摘 要： 目的 探讨数字智能化诊疗技术在肝胆外科临床教学中的实践应用效果。方法 选择40名南方医科大学2015级本科临床医学专业学生作为研究对象。其中，选取20名学生应用数字智能化诊疗技术教学模式进行教学，设为实验组；另外20名学生采用传统教学方法进行教学，设为对照组。比较两组教学效果。结果 理论考核成绩结果显示，实验组学生理论考核成绩的平均总分为（82.05±3.44）分，而对照组为（73.75±3.72）分，两组数据对比，差异具有统计学意义（P <0.05）。问卷调查结果显示，实验组学生在教学满意度、临床思维能力、理论联系临床能力等方面均优于对照组学生，差异均具有统计学意义（P <0.05）。结论 数字智能化诊疗技术教学模式可以显着提高医学生的专业理论水平，培养良好的临床思维能力，提高肝胆外科的教学效果。
关键词： 教育; 数字智能化诊疗技术; 3D打印技术; 虚拟现实技术; 增强现实技术; 肝胆外科; 临床教学;
Abstract： Objective To explore the application effect of digital intelligent diagnosis and treatment technology in clinical teaching of hepatobiliary surgery. Methods 40 undergraduate students of clinical medicine in grade 2015 from southern medical university were selected as the subjects of this study. Among them, 20 students were randomly selected to be taught by using the teaching mode based on digital intelligent diagnosis and treatment technology, which was set as the experimental group; another 20 students were randomly selected to be taught using traditional teaching methods, which was set as the control group. The teaching effects of the two groups were compared. Results According to the results of theoretical assessment, the average score of the experimental group was(82.05±3.44) points, which was significantly higher than that of the control group(73.75±3.72), and the difference was statistically significant(P < 0.05). The results of the questionnaire survey showed that such aspects as students teaching satisfaction with the teaching process, clinical thinking ability and integration of theory and practice in the experimental group were significantly better than those in the control group, and the difference was statistically significant(P < 0.05). Conclusion The teaching mode of digital intelligent diagnosis and treatment technology can significantly improve the professional theoretical level of medical students, cultivate excellent clinical thinking ability, and improve the teaching effect of hepatobiliary surgery.
Keyword： education; digital intelligent diagnosis and treatment technology; 3D printing; virtual reality; augmented reality; hepatobiliary surgery; clinical teaching;
肝脏的临床解剖结构复杂，肝内管道呈立体状分布[1]，往往是医学生学习的重点与难点，而一名合格的肝胆外科医生应对肝内管道的空间解剖结构应十分熟悉。传统的教学方式为应用CT和MRI等二维影像资料进行授课教学，学生缺乏将二维图像转变为三维的立体空间概念的能力，无法了解肝内管道系统与病灶的毗邻关系和空间结构，导致医学生在肝胆外科见习实习中常遇到困难。近年来三维可视化、3D打印、虚拟现实、增强现实、混合现实技术等数字智能化诊疗技术的兴起和发展备受瞩目，实现了解剖数字化和手术可视化，在临床医学教学中亦具有无可比拟的优势[2,3,4]。本研究将数字智能化诊疗技术教学应用于本科生见习教学实践中，旨在探讨数字智能化诊疗技术在肝胆外科临床教学中应用的教学效果。
