46.67) 对主动脉扩张性疾病特征的了解 改进 25(83.33) 18(60.00) 4.02 < 0.05 无改进 5(16.67) 12(40.00) 对腔内手术器具和过程的了解 改进 28(93.33) 19(63.33) 7.95 < 0.05 无改进 2(6.67) 11(36.67) 学习的主动性和自信心 改进 29(96.67) 20(66.67) 9.02 < 0.05 无改进 1(3.33) 10(33.33) 表 2 问卷调查结果在2组间的比较[n; 构成比(%)]
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观察组满意度为90.00%，高于对照组的60.00%，差异有统计学意义(P < 0.05)(见表 3)。
分组 n 非常满意 满意 无所谓 不满意 非常不满意 总满意 Z P 观察组 30 20(66.67) 7(23.33) 2(6.67) 1(3.33) 0(0.00) 27(90.00) 对照组 30 10(33.33) 8(26.67) 7(23.33) 5(16.67) 0(0.00) 18(60.00) 2.90 < 0.05 合计 60 30(50.00) 15(25.00) 9(15.00) 6(10.00) 0(0.00) 45(75.00) 表 3 2组学生对教学满意度比较[n；百分率(%)]
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随着医学生教育的改革，与以往相比，学生的学习目标更加具体，对临床教学的要求越来越高，尤其在血管外科方面，内容较为抽象，教学难度更大，需要学生较强的三维立体思维能力。在多年来的教学工作中，我们发现，本科生和研究生的血管外科方面的学习内容较少，且教学方式单一，学生往往难以产生兴趣，在以后的临床工作中，缺乏对血管性疾病的认识，使其临床工作面临很多困难[8-9]。随着血管外科治疗技术的不断发展，学习血管外科的学生也逐渐增多，但由于该学科是一个操作性和技术性极强的学科，学生除了要掌握大量的内外科基础知识，还需熟悉各个血管的供血、引流器官解剖知识[10-11]。总结以往的教学工作，学生的学习效果普遍不理想，发现问题、解决问题的能力较差，因此，我们迫切需要探索一种新的教学模式，提高学生对腔内治疗的学习效果[12-13]。
3D打印技术属于一种三维模型制作，通过分层制造和逐层叠加制造三维实体[14-15]。由于3D打印技术的不断发展，血管外科治疗术前的评估、手术方案的拟定均有了新的形式，其将抽象虚拟的三维图像转化为可视的解剖模型[16], 大大提高了术前对病情的评估准确性。本研究将CTA数据源3D打印技术联合多媒体应用在腹主动脉扩张性疾病的教学中，取得了满意的效果，结果显示，在成绩测试方面，观察组总分高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)，且观察组在腹主动脉解剖方面测试成绩、腹主动脉扩张性疾病介入治疗方案选择和介入治疗适应证及禁忌证方面测试成绩均明显高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)；观察组学生在对血管系统解剖结构、主动脉扩张性疾病特征以及腔内手术器具和过程的了解、学习的主动性和自信心均优于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)；观察组满意度为90.00%，高于对照组的60.00%，差异有统计学意义(P < 0.0.5)。在血管介入治疗方面理论学习基础上，实践学习更加重要，由于血管介入治疗复杂、风险高，再加上医患关系紧张的现状，学生在病人身上反复观摩练习的机会几乎为零，因此其临床实践的机会少之又少。3D打印技术一方面可以对教师讲解手术过程、注意事项、技术关键等起到辅助作用，另一方面也有助于学生边学习边操作[17]。更大的优势是，这种学习模式可以在体外重复进行，增加年轻医生的实践机会，提升自信心。另外，3D打印技术教学能实时将医生的操作展示出来，并可以精确采集数据，帮助学生对操作规范性进行自我评价。该种教学方式使年轻医生有更多的实践操作机会，并且能见识到现实未见到的病例，在减少对病例需求的同时，也大大提高了学习的效果，利于短时间内突破技术瓶颈。
综上所述，基于CTA数据源3D打印技术联合多媒体教学在腹主动脉扩张性疾病教学中，能明显提高学生的学习成绩，提高满意度，具有良好的应用效果，适合推广。
基于CTA数据源3D打印技术联合多媒体教学在腹主动脉扩张性疾病教学的运用
Application of 3D printing technology combined with multimedia teaching based on CTA data source in the teaching of abdominal aortic dilatation disease
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摘要:
目的探讨基于CT血管造影(CTA)数据源3D打印技术联合多媒体教学在腹主动脉扩张性疾病教学中的应用效果。 方法选择2020年4-10月蚌埠医学院第一附属医院血管外科硕士、规培生及本科实习生共60人, 采用随机数表法抽样分组, 双盲法, 根据随机数字分配法将所有入选者分为观察组和对照组, 各30人。选取于院内由于腹主动脉扩张性疾病进行血管介入治疗的典型病例4例。4例病例术前均进行过CTA检查, 依据CTA数据采用3D打印技术制作1:1实体模型。对照组采用传统多媒体教学方法, 观察组在多媒体教学的同时联合基于CTA数据源3D打印技术辅助教学进行学习。 结果观察组总分高于对照组(P < 0.05), 且观察组在腹主动脉解剖方面测试成绩、腹主动脉扩张性疾病介入治疗方案选择和介入治疗适应证及禁忌证方面测试成绩均明显高于对照组, 差异有统计学意义(P < 0.05);观察组学生对血管系统解剖结构的了解、对主动脉扩张性疾病特征的了解、对腔内手术器具和过程的了解、学习的主动性和自信心均优于对照组, 差异有统计学意义(P < 0.05);观察组满意度为90.00%, 高于对照组的60.00%(P < 0.05)。 结论基于CTA数据源3D打印技术联合多媒体教学在腹主动脉扩张性疾病教学中, 能明显提高学生的学习成绩, 提高满意度, 具有良好的应用效果, 适合推广。 