PCMC 教学法联合 3D 打印技术在神经外科颅神经疾病实习教学中的应用研究论文

　　摘要：文章以2019年3月至2021年3月在安徽医科大学第一附属医院神经外科实习的60名学生作为研究对象，研究了PCMC教学法联合3D打印技术在神经外科颅神经疾病实习教学中的应用效果，结果显示，观察组实习学生理论知识考试成绩优于对照组实习学生，同时观察组实习学生对颅神经疾病的学习积极性等情况均较对照组实习学生有明显提升。

 

　　关键词：PCMC教学法；3D打印技术；颅神经疾病实习教学；神经外科

 

　　神经外科颅神经疾病的风险主要集中于高致残致死率，如何使学生在实习过程中掌握神经外科颅神经疾病手术技术及要点就成为目前神经外科各亚专科教学关注的重点[1]。现阶段的神经外科颅神经疾病实习教学中，授课对象不仅有神经外科专业的学生，而且还涵盖了临床医学各专业方向的学生，如何在有限的实习期内提升培训效果及质量，降低培训过程中的医疗风险，并让学生在手术前体会这种抽象的空间立体感，是神经外科颅神经疾病实习教学面临的极其重要的问题。其中，颅脑解剖结构相对于其他器官来说，更为复杂抽象，当出现病变时不易察觉，对于学生的空间想象能力要求很高，因此一直是学生较难掌握的知识点。

 

　　PCMC(Problem-originated Clinical Medical Curricu-lum)教学法是由加拿大的麦克马斯特大学于1965年首创的一种教学方法，并应用于加拿大麦克马斯特大学医学院[2]，之后被引入我国。比如，安徽医科大学第一附属医院(以下简称“我院”)神经外科于2019年首次引进PCMC教学法，主要用于颅脑创伤疾病的教学，并收获了良好的教学效果。然而，颅神经疾病(如三叉神经痛、面肌痉挛等)在教学中具有一定的特殊性，即因其解剖位置的特殊，无法单纯地用某单一教学方法完全展现，尤其传统的颅脑模型教具无法展现这一疾病的解剖学关系，由此增加了教学的难度。

 

　　3D打印技术始于20世纪80年代，是以CT或MRI的三维数据为基础，采用高分子复合材料逐层打印出大体解剖标本模型[3]。该技术现已在临床医学领域逐步开展使用。然而，该技术打印的大体解剖标本模型没有完整的颅神经与血管走行的标注，以至于学生在实习中无法从解剖角度直视面肌痉挛发生的病理生理变化，只能通过MRI等辅助检查了解其与血管的二维结构关系，最终导致学生对该部分内容的理解十分困难。同时，使用该技术要求学生具有较高的空间想象能力，这极大降低了学生实习的兴趣和积极性。

 

　　如何让学生更加积极地参与实习，是神经外科颅神经疾病实习教学中非常值得关注的问题。介于学生往往因为艰涩难懂而放弃这一部分知识的学习，笔者拟将PCMC教学法联合3D打印技术应用于神经外科颅神经疾病实习教学，并与传统教学法进行比较，以探讨教学效果，进而为教学改革提供思路。

 

 

　　(一)一般资料

 

　　本研究选取2019年3月至2021年3月在我院神经外科实习的60名学生作为研究对象。其均为安徽医科大学本科应届生，既往无其他实习经历。其中，2016级临床医学专业的30名实习学生为对照组，应用传统教学法实施教学；2017级临床医学专业的30名实习学生为观察组，应用PCMC教学法联合3D打印技术实施教学。观察组实习学生年龄为20~24岁，平均年龄为22.23±1.01岁，其中男生22名，女生8名。对照组实习学生年龄为21~23岁，平均年龄为21.87±0.73岁，其中男生23名，女生7名。两组实习学生性别、年龄及实习前理论成绩比较无统计学差异(P>0.05)，具有可比性，如表1所示。

 

 

　　(二)研究方法

 

　　1.对照组。对照组应用传统教学法实施教学。首先，教师向学生讲述颅神经疾病的流行病学、发病原理、临床表现、相关检查、鉴别诊断、治疗方法及预后等，随后开展临床实践教学。其次，教师通过病史采集、体格检查及影像学资料(头颅CT、3D-TOF MRI等)对颅脑解剖和手术方案的选择进行教学，并在教学结束后，对学生进行理论及实践考核。对照组实习学生由科室高年资教师带教，且带教教师为神经外科学博士、硕士研究生导师，有着丰富的临床工作和教学经验。

