技术配合打印模型在介入手术教学培训中的应用 - 心血管外科杂志(电子版)杂志社投稿

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技术配合打印模型在介入手术教学培训中的应用

作者:

关键词:

摘要：

职康康(1979-)，男，河南辉县人，副教授，博士，主要研究方向：血管外科教学及临床研究。

电话：5；E-

随着医疗技术的发展，外科手术不断微创化，介入手术逐渐成为血管外科疾病的主要治疗方式。而由于介入手术的特殊性，如手术主要依靠医学影像引导、对操作精细化的要求以及辐射对参观学习的限制等，导致医师在学习介入手术时，难以养成科学、有效的学习方法，也难有足够的练习机会。增强现实(au- gmented reality，AR)是广义上虚拟现实(virtual rea- lity，VR)的扩展。允许用户看到真实世界以及融合于真实世界之中的虚拟对象[1]。我们将AR技术与3D打印技术结合，构建了一套完整的手术教学系统，并对教学效果进行了评估。

1对象与方法

1.1研究对象

海军军医大学2016级五年制临床医学专业二班的48名本科学生。

1.2研究方法

1.2.1教学系统的建设及功能运用AR技术配合3D打印的血管模型，并结合相应配套的AI软件，构建了一款完整的血管外科介入手术教学系统。AR技术的实时交互性是这套系统的基础，因此在这套系统中，我们选用头戴式显示器(HMD)，学习者在使用时将其戴在头上，其优点是显示器停留在眼前，解放了双手便于操作，营造一种沉浸式的体验，充分发挥AR技术的实时交互性。当学习者戴上显示器，可以同时看到眼前的操作模型以及与之相结合的虚拟画面。同时，我们运用3D打印技术，采用硅胶尽可能模拟血管的质感，打印出股动脉、主动脉以及弓上血管(尤其是双侧劲动脉)包括穿刺点上方皮肤、结缔组织以及肌肉在内的模型，便于在学习者练习的过程中给予触觉反馈。最后，应用相应的基于标记的AR系统软件，在血管模型内使用跟踪系统来测量导管、导丝的位置和速度，将模型内的操作模拟反馈到显示器上，生成2D的近似于造影的图像，最大程度地模拟介入手术的场景。安装于显示器上的AI软件通过AR系统反馈的数据，为学习者提供指导。

1.2.2实验分组与教学方法采用随机数表分组的方法将48名学生按1∶1比例，分为实验组(AR教学组)24人，对照组(传统教学组)24人。首先对两组学生的前期平均成绩进行对比分析，再采用不同的授课方式进行经股动脉、颈动脉造影术的教学。实验组学员在戴上AR设备后，AI教学系统根据场景的变化(包括学生操作的动作、导丝的位置和运动等)，对学生的操作进行实时的指导和讲解，学生根据教学系统的提示，同步在模型上进行真实的操作，沉浸式地进行练习。对照组学生先采用手术视频教学，讲解手术过程，然后自行在模型上进行操作练习。

1.2.3评价评价方法包括测试和问卷调查。在课程结束后，对全部学生进行颈动脉造影术操作考试(满分60分)和理论考试(满分40分)，总计100分。问卷内容包括实用性(你是否认为这个AR教学系统在未来能够投入使用？)、创新性(你认为这种学习方法是否新颖？)和使用满意度(根据你的体验，对这款系统是否满意？)三部分。

1.3统计与分析方法

利用Epidata 3.0进行问卷资料录入，采用SPSS 23.0软件对数据进行分析。计量资料采用表示，组间比较采用t检验；计数资料采用频数(百分比)表示，组间比较采用卡方检验、Fisher精确检验，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2结果

2.1基线资料

此次研究纳入48名学生，其中，实验组24人，平均年龄21.1岁，男性占91.7%；对照组24人，平均年龄20.9岁，男性占87.5%。两组学生前期课程平均成绩无统计学差异(81. vs. 81.,P=0.80)，具有可比性。

2.2成绩对比

实验组学生在“理论得分”上高于对照组(35. vs. 34.，P=0.081)，但无统计学差异；在“操作得分”上显著高于对照组(50. vs. 48.，P=0.023)，且差异具有统计学意义；在总成绩的比较中，实验组学生成绩也高于对照组(86. vs. 82.，P=0.035)，且差异具有统计学意义，如表1所示。

成绩实验组(n=24)对照组(n=24)P总成绩(86.)(82.)0.035理论得分(35.)(34.)0.081操作得分(50.)(48.)0.023

2.3问卷调查

对实验组学生共分发了24份问卷，回收到有效问卷22份，有效率为91.7%。其中，19人(86.4%)认为AR教学具有实用性，21人(95.5%)认可AR教学的创新性，17人(77.3%)对AR教学系统的体验表示满意。

3讨论

医学是一门相对复杂的学科，医学学习除了包括了解复杂的解剖和生理系统，还需要掌握专业理论及多种操作技能，因此，需要在不断的实践中才能达到基本的职业要求。想要达到专业要求的高标准，则需要在专业的培训环境中对受训者进行培训[2]。

文章来源：《心血管外科杂志(电子版)》网址: http://www.xxgwkzz.cn/qikandaodu/2021/0330/649.html