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摘要：背景WBB（Weinstein-Boriani-Biagini）脊柱肿瘤分区是Weinstein等人于上世纪90年代创建的脊柱肿瘤手术分区系统，是脊柱肿瘤手术中需要详细了解三维解剖的众多概念之一。三维打印的脊柱模型已证明越来越多的应用于脊柱手术，上述技术的应用可以将二维图像更快速地表达于复杂的三维解剖关系信息中。目的评估一个定制的3d打印脊柱肿瘤的模型在辅助外科规培学员有效了解和计划WBB分期脊柱在肿瘤手术中所起的作用。方法将10名参与者随机分为两组：第1组获得有关WBB手术分区的书面教材，而第2组接受书面材料和三维打印的脊柱模型划定。所有参与者都进行了笔试和实际操作考试。结果接受3D打印模型和书面材料的被测试组书面成绩(平均分数，6.80±0.83 VS 4.8±1.09)、实际能力检测(平均分数，1.30±0.30 VS 0.93±0.11)总得分（8.05±0.77 VS 5.74±1.08）的表现明显优于只收到书面材料的测试组，比较组间有统计学差异（P<0.05）。结论3D打印脊柱模型是帮助早期手术学员了解WBB手术分区的有效辅助手段，规培学员在复杂脊柱骨肿瘤的实际测试中展示了更好的理论知识和实践能力的表现，这种模式的应用很可能在将来外科规范培训项目中发挥越来越重要的作用。
关键词：3D打印；模型；WBB分期；脊柱肿瘤；手术分区；临床教学
本文引用格式：刘斌,谭家昌,吴振杰,等.3D打印脊柱肿瘤模型在脊柱肿瘤临床教学中的应用[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(66):387-388.
Clinical Teaching Practice of 3D Printed Spinal Tumor Model in Spinal Tumors
LIU Bin,TAN Jia-chang,WU Zhen-jie,HE Ju-liang,MO Hao,LIN Xiang,GUAN Jian,YUAN Zhen-chao*
(Department of Bone and Soft Tissue Neurosurgery,Affiliated Tumor Hospital of Guangxi Medical University,Nanning Guangxi)
ABSTRACT:Background WBB(Weinstein-Boriani-Biagini)spinal tumour zoning system,which was established by Weinstein et al.in the 1990s,is one of the many concepts that require detailed understanding of three-dimensional anatomy in spinal tumour surgery.Three-dimensional printed spinal model has been proved to be more and more used in spinal surgery.The application of the above technology can express two-dimensional images more quickly in complex three-dimensional anatomical relationship information.Objective To evaluate the role of a customized 3-D printing model of spinal tumors in assisting surgical planning trainees to effectively understand and plan WBB staging of the spinal column in tumor surgery.Methods 10 participants were randomLy divided into two groups:the 1th group obtained written teaching materials about the WBB surgical zoning,while the 2nd group received written materials and three-dimensional printing of the spinal model delimited.All participants took written and practical examinations.Results The written results of the test group(average score,6.80±0.83 VS 4.8±1.09),actual capability test(average score,1.30±0.30 VS 0.93±0.11),total score(8.05±0.77 VS 5.74±1.08)were accepted for the 3D printing model and written materials.The performance was significantly better than that of the test group that received only the written material,and there were statistical differences between the comparison groups(P<0.05).Conclusion The 3D Printing spine model is an effective auxiliary method to help early surgical students understand the WBB surgical zone,and the application of the training students in the actual test of complex spinal bone tumors shows better theoretical knowledge and practical performance,the use of this model is likely to play an increasingly important role in the future surgical norms of the program.
