嚴(yán)奉奇 焦 勇 崔 棟 何大立 萬曉瓊 張 波

空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科，陜西西安 710038

住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)是提高一線醫(yī)療質(zhì)量、培養(yǎng)優(yōu)秀醫(yī)師的重要途徑，其中泌尿外科是培訓(xùn)的重要科室之一[1]。經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)（percutaneous nephrolithotomy，PCNL）是當(dāng)前治療復(fù)雜性腎和上段輸尿管結(jié)石的關(guān)鍵技術(shù)，也是泌尿外科醫(yī)師必須掌握的技能之一[2-3]。但PCNL 具有實(shí)踐性強(qiáng)、操作風(fēng)險(xiǎn)高、操作難度大、學(xué)習(xí)曲線陡等特點(diǎn)，使其成了當(dāng)前泌尿外科臨床教學(xué)的難點(diǎn)與重點(diǎn)[4]。隨著住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的進(jìn)一步落實(shí)，急需尋找一種有效的教學(xué)方式來改善當(dāng)前PCNL 臨床教學(xué)的困境。3D 打印技術(shù)可將復(fù)雜腎臟解剖結(jié)構(gòu)可視化、精準(zhǔn)化、個(gè)體化的以3D 立體形象展示于醫(yī)師，利于年輕醫(yī)師學(xué)習(xí)并理解腎臟解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)規(guī)劃方法等[5-6]。將其用于PCNL 的臨床教學(xué)可能有助于改變當(dāng)前PCNL 臨床教學(xué)面臨的困境，本研究擬探討3D 打印技術(shù)在PCNL 臨床教學(xué)中的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019 年10 月至2021 年10 月在空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院（以下簡稱“我院”）泌尿外科參加規(guī)范化培訓(xùn)的住院醫(yī)師納入研究。其中男45 名，女15 名；年齡22～26 歲；均為全日制臨床醫(yī)學(xué)五年制本科畢業(yè)并正在參加規(guī)范化培訓(xùn)的住院醫(yī)師，既往均無PCNL經(jīng)驗(yàn)。按照隨機(jī)數(shù)字表法將其分為觀察組和對照組，其中觀察組男23 名，女7 名；平均年齡（23.97±1.00）歲。對照組男22 名，女8 名；平均年齡（23.90±1.21）歲。兩組性別、年齡比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05），具有可比性。

1.2 教學(xué)方法

對照組采用傳統(tǒng)病例教學(xué)法，觀察組采用3D 打印技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)病例教學(xué)法。傳統(tǒng)病例教學(xué)法：結(jié)合患者資料、解剖圖譜、手術(shù)視頻等，利用PPT 講解經(jīng)皮腎碎石、取石術(shù)相關(guān)知識點(diǎn)，主要包括經(jīng)皮腎碎石、取石術(shù)的原理、適應(yīng)證、禁忌證、術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)后注意事項(xiàng)、術(shù)后常見并發(fā)癥處理，以及手術(shù)器械的組成及組裝、手術(shù)流程、穿刺路徑的選擇與設(shè)計(jì)、手術(shù)視頻等。3D 打印技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)3D 重建軟件mimics 處理患者CT 等影像學(xué)數(shù)據(jù)，通過我院3D 打印平臺，將腎和結(jié)石按1∶1 比例制備腎臟的實(shí)體三維模型，并將其運(yùn)用于傳統(tǒng)教學(xué)過程中，通過3D 打印模型還原教學(xué)患者的腎臟局部結(jié)構(gòu)、模仿患者結(jié)石傷情并模擬穿刺過程。3D 教學(xué)模型可清晰看到腎結(jié)石的形態(tài)、大小、位置及其與周圍腎集合系統(tǒng)等解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系。見圖1。

