3D打印技术解剖模型在复合型鼻骨骨折修复教学中的应用_喻国冻.pdf

第 卷 第期 微 量 元 素 与 健 康 研 究 年 月 收稿日期：基金项目：贵 州 医 科 大 学 教 学 内 容 与 课 程 体 系 改 革 项 目（）作者简介：喻国冻（），男，主任医师，本科，研究方向：耳鼻咽喉科鼻颅底外科。打印技术解剖模型在复合型鼻骨骨折修复教学中的应用喻国冻，何承诚，张田（贵州医科大学附属医院，贵阳 ）摘要：目的：研究 打印技术应用于复合型鼻骨骨折修复教学中的教学效果。方法：对复合型鼻骨骨折的病例行 扫描，重建外鼻鼻窦颅底 数字动画视频。根据教学需要制作 模型。从大学四年级临床医学生中选取 名参与者，采用 数字动画视频和打印模型来对其进行复合型鼻骨骨折的教学，通过填写 动画和打印模型教学效果表来对其教学效果进行评价。结果：精准的构建外鼻鼻窦颅底的 数字动画视频和打印模型，精确还原并展示鼻骨、鼻中隔、鼻窦和颅底的准确结构，的临床医学生给予肯定回复（完全赞同）。所有医学生同意它提高了对解剖空间的理解（），的医学生认为其相较于实体解剖和解剖图是一个更好的学习工具（完全赞同）。所有同学表示乐意使用 动画视频和打印模型来进行复合型鼻骨骨折的学习（完全赞同）。结论：外鼻鼻窦颅底的 数字动画视频和打印模型有助于医学生学习和掌握复合性鼻骨骨折临床解剖和影像，可以充分调动学生的形象思维，具有较好的教学效果。关键词：鼻骨；鼻中隔；鼻窦；颅底；打印中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）打印技术在 世纪 年代发明，因其准确的复制微小三维立体空间的结构，在描述具体形态上有着巨大的优势，故在医学领域有着广泛的应用，如外科手术前后病变结构形态模拟模型、病理组织形态模型展示，微小不易理解复杂解剖结构的局部放大模型等。复合型鼻骨骨折包括鼻骨、鼻中隔、鼻窦、颅底的骨折，所涉及领域解剖结构微小复杂，相关重要组织形态异形，相互间重合混杂，互相遮挡，大多为骨性结构包裹细小的软质组织如血管、神经等，具体解剖操作上比较困难，常规的解剖图谱、解剖录像等对于医学生学习来说难以表述清楚，对初学手术的耳鼻喉科医生来说难以理解。人体解剖标本因为不易保存，易损坏和数量有限的原因，普通医学生和基层的耳鼻喉科医生不能便捷接触到，不能满足其日常学习和工作需求。材料技术和电脑技术在近年来不断的取得巨大的进步，打印技术取行了长足的进展，其越发广泛的应用于各个医学领域。所以，本研究使用 打印技术设计制作了鼻鼻窦颅底的 动画视频，同时 打印材料打印出可以易于保存、可反复学习的解剖模型，为临床病例的学习、教学、术前评估病情和模拟手术操作提供一种新的思路和手段。方法 制作复合型鼻骨骨折鼻骨、鼻中隔、鼻窦和颅底 动画视频根据临床资料选取复合型鼻骨骨折疾病的例患者，再从放射科 系统（）中获取其影像数据。采用 软 件（比 利 时 ），将 影像 （）数据导入其中并运算而后核对数据。解剖兴趣层面的选择，对于鼻骨、鼻中隔、鼻窦和颅底模型，选择经筛泡的冠状面将鼻骨、鼻中隔、鼻窦和颅底分为前后两个模型，并据此制作 动画视频。制作解剖模型采用弘瑞（，）型 打印机导入 数据文件后制作 打印解剖子模型。