KEY WORDS:3D printing;Model;WBB Stage;Spinal tumor;Surgical zone;Clinical teach
0引言
近年来，随着医学高等教育的推广普及，越来越多的医学毕业生需要进行相关的规范化实践培训。由于受到培训时间有限和手术室空间的限制，外科规培医师相关临床教学已经变得越来越显得不足。如何在保证患者安全的前提下，有效提高外科手术规培教学效果，一直是医学院校临床教学追求探索的方向。3D打印已经在脊柱外科多个领域被广泛应用，其中包括脊柱解剖学教学，术前规划等。然而，相对于其他手术，脊柱肿瘤手术是一种相对缺乏术前模拟的手术。本研究旨在通过相关研究解决这一问题，通过创建一个脊柱合成3D模型来模拟脊柱肿瘤，这种模型可以允许受培训者通过模拟手术培训的方式在3D打印脊柱复制品上有效模拟实施手术规划。本研究的目的是评估3D打印脊柱模型在辅助学员理解脊柱肿瘤手术分期WBB分期中的效用。
1资料与方法
1.1一般资料
本研究将临床实际病例相关病变椎体薄层计算机断层扫描图像通过Materialise Mimics software suite软件转化为stl文件，将生成的stl文件上传到3D打印模型实物平台，使用ABS材料进行3D打印，使用鲜明颜色的ABS材料标注肿瘤组织，用以区别于正常组织，方便规培学员辨识以便于提高学习效率[1]。
1.2研究方法
参加本研究的一共纳入10名志愿者学员，均为2017年12月-2018年12月参加我院规范化培训的医学生，入科培训前无轮转骨与软组织肿瘤外科经历。行书面调查调研受训者相关WBB手术分期系统的熟知程度，所有学员均对相关知识不知晓。将10名学员按随机原则分为2个试验小组，每个测试组学员均得到一份关于WBB手术详细分期的具体说明，包括描述每个WBB手术分期二维（2D）的图像。第1组受训学员只收到上述相关书面材料。第2组的受训人员除获得上述相关资料外，还额外获得相关实例示范模型，用以辅助了解相关书面材料。所有学员测试前要求不与同组学员参与讨论相关知识或寻找除提供以外的相关学习资源。所有受训者测试之前的学习各自所掌握的学习材料，然后进行笔试测试和实践能力测试用以检测他们对上述分期的理解能力以及手术预案制定的相关能力。书面的考试包括8个问题，测试他们对分期的总体认知水平，了解WBB手术具体分期的原则以及手术预案治疗的原则，实践考试要求受训者根据WBB分期进行相应手术的模拟操作，然后分别就两组测试者相关数据进行比较分析。
1.3评价方法
书面测试和实践测试总分设定为10分，其中书面考试总分为8分，实践考试总分为2分。书面考试试题正确可以得1分，错误0分。实践考试根据答题点的正确与否依据百分比进行考核记录。
1.4统计学方法
采用SPSS 17.0进行统计学分析，计量资料以（均数±标准差）表示，使用Mann Whitney法比较组1和组2之间的考试成绩之间的差异。
2结果
相关的脊柱模型随机被测试者选取测试，所有参与的考核者均完成所有的考核，每个测试组之间包含5名规培医师的成绩，1组测试者书面考试的平均成绩为4.8±1.09分，实践考试的平均成绩为0.93±0.11分，总得分的平均成绩为5.74±1.08；2组测试者书面的平均成绩为6.80±0.83分，实践考试的平均成绩为1.30±0.30分，总得分的平均成绩为8.05±0.77，组2在书面成绩（T=-3.244，P=0.012）、实践成绩（T=-2.594，P=0.032）、总成绩得分（T=-3.893，P=0.005）明显优于组1，差异有统计学意义（P<0.05）（见表1）。
3讨论
3D打印技术，也被称为增材成型技术，自从1980年发明以来已经使得快速成型技术发生了革命性的变化[1,2]。从此，医生和研究人员开始使用3D打印机创建物理模型，将患者传统只能以2D模型展示的结构以3D形式展现出来[3-5]。近年来，越来越多的外科医生已经对这项技术表现出越来越浓厚的兴趣。迄今为止，文献将3D打印技术的应用主要分为3个大类，(一)患者及规培医师的推广普及教育；(二)术前规划；(三)患者特殊内植物的创建；(四)3d打印的使用规培医师教育模式已变得越来越显得重要。一项最近的研究显示，已经有多篇文章详细介绍了3D打印在外科培训中的应用[6,7]。3d打印模型的临床应用已被证明是对外科规培医师的培训有着积极的影响[6]。规培医师有大量的实践机会在3d打印的模型上进行相关的专业训练，这样的训练机会可以使得他们更加了解手术相关的步骤及相关解剖结构，与尸体解剖有高度的相似性和一致性，从而有效的提高外科技能的应用。更客观地说，3d打印手术模型已被证明证实有利于可以提高脊柱肿瘤手术的术前计划，准确对肿瘤引起的解剖变异进行准确的解剖评估[8]。最近的一项研究进一步证实，脊柱外科医师在三维打印的脊柱肿瘤模型上接受有效的的训练，可以有效提高肿瘤切除的完整性。
本研究的结果表明，使用3d打印模型进行相关的术前规范化培训，可以有效提高规培学院的临床应用能力，越来越多的证据显示3D打印在外科教育中的应用和仿真教学中发挥的作用越发重要[9-12]。与其他外科手术相比，脊柱外科的模拟手术略显不足。这些模型是对临床病例的精准复制，因为这个脊柱模型是通过3D打印机创建的，它的优势在于每个模型都是特殊定制的，它的使用效率更高、占用资源更少较传统尸体解剖，本研究的3D打印的模型成本约为几百元，传统的尸体解剖费用多达万元。3D打印脊柱肿瘤模型应用于未来研究外科教育可能侧重于教住院医师其他使用定制的复杂外科和解剖学概念3D打印脊柱模型。例如，整体模型及各种形式的颈椎、胸椎、和腰椎脊柱肿瘤可以打印出来用来帮助外科医师。总的来说，3D打印技术代表了一种新的外科模拟教学和临床教育的前沿。
综上所述，3D打印脊柱模型对于外科规培学员是一种有效辅助教学手段。接受3D打印模型的规培医师在书面和实际评估方面的表现明显优于单独接受书面材料的参与者。我们相信，3D打印脊柱肿瘤外科模型在早期外科规培医师脊柱肿瘤教学中有着较为重要的价值，上述手段的应用势必可以促进临床骨肿瘤外科的教学相长，有着广泛的应用前景，值得在临床教学一线广泛推广应用。
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