 

　　2.观察组。观察组应用PCMC教学法联合3D打印技术实施教学，具体过程如下。①课前，带教教师将资料分发给30名学生，让其对颅神经疾病的临床表现、影像资料特点及预后等内容进行预习。②课中，带教教师先讲授颅神经疾病比较典型的临床表现，然后根据疾病的特点提出具有代表性和启发性的问题让学生思考。具体而言，带教教师首先可讲解颅神经3D-TOF MRI的影像学特点，然后通过计算机的数据处理，将3D-TOF MRI转换后进行三维重建，如图1所示。接着学生参照3D打印技术的颅神经模型进行讨论。期间，带教教师可用具有代表性和启发性的问题引导学生主动学习并进行交流。教学结束后，带教教师进行总结：“3D打印技术的颅神经模型可较好地显示出脑干、面神经及周边相关血管的关系，重建立体结构，便于临床教学活动，同时也有助于确定颅神经疾病的手术方式及手术入路的选择。”③课后，带教教师对学生进行考核。观察组实习学生也由与对照组相同的高年资教师带教，且带教教师为神经外科学博士、硕士研究生导师，有着丰富的临床工作和教学经验。
 

 

　　典型颅神经疾病患者(如面肌痉挛)进行面神经成像(3D-TOF MRI)，接着运用Mimics软件(比利时)进行三维影像的数字建模，然后由极光尔沃公司负责转换原始数据生成STL文件并导入3D打印工作平台，使用3D打印机1∶1比例打印出脑干、面神经及周围血管模型，如图2、图3所示。该模型使用医用光敏树脂可较好地显示出脑干、面神经及周边相关血管的关系，重建立体结构，便于临床教学活动，如图4所示。

 

 

　　(三)评价方法

 

　　实习教学完毕后，带教教师对两组实习学生进行考核，具体包括理论考试(笔试)和主观评价，以评估教学效果。理论考试由科室统一组织学生进行，包括病理生理、应用范围、适应证、治疗原则和禁忌证5个维度，各维度得分均为20分，总分100分，得分高低与理论知识掌握程度成正比，得分越高，说明理论知识掌握得越好。主观评价以问卷调查形式进行(不记名)，包括提高(≥75分)和无提高(<75分)两个选项，主要评价学生的学习积极性、学习效率、空间思维能力及对手术过程的认识。

 

　　(四)统计学方法

 

　　本研究采用SPSS 19.0统计软件对数据进行统计学分析，计数资料采用x2检验，用n表示；计量资料采用t检验，用均数±标准差(x-±s)表示。两组实习学生的理论考试的差异采用独立样本t检验，两组实习学生的主观评价结果采用秩和检验分析，以P<0.05为差异具有统计学意义。

 

 

　　(一)两组实习学生理论考试成绩比较

 

　　观察组实习学生理论知识考试成绩为78.00±5.23分，优于对照组实习学生的58.00±7.02分，且差异有统计学意义(P<0.05)，如表2所示。

 

 

　　(二)两组实习学生主观评价比较

 

　　本研究共发放主观评价问卷60份，最终回收有效问卷60份。观察组实习学生对颅神经疾病的学习积极性等情况均较对照组实习学生有明显提升，且差异有统计学意义(P<0.05)，如表3所示。

 

 

　　神经外科颅神经疾病因其解剖结构复杂，学生在实习过程很难取得很好的效果，这给实习教学提出了新的要求。以往的神经外科颅神经疾病实习教学活动主要是以教师为中心、以理论讲解为主，生硬地把相关知识传授给学生，且在学生学习和探索的过程中，大部分时间都是教师在讲授，这种传统的教学方法缺乏师生之间的互动，也未能充分调动学生的学习兴趣，从而限制了学生主动学习能力的提升[4-5]。实习学生掌握的知识水平和范围仅限于教师传授的知识，没有主动学习知识的意识，最终应用能力不强。同时，由于每名教师带教3~5名实习学生，且缺乏与学生的沟通，最终导致学生团队合作能力相对不高。另外，师资队伍素质参差不齐，教师未参与过统一规范的培训，难以保证优秀的教学质量。PCMC教学法是加拿大麦克马斯特大学于1965年开发的一种教学方法，我院将其引入后结合相应的多媒体资料进行教学改革，逐渐被学生接受，取得了良好的学习效果。PCMC教学法既能体现教学的完整性，又具有一定的实用性，以培养学生的技能为教学重点，可以开阔学生的视野，使学生思维敏捷，并在培养创意人才方面发挥着重要的作用。PCMC教学法以临床典型案例为导向，能够引导学生及早将理论与实践相结合，充分发挥临床课程在实践中的作用，从而有利于提高临床教学质量，促进师生之间交流，且促进教学改革的成功。作为国际流行的教学方法，PCMC教学法或将成为医学教育改革的重要方向。PCMC教学法为培养学生的创造力、创新精神及良好的综合素质提供了平台，为打造复合型高层次医学人才提供了可能，为我院临床课堂教学改革开辟了一条新路径。PCMC教学法作为一种国际流行的教学方法，以问题为主线，学生学习的动力来源于临床问题，这可以激发学生的求知欲，调动学生的主动性和积极性，使其把握学习的重点内容。经过PCMC的相关培训，实习学生不仅可以增强自主学习、解决问题和数据收集的能力，还可以更好地学会沟通和协作，这有利于其在未来的医疗工作中发挥主动创新的精神。概言之，这一创新型的教学模式有利于培养具有创造力和创新精神的复合型高层次医学人才[6-9]。