再将解剖数据模型用在 中导出为 格式文件，并制作 切片数据文件供第 卷 第期 微 量 元 素 与 健 康 研 究 年 月 打印机使用，打印材料为 直径的聚乳酸（）环保材料。开启结构支撑，打印结束后根据实际解剖形态，修整和去除可能存在的底座和支撑结构。校验打印模型的教学价值从贵州医科大学四年级临床医学生中随机选取 名参与者，通过共用一个 打印模型，通过 分钟课堂用 动画视频向其介绍各鼻鼻窦颅底解剖学标志，然后 分钟对照模型说明和 打印模型学习，最后填写“打印模型教学效果表”以对 动画视频和打印模型的教学价值进行评估。该评估表包括 动画视频和打印模型的精准度、对空间理解、记忆的帮助，能否提高学习兴趣，与传统教学方式如解剖图、实体解剖标本是否有优势，是否乐于接受其作为主要教学工具等进行评测，参与者就每个问题进行到 分打分（分表示完全同意，分代表完全不同意）。全部 名参与者，均填写 份“打印模型教学效果表”，进行统计分析。结果成功制作了鼻骨骨折后鼻骨、鼻中隔、下鼻甲、鼻窦、颅底 动画视频和打印模型（图略）、手术修复后塑型的肋软骨、鼻骨、鼻中隔、颅底的 动画视频（图略）。位医学生观察了鼻骨骨折后鼻骨、鼻中隔、下鼻甲、鼻窦、颅底和手术修复后塑型的肋软骨、鼻骨、鼻中隔、下鼻甲、颅底解剖 动画视频和打印模型，对常用的解剖标志进行辨认并填写 动画和打印模型教学效果表。名医学生填写了 动画视频和打印模型教学效果表。针对鼻鼻窦颅底的解剖标志均能准确识别，其相对空间位置和形态与 描述一致，所有鼻骨、手术修复后塑型的肋软骨、下鼻甲、鼻窦、颅底的解剖标志均能判断和准确识别，给予肯定回复（完全赞同）。鼻骨、鼻中隔、鼻窦和颅底的细小结构还原度较好，特别是细小血管及神经完全重建 的均不同意（完全不赞同）。所有鼻骨、手术修复后塑型的肋软骨、下鼻甲、鼻窦、颅底的解剖标志均能判断和准确识别，但鼻骨、鼻窦内的细小结构还原度不够，位医学生表示完全不能识别。认为其对学习复合型鼻骨骨折帮助很大占（表示完全赞同），所有医学生同意它提高了对解剖空间的理解（），医学生认为其相较于实体解剖和解剖图是一个更好的学习工具（完全赞同）。所有同学表示乐意使用 动画和打印模型来进行复合型鼻骨骨折的学习（完全赞同）。讨论课堂教授、小组学习、解剖图谱、人体标本解剖实习等是传统医学解剖主要教学方式，平面图谱因为系二维平面对三维空间位置描述困难和难以精确还原三维结构和相互空间位置关系，人体标本因医学伦理原因量小、不易为普通医学生接触，存放中不完整，解剖结构不易辨认。动画和打印模型可以直接观察三维结构，而且还有易复制、易存放、生产成本低、易于推广学习等优点。因为影像分辨率和打印材料限制的关系，打印模型技术比较适用于骨性结构展示，故较适用于复合性鼻骨折展示其鼻骨、鼻中隔、鼻窦、颅底等骨性结构及腔隙性结构。复合型鼻骨骨折修复临床解剖教学着重于鼻骨、鼻中隔、下鼻甲、鼻腔气流通道如中鼻道、下鼻道、总鼻道等。因此，把鼻腔和颅底两个区域作为本次研究对象。虽然本次研究只选择了例样本进行设计制作，但同样的方法可以制作相同类型不同解剖特点的 动画和打印模型，如鼻骨、鼻中隔、下鼻甲、鼻腔气流通道修复前、修复后等。本次研究是具体的临床病例，强调在具体病例中的实际应用、整体外观的解剖标志研究外，更着重研究的是不同研究截面的选择和子模型的制作，鼻骨、鼻腔气流通道的解剖是研究其结构和功能相关性的研究重点。