圖1 3D 打印個(gè)性化腎結(jié)石模型和穿刺模擬

1.3 觀察指標(biāo)與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

觀察指標(biāo)包括理論考核成績、技能考核成績、教學(xué)滿意度3 個(gè)部分，其中理論考核成績主要包括PCNL的手術(shù)適應(yīng)證與禁忌證、術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)后病情觀察、術(shù)后一般情況處理、常見并發(fā)癥處理。技能考核成績主要包括經(jīng)皮腎鏡手術(shù)器械的組成與組裝、穿刺流程熟悉度、特定患者穿刺位點(diǎn)的選擇、進(jìn)針方向與進(jìn)針深度、特定患者模具上穿刺成功的針數(shù)及耗時(shí)。教學(xué)滿意度采用馬斯特里赫特臨床教學(xué)問卷[7]進(jìn)行測評，對教學(xué)的理解性、接受性、參與度、趣味性和技能提升5 個(gè)維度的滿意情況進(jìn)行打分，單項(xiàng)目滿分為20 分，得分越高代表滿意度越高。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 16.0 對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，比較采用t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)表示，比較采用χ2檢驗(yàn)。以P ＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組入科及出科時(shí)理論考核成績比較

兩組入科及出科時(shí)理論考核成績比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。兩組出科時(shí)理論考核成績高于入科時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。見表1。

表1 兩組入科及出科理論考核成績比較（分，）

表1 兩組入科及出科理論考核成績比較（分，）

2.2 兩組入科及出科時(shí)PCNL 技能考核成績比較

入科時(shí)，兩組PCNL 技能考核成績比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。出科時(shí)，兩組PCNL 技能考核成績均高于入科時(shí)，且觀察組高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。見表2。

表2 兩組入科及出科時(shí)PCNL 技能考核成績比較（分，）

表2 兩組入科及出科時(shí)PCNL 技能考核成績比較（分，）

注 PCNL：經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)

2.3 兩組教學(xué)滿意情況比較

滿意情況評價(jià)問卷發(fā)放60 份，回收60 份，有效回收率為100%。觀察組理解性、接受性、參與度、趣味性、技能提升評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。見表3。

表3 兩組教學(xué)滿意情況比較（分，）

表3 兩組教學(xué)滿意情況比較（分，）

3 討論

PCNL 主要包括經(jīng)皮腎穿刺和碎石、取石兩個(gè)過程，其中經(jīng)皮腎穿刺是PCNL 的關(guān)鍵步驟[8]。良好的穿刺不但可以減少穿刺帶來的創(chuàng)傷，而且可以極大地降低術(shù)后結(jié)石殘留率和術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率[9]。經(jīng)皮腎穿刺通道的建立需結(jié)合患者和結(jié)石的特征，選擇不同的穿刺點(diǎn)、目的腎盞、進(jìn)針方向和穿刺深度[10]，這要求醫(yī)師對腎集合系統(tǒng)、血管和結(jié)石的局部立體解剖有充分的了解。傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要采取解剖繪圖結(jié)合CT等影像學(xué)資料進(jìn)行教學(xué)，對于年輕醫(yī)師來說，在2D 層面將復(fù)雜的腎集合系統(tǒng)、血管和結(jié)石等的位置由2D 轉(zhuǎn)換為3D 結(jié)構(gòu)無疑是困難的[11]。同時(shí)，解剖繪圖的教學(xué)無法實(shí)現(xiàn)特定病例的個(gè)體化解剖結(jié)構(gòu)展示，導(dǎo)致年輕醫(yī)師對于經(jīng)皮腎穿刺知識掌握難度增加[12]。另外，傳統(tǒng)的被動(dòng)教學(xué)模式的教學(xué)方式單一，嚴(yán)重影響年輕醫(yī)師學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和實(shí)踐性，這進(jìn)一步延長了年輕醫(yī)師對經(jīng)皮腎穿刺的學(xué)習(xí)曲線。