 

　　由于颅底解剖位置很深，且神经及周边血管看不见、摸不着，实习学生只能完全依靠自身的空间想象能力，这大大降低了学生学习的热情和效率。而3D打印的颅神经疾病模型视觉冲击力大，空间立体感强，给学生以直观印象，有利于开展临床教学[10-11]。本研究利用3D打印技术复制出脑干、颅神经及周边血管，使颅底三维立体结构一目了然。与此同时，再结合PCMC教学法，可以促使学生对颅神经疾病相关知识有一个更为深刻的理解。本研究结果显示，观察组理论考试成绩为78.00±5.23分，优于对照组的58.00±7.02分，且差异有统计学意义(P<0.05)。观察组学生对颅神经疾病的学习积极性等情况均较对照组学生有明显提升，且差异有统计学意义(P<0.05)。本研究中，通过3D打印颅神经及周边结构的模型，实习学生对神经及边界有了立体感觉，看得见、摸得着，身临其境，不用在脑海里费力重建颅底/神经及周边的三维结构[12]。概言之，结合实际的临床病例，运用PCMC教学法，提高了学生学习的热情和效率。同时，主观评价问卷调查结果显示，观察组学生在学习积极性、学习效率等方面均优于对照组，即此次教学改革均有利于教学活动的开展。

 

　　通过应用PCMC教学法联合3D打印技术，实习学生能在短时间内了解并接受复杂的脑部解剖、颅神经疾病解剖、脑血管的三维关系特点，对复杂的颅底疾病产生浓厚兴趣。这种教学方法在很大程度上能提升学生主动学习的能力，将被动接受教师教学的学习方式转变为积极主动的学习方式，但这对科室的综合实力要求较高。我院专业师资相对匮乏，教师PCMC教学经验较少，也缺乏针对教学质量和教学材料经验的评估体系。同时，虽然3D打印技术在骨科等科室的临床带教中应用取得了比较好的效果，但PCMC教学法联合3D打印技术在神经外科教学中应用的报道相对较少，因此还需要相关医学教育工作者对此进行深入研究。另外，PCMC教学法在实施的过程中，对授课教师的专业知识、课堂掌握能力均有较高的要求。本次研究仅仅纳入了我院参与实习的部分学生和1名授课教师，存在样本量较少、授课范围较局限(颅神经疾病)的缺点。基于此，课题组下一步将尝试增加授课内容和扩大测试对象范围，以期实现该授课模式在临床医学技能操作中的常规应用。

 

　　总之，目前医学技术发展正呈现出突飞猛进的态势，临床医生仅仅通过基础学习无法跟上时代的步伐。而临床实习是医学院校在校学生转变为临床医生的必经阶段，因此临床实习的深度培训就显得尤为重要[13]。此次教学方法改革的结果显示，PCMC教学法联合3D打印技术在神经外科颅神经疾病实习教学中的应用取得了良好的教学效果。具体而言，PCMC教学法激发了学生的学习兴趣和热情，充分带动了学生自主学习的积极性，改变了以往被动的学习状态。3D打印技术能够让学生更好地了解颅底，尤其是颅神经疾病的病理生理改变，更加深入地理解特殊的解剖结构[14-19]。概括来说，PCMC教学法联合3D打印技术使实习学生更易理解颅神经相关疾病，在教学中具有良好的使用前景，值得进一步探究。

 

 

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