3D打印模型在椎间孔镜手术教学中的应用研究

摘要

目的:本研究拟将3D打印模型用于椎间孔镜手术教学，探讨一种既具备立体化、直观全面化以及反复可操作性，又能有效提高该手术教学质量、缩短椎间孔镜手术学习周期的方法;
　　方法:选取2015年9月至2016年12月在贵港市人民医院进行外科专业规范化培训学员50名，随机分为3D打印实验组和传统方法组，每组各25名。3D打印实验组通过采集患者腰椎MRI、CT及腰段血管CTA数据，再将数据以“Dicom”格式导入Mimics19.0、3-matic11.0及Geomagic studi012.0等医学三维重建软件，经后处理精确形成所需腰椎骨性结构、软组织（肌肉、腰段血管、腰丛神经及腰段皮肤、脂肪）等目标蒙罩(mask)，经计算后得到所需组织的数字化模型，再将该模型以“STL”格式导入3-matic11.0、Geomagic studio12.0等软件中进行修饰、配准及融合，从而获得一个包含腰椎椎体与腰段神经血管、肌肉、皮肤脂肪等软组织在内近乎完整的、精确的数字化模型，最后导入高精度全彩色打印机Stratasys J750，打印得到3D打印模型用于椎间孔镜手术教学，而传统组采用正常结构教学模型等传统方法进行教学，分析、对比两组学员的教学课时、理论知晓率、操作正确率、考核成绩及教学满意度等指标，并进行统计学分析。
　　结果:
　　1、通过将患者Dicom格式的MRI、CT及CTA数据导入Mimics19.0、3-matic11.0及Geomagic studio12.0等医学三维重建软件，配准、融合后，成功建立了本研究所需的高仿真、精确的数字化腰椎模型;
　　2、利用3D打印技术，顺利完成了高精度、色彩分明且质感贴近人体的3D打印实物腰椎模型的制作，并辅助完成了既定的椎间孔镜手术教学内容;
　　3、实验组与传统组的各项目的理论知识知晓率实验组高于传统组，差异具有统计学意义(P＜0.05);各项步骤实验组的正确率优于传统组，差异具有统计学意义(P=0.0389＜0.05);实验组的考核成绩明显优于传统组，差异有统计学意义(P=0.012＜0.05);调查表50份中收回49份，有效回收率98％，实验组的满意度得分高于传统组，差异有统计学意义(P＜0.01)，实验组的各个项目教学耗时比传统组少，实验组的总体教学耗时为1.12±9.31min，少于传统组的88.80±9.152min，差异有统计学意义(P＜0.01);
　　结论:
　　1、将患者MRI与CT数据进行配准、融合及三维重建，可得到一个包含骨性结构及周围目标软组织的精确的数字化腰椎间盘突病理模型，通过结合高精度、多色彩及多材质打印的快速成型机，可制作出高仿真、精确的、色彩分明及质感贴近人体的3D打印实物腰椎模型;
　　2、相比传统的教学模式，3D打印模型应用于椎间孔镜手术的教学模式更直观、全面立体化，具有明显的反复可操作性与优越性，显著改善了该手术技巧的教学效果，有效缩短椎间孔镜手术教学的学习周期。

目录

声明

个人简历

摘要

前言

材料与方法

1 材料

2 个性化模型的数字化设计与打印

3 个性化模型在椎间孔镜手术教学的应用方法

4 教学质量评估指标

结果

1 统计方法

2 评估结果

讨论

1、本研究的个性化模型设计、打印

2、个性化模型用于椎间孑L镜手术教学的意义

3、3D打印椎间孔镜手术教学的优越性与不足

结语

参考文献

综述 3D打印模型在外科临床教学中的应用进展

致谢

附录