根据临床影像数据重建了鼻骨、鼻中隔、下鼻甲的三维数字模型，按照其解剖特点制作解剖 动画视频和打印模型。数字动画化设计和制作的 动画视频和打印模型可以直观、具体、准确、便捷的演示复合型鼻骨骨折的解剖，可很好的对医学生进行教学演示，医学生也可对复合型鼻骨骨折进行深入的学习。本项目有对 动画视频和打印模型教学效果的评价，调查结果表明：较目前常用的解剖图和真实标本，其更具有可理解性，可更好的理解鼻腔、鼻窦和颅底复查的三维空间结构；其便利性更好，动画视频可以方便在各种常见的播放平台如手机、电脑上，反复播放，重复观看和学习，有利于记忆和学习；打印模型干净卫生且无异味，可在各种场所如教室、会场、医院办公区域等，方便的展示和观摩，有利于教学和学习；参与者大部分均乐于使用 动画视频和打印模型来学习复合型鼻骨骨折知识，增强了学习乐趣并有兴趣学习 动画视频和打印模型这项技术，以用于其他疾（下转 页）第 卷 第期 微 量 元 素 与 健 康 研 究 年 月 康复训练方法联合使用，可有效减轻患者疼痛程度，改善 角角度。本研究结果显示，观察组疼痛、功能、自我形象、心理及满意度等 评分均显著高于对照组，提示 稳定练习联合矫形操可提高脊柱侧弯患者生命质量。分析其原因，可能是由于 稳定练习根据患者脊柱结构、盆骨及肩胛骨、机体的稳定性与协调性、呼吸和肌张力及心理情绪等方面进行有针对性的干预，以矫正患者呼吸从而改善患者肺部通气情况，以达到控制脊柱侧凸的持续严重，有利于提高患者的生命质量，提高自我形象和满意度。在干预期间，使患者认识到脊柱和躯干的现有变性，使之能够配合治疗，对其进行心理辅导，以改善患者不良心理情绪，指导患者正确的进行足部负荷以改善盆骨位置并重新调整脊柱侧凸，利用瑞士球进行平衡训练有利于加强骨盆底肌肉，提高下躯干的稳定性，进而改善患者脊柱侧凸情况，提高其生命质量。此外，矫正操的训练可使患者外观形态得到改善，减轻患者心理压力，进而提高生命质量。综上所述，稳定练习联合矫形操可提高脊柱侧弯患者生命质量，减轻其疼痛程度，有利于促进脊柱侧弯恢复正常。参考文献：，（）：张晓辉，廖八根青少年特发性脊柱侧凸运动疗法：现状、争议与挑战医学争鸣，（）：胡有谷，党耕町，唐天驷脊椎外科（上卷）北京：人民卫生出版社，伍少玲，马超，伍时玲，等颈椎功能障碍指数量表的效度与信度研究中国康复医学杂志，（）：谢晶晶，刘祖德简体中文版脊柱侧凸研究会 项问卷量表的信度与效度评价中国组织工程研究与临床康复，（）：怡丽丹，魏见伟，王艾琳，等支具治疗青少年特发性脊柱侧弯 国际骨科学杂志，（）：（上接 页）病和部位的解剖学习。本次研究项目应用 打印技术将复合型鼻骨骨折病例制作成 动画视频和打印模型并将其应于临床教学，通过研究表明 动画和打印模型向临床医学生展示了具体的三维空间和各解剖组织的具体大小、形态、相互关系，将不易观察到的重要解剖结构立体想象结构予以具体化和过程简单化，临床医学生对其有极高的热情，对其教学效果满意。参考文献：潘周娴，陈适，刘巍，等医学三维打印材料分 类 及 应 用 介 绍 基 础 医 学 与 临 床，（）：，（）：，：，（）：吴颜延，古兆琦，潘周娴，等 打印颅骨在颅底解剖教学中的应用基础医学与临床，（）：，：，：，（）：，（）：