近年來隨著3D 打印技術(shù)的不斷發(fā)展，其在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用[13]。本課題組長期從事3D 打印技術(shù)在泌尿外科精準(zhǔn)化治療臨床應(yīng)用的研究。近年來，本課題組在世界上首次利用3D 打印技術(shù)構(gòu)建了血管外支架，實(shí)現(xiàn)了針對腎靜脈受壓綜合征患者的個(gè)體化治療[14-16]。近年來本課題組又相繼設(shè)計(jì)了3D 打印腎腫瘤拓片定位技術(shù)用于內(nèi)生性腎腫瘤的切除、3D 打印“冷夾克”用于腹腔鏡下自體腎移植、3D 打印腎結(jié)石模型用于復(fù)雜性腎結(jié)石治療等，進(jìn)一步拓展了3D 打印技術(shù)在泌尿外科精準(zhǔn)化治療的應(yīng)用[17-18]。隨著3D 打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，將3D 打印技術(shù)運(yùn)用于臨床的教學(xué)活動(dòng)中具有很大的潛力[19-20]。程谷等[21]發(fā)現(xiàn)，將3D 打印技術(shù)引入埋伏牙拔除術(shù)臨床教學(xué)可以有效提高實(shí)習(xí)醫(yī)師的臨床動(dòng)手能力。韓冠生等[22]將3D 打印技術(shù)運(yùn)用于膝關(guān)節(jié)鏡臨床教學(xué)，顯著提高了教學(xué)氛圍和效果。同樣，在神經(jīng)外科、眼科、耳鼻喉科、超聲科、血管外科等科室都有將3D 打印技術(shù)運(yùn)用于臨床教學(xué)的嘗試[23-26]。本課題組利用自身3D 打印平臺，考慮到當(dāng)前PCNL 臨床教學(xué)的困境，提出將3D 打印技術(shù)運(yùn)用于PCNL 的臨床教學(xué)中。

本研究將3D 打印技術(shù)運(yùn)用于PCNL 的臨床教學(xué)中，結(jié)果顯示，培訓(xùn)后兩組雖然在理論考核成績方面沒有差異，但是在技能考核方面觀察組的得分高于對照組，提示將3D 打印技術(shù)運(yùn)用于PCNL 的臨床教學(xué)能有效提高住院醫(yī)師實(shí)踐能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式僅僅通過臨床知識的講解、影像學(xué)資料和解剖圖譜的輔助，住院醫(yī)師對于腎臟集合系統(tǒng)、血管與結(jié)石之間的解剖關(guān)系缺乏直觀的認(rèn)識。3D 打印技術(shù)的運(yùn)用，可以將特定病例的腎臟結(jié)構(gòu)及結(jié)石的位置真實(shí)地展現(xiàn)在住院醫(yī)師面前，住院醫(yī)師可以清晰地辨認(rèn)結(jié)石與腎盂、腎盞及血管之間的3D 關(guān)系，使醫(yī)師能對腎臟的解剖結(jié)構(gòu)有一個(gè)更加直觀深刻的認(rèn)識。另一方面，教師也可以結(jié)合3D 打印模型演示經(jīng)皮腎穿刺的過程，并結(jié)合3D打印模型向住院醫(yī)師直觀的講解不同部位、不同形狀結(jié)石經(jīng)皮腎穿刺位點(diǎn)選擇的原則、進(jìn)針角度的調(diào)整、合適腎盞的選擇等問題。住院醫(yī)師也可以利用3D 打印模型模擬穿刺進(jìn)針、設(shè)計(jì)最佳穿刺通道、選擇最適的目標(biāo)腎盞，在進(jìn)一步加深住院醫(yī)師對穿刺流程的熟悉度的同時(shí)提升教學(xué)的趣味性、理解性和參與度。在本研究中，通過對醫(yī)師教學(xué)滿意度的調(diào)查問卷結(jié)果也印證了結(jié)合3D 打印技術(shù)的教學(xué)方式在住院醫(yī)師教學(xué)滿意度的理解性、接受性、參與度、趣味性和技能提升5 個(gè)維度上也都也得到了提升。

綜上所述，在PCNL 的臨床教學(xué)中融入3D 打印技術(shù)可提高教學(xué)滿意度的同時(shí)，也提高了初學(xué)者的操作技能。但本研究的樣本量有限，研究時(shí)間間隔較短，具有一定的局限性，3D 打印是否會影響學(xué)生對于PCNL 遠(yuǎn)期的理論知識掌握還有待進(jìn)一步的研究。