数字化骨科技术在骨科临床教学中的应用

数字化骨科技术在骨科临床教学中的应用

苏晓阳

首都机场集团紧急医学救援中心  北京市 102600

摘要：在骨科医学专业的人才培养中，临床带教是至关重要的环节。传统的教育方式，在应用过程中存在着一定的弊端，近年来，快速发展起来的数字外科技术，将计算机、3D打印等新兴医疗处理技术相结合，以其直观、可操作等优势，在骨科临床教学中显示出了巨大的潜力。

关键词：数字化骨科技术；骨科；临床；教学

引言

由于骨科疾病发病机理复杂，以及解剖位置复杂，给学员的学习带来了很大困难。传统的医学教育方式由于其知识点过于抽象，难以理解和吸收，造成了一些学生对医学领域的恐惧，极大地降低了他们的学习积极性和学习效果。近年来，由于计算机断层扫描、制造等技术的兴起，使数字化骨科得到了快速的发展。该技术利用计算机等多种新型医学处理技术，具有形象化和可操作性等优点，该仪器能很好地适应骨科临床、科研的需要。本文主要探讨如何将数字整形外科技术运用于整形外科的临床教学。

1数字化骨科技术在骨科临床教学中的优势

1.1提高教学满意度

快速发展的数字骨科技术，有效地解决了手术训练很难进行的问题。在某种程度上，降低了对患者进行多次检查所造成的损害，从而保护了患者的权益。在此基础上，提高了学员的手术技能，减少了手术过程中的感染。数字化骨科技术让学习过程变得直观明确、简单易学，这对将理论与实践紧密地结合起来，从而提升了学生的学习积极性，并提升了他们对教学的满意度和认可度。

1.2具有直观性

数字化骨科技术尤其是3D打印技术，可以将一个特定的疾病转换成一个高度仿真的骨科模型。在学习的时候，可以让学生对骨科疾病的病变机制、疾病治疗等进行仿真，从而改变了对骨科疾病的学习过程中抽象、难以理解的困境。

1.3调动主观能动性

利用三维打印技术，建立三维骨模，用于指导骨科的临床教学，可有效地调动医学学生的主动性，使其学习效率得到显著提高。具有三维形象的3D模型、仿真实操作的学习过程等都能在很大程度上提高学生的学习兴趣。学生在学习知识时，会更加的积极和主动，在此过程中能够形象的根据疾病情况模拟出具体的发病机制以及治疗措施等，通过增强患者对疾病的认识，使患者由消极向积极的转变。

1.4将理论与实践相结合

骨科是一个理论与临床密切结合的专业。在刚踏入临床时，需要对骨科学的基本理论进行系统的学习，并通过对具体病案的分析，对其进行深入的研究。数字化骨科技术将理论知识与3D打印模型进行了有机的结合，并针对不同的情况来制定出相应的治疗方案，通过模拟的手术演练，能够对手术的操作步骤和需要注意的问题有更深层次的了解，比如：手术体位、方向、长度等。并通过在实际操作中的应用，加强对患者病情的认识，提高患者的手术技能。

2在骨科临床教学中的应用

数字化骨科技术利用数字化软件、3D打印技术、模拟手术操作及交互临床教学等先进技术对人体骨骼进行形象化解剖与处理，在此基础上，对人体骨骼、肌肉、神经和血管等组织结构进行建模。随着数字化技术的迅速发展，它对骨科疾病的诊断起到了很大的帮助作用，同时也对骨科手术的具体范围进行了明确。该技术在创伤骨科、关节外科和脊柱外科等领域有着广泛的应用，对促进该领域的创新和可持续发展起到了积极的作用。

2.1创伤骨科

在临床教学过程中，利用三维动画制作、骨折复位与固定等内容进行系统化、形象化的展示，完整、直接地展示了人体骨折的特点和形态，并进行了手术仿真，为临床实践积累了丰富的经验。对分型较复杂的骨折，仅靠传统的教材和挂图等，很难让人了解，也很难激发学生的学习热情，从而导致他们对骨折的了解程度较差。利用 CT三维重建软件构建复杂骨折图像，并将3D疾病模型打印出来，供临床教学使用。这样可以帮助学生更好地理解并掌握复杂部位的解剖特点和受伤机制。对多处外伤和多处骨折的生物力学特性，临床症状，诊断，手术方案和合并症有较好的认识。与常规的授课方法相比较，该方法能有效地提高外科医师的外科医师的水平，并能使学员的学习兴趣、考试成绩和对授课的满意程度得到很大的提高。研究发现，利用三维动画软件对桡骨远端骨折、跟骨骨折等受伤机制进行了模拟。并且，还能做一个三维可视化的模型，用于教学。这种方法能显著提高学生的理论成绩，提高他们的满意度，也能减轻老师的准备工作，提高教学效果。此外，我们还发现，利用数字骨科技术，建立了胫骨平台的骨折模型，利用3D打印技术，对模具进行印刷，以进行真实的案例教学，并进行模拟手术操作。通过该系统的实施，可有效地提高学员的学习兴趣、考核成绩及对教案的整体满意程度，从而使骨伤科的教学质量得到明显的提高。

2.2关节外科

目前，人工关节替代疗法已经成为严重骨性关节炎的一种主要治疗方法。在数字技术飞速发展的今天，三维打印的三维模型在骨科的临床教学中得到了广泛的应用。三维图像能直接显示关节的解剖学特征，为术前规划和术中演练提供了依据。采用先进的模拟技术，对假体和截骨的相关参数进行模拟，设计出合适的截骨模板，可以让学员完全了解假体放置的原理、步骤和方法，从而大大提升学员的学习效率。大量的实验表明，3D打印技术应用于人工关节的成形术教学有着显著的优越性。一是预先将更为立体、直接、逼真的解剖学图像展示出来，并且预先准备好的截骨导向器用于引导手术中的截骨，便于术前诊断、规划和手术演练；二是模拟打印3D截骨导板，它能增强外科医生的预见力，确保外科医生的精确、高效，并能训练患者的外科技能；三是通过3D打印可以使学员对骨科疑难病例有较好的了解，便于进行远距离的沟通与授课。

2.3脊柱外科

在数字技术的快速发展下，人们可以对脊柱、脊神经等结构进行三维图像的定位、重建和显示。近年来，有限元建模、计算机导航，微创和成像等新兴技术被越来越多地用于脊柱手术。椎间盘脱出症引起的颈、腿疼痛是临床上常见的疼痛类型，常规的手术方式对患者造成较大的伤害，而内窥镜下的脊柱外科是目前最常用的治疗方式。在此基础上，以数字数据的应用软件系统为基础，可以实现对脊柱样本的数字化医学影像的三维重构。虚拟现实脊柱模拟内窥镜，可以通过完成脊柱手术方案制定、手术方案和疗效评估等工作。通过对脊椎退变病变的诊疗过程的仿真，为今后的临床教学奠定了基础。运用数字骨科技术，将三维技术与图像技术相结合，通过多媒体结合3D打印技术进行教学，设计出新型导航模板，对骨科学专业的学员进行了临床实践，并对其进行了反复的练习，可以使他们更好地掌握该手术的技术要领。

结束语

数字化骨科技术在骨科临床教学中具有显著的优越性，具有较高的应用价值。运用现代的数字骨科教学手段，配合完善的教学仪器，可以将理论与实际相结合，使学生的主动性得到了充分的发挥，从而提高了他们的动手能力，进而促进了骨科的临床教学工作的迅速发展。

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