Abstract:ObjectiveTo explore the application effects of 3D printing technology combined with multimedia teaching based on CT angiography(CTA) data source in the teaching of abdominal aortic dilatation diseases. MethodsFrom April to October 2020, a total of 60 doctors with master degree in vascular surgery, regulatory affairs trainee and undergraduate interns from the First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College were selected, and divided into the observation group and control group according to the random number allocation method(30 cases in each group).Four typical abdominal aortic dilatation cases treated with vascular interventional therapy in hospital were selected, and detected using CTA before operation.The 1∶1 solid model was made by 3D printing technology according to CTA data.The control group was taught with the traditional multimedia teaching method, while the observation group was taught with multimedia instruction combined with 3D printing technology based on CTA data source. ResultsThe total score in observation group was higher than that in control group(P < 0.05).The test scores of abdominal aortic anatomy, interventional therapy for dilated aortic diseases, indications and contraindications in observation group were significantly higher than those in control group(P < 0.05).The understanding the anatomical structure of vascular system, understanding the characteristics of aortic dilated disease, understanding the instruments and procedures of endovascular surgery, learning initiative and confidence in observation group were better than those in control group(P < 0.05).The satisfaction of the observation group was 90.00%, which was higher than that of the control group(60.00%)(P < 0.05). ConclusionsThe 3D printing technology combined with multimedia teaching based on CTA data source in the teaching of abdominal aortic dilatation disease can significantly improve the students' academic performance and satisfaction.It has a good application effect, and is suitable for promotion. -
Key words:
- medical education /
- CT angiography /
- 3D printing technology /
- multimedia /
- abdominal aorta expansion
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表 1 2组学生理论测试成绩比较(x±s；分)
分组 n 腹主动脉解剖 腹主动脉扩张性疾病介入治疗方案选择 介入治疗适应证及禁忌证 总分 观察组 30 28.58±3.16 16.25±2.19 41.36±3.68 81.32±5.14 对照组 30 20.68±3.20 12.05±2.11 31.29±3.77 64.33±4.98 t — 9.62 7.57 10.47 13.00 P — < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 
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表 2 问卷调查结果在2组间的比较[n; 构成比(%)]
变量 观察组
(n=30)对照组
(n=30)χ2 P 对血管系统解剖结构的了解 改进 27(90.00) 16(53.33) 0.93 < 0.05 无改进 3(10.00) 14(46.67) 对主动脉扩张性疾病特征的了解 改进 25(83.33) 18(60.00) 4.02 < 0.05 无改进 5(16.67) 12(40.00) 对腔内手术器具和过程的了解 改进 28(93.33) 19(63.33) 7.95 < 0.05 无改进 2(6.67) 11(36.67) 学习的主动性和自信心 改进 29(96.67) 20(66.67) 9.02 < 0.05 无改进 1(3.33) 10(33.33)
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表 3 2组学生对教学满意度比较[n；百分率(%)]
分组 n 非常满意 满意 无所谓 不满意 非常不满意 总满意 Z P 观察组 30 20(66.67) 7(23.33) 2(6.67) 1(3.33) 0(0.00) 27(90.00) 对照组 30 10(33.33) 8(26.67) 7(23.33) 5(16.67) 0(0.00) 18(60.00) 2.90 < 0.05 合计 60 30(50.00) 15(25.00) 9(15.00) 6(10.00) 0(0.00) 45(75.00)
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