1 、对象与方法
1.1 、研究对象
选取于2019年在南方医科大学珠江医院肝胆外科见习的40名南方医科大学2015级临床医学专业学生作为研究对象，选取20名学生采用数字智能化诊疗技术教学模式进行教学，设为实验组；另外20名学生采用传统教学法进行教学，设为对照组。两组学生的年龄、性别比和基础学习情况（学分平均绩点≥3.0视为良好，学分平均绩点<3.0视为差，组内良好和差人数比值作为衡量该组基础学习情况的标准）进行比较，如表1所示，差异无统计学意义（P>0.05），具有研究可比性。
1.2、 研究方法
在本次教学实验中，以原发性肝癌为实验授课内容和考核内容，两组均由经验丰富的带教老师进行授课，每组教学时间为2学时。全部学生肝胆外科临床见习结束后，在带教老师统一安排下进行考核，考核的方式包括理论考核及问卷调查两种形式。
1.2.1、 对照组教学方法
对照组由带教老师采用传统临床教学方式进行教学，具体步骤如下：（1）带教老师要求学生预习教科书中关于原发性肝癌的相关内容，了解原发性肝癌的病因、主要症状、诊断依据、体格检查、治疗方案以及伴随症状；（2）带教老师使用PPT试课，同时利用传统影像阅片来诊断原发性肝癌，并观察肿瘤位置与所在肝段；（3）带教老师带领学生对患者进行问诊与体格检查；（4）带教老师根据教学大纲，对于该疾病的临床表现和诊疗要点进行归纳概括，并进行答疑。
1.2.2、 实验组教学方法
实验组由带教老师除采用传统教学方法外，另辅助应用数字智能化诊疗技术进行教学。授课阶段，由带教老师增加患者的三维可视化、虚拟现实及3D打印模型的讲解，不断调整不同角度，拆分、360度旋转模型，使学生从不同角度观察。讲解肿瘤在肝脏的部位、大小、形态与肝内管道的空间解剖关系，使学生在对肿瘤与肝内管道立体空间关系有初步的了解，发挥空间想象力，理解肿瘤的大小、位置、毗邻关系及对手术治疗的影响。
1.3 、教学效果评价
在两组学生结束临床教学后，进行教学效果考核评估，考核内容包括理论考核和问卷调查。
1.3.1 、理论考核内容
理论考核包括选择题（60分）及问答题（40分）。选择题包含单选题和多选题，其内容包括辨别肿瘤的位置，具体到肝段；肿瘤的大小、形态；肿瘤的毗邻与第一肝门、第二肝门的关系，与肝内管道的关系等。问答题主要考核学生临床思维能力，要求学生制定术中对策。各部分考核的成绩相加作为学生的最终出科考核成绩。
1.3.2、 问卷调查内容
问卷调查是学生对于教学内容及效果的满意度调查，问卷共有十条评价标准，包括激发学习积极性、有助于专业知识学习与掌握、提高学习效率、拓展知识面、提高实践操作技能、提高自主学习能力、培养临床思维能力、提高理论联系临床能力、培养创新意识、有助于营造真实的临床情境，按“是”“否”两种选择进行评价，在理论考核后统一发放问卷，当场填写并回收。
表1 实验组与对照组基本情况对比
1.4 、统计学方法
采用SPSS 21.0对数据进行统计分析处理，符合正态分布的计量资料以（±s）表示，采用t检验；计数资料以例（%）表示，采用χ2检验，P<0.05视为差异具有统计学意义。
2 、结果
2.1 、理论考核成绩比较
理论考核成绩显示，实验组学生在专业理论知识和临床思维能力方面均优于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05），具体数据如表2。
2.2、 问卷调查满意度比较
本次问卷调查共发放40份教学反馈调查问卷，问卷回收率为100%，均为有效问卷。问卷调查结果显示，实验组学生在教学满意度、临床思维能力、理论联系临床能力等方面均优于对照组学生，差异均具有统计学意义（P<0.05）。但是在提高自主学习能力方面，两组差异无统计学意义（P>0.05），具体数据如表3。
3 、讨论
3.1、 数字智能化诊疗技术有助于提高教学质量及增加学生学习的积极性
在既往的传统教学模式中，由于肝动脉、肝静脉及门静脉系统空间解剖结构复杂，CT、MRI等二维影像资料提供的信息作为一名医学生往往是难以理解，且交互性差，大大降低了学生学习效率。而我们通过三维可视化、VR模型及3D打印实体模型，予肝内的不同管道可采用不同的颜色显示，可以全方位、多角度、多层次地观察肝内管道的的层次和毗邻关系，极大的提高学生对肝内立体管道的理解能力，同时激发的学生的好奇心，提高学习积极性[5]。本次研究中理论考核结果显示实验组学生对于原发性肝癌的知识掌握优于对照组，且问卷调查中实验组的教学满意度亦高于对照组，显示应用数字智能化诊疗技术有助于学生更易掌握肝胆外科的临床知识，解决了传统教学中学生由二维解剖观转变为三维立体解剖观的思维难题，充分激发学生热情。候炜等报道借助跟踪球、感觉手套、HMD等AR和MR技术可以充分还原内部器官的触感和质地[6,7,8]。
3.2 、数字智能化诊疗技术有助于医学生理解肝胆外科的手术决策评估
肝切除手术方案往往是有经验的肝胆外科医师通过二维影像学资料进行术前评估，而初学者无法准确从二维图像判断病灶的位置与毗邻关系，无法判断肝脏切除范围，因而对年轻医师及医学生的学习带来了困扰。而三维可视化技术可以对二维影像资料进行三维重建，外科医生和医学生可以对三维模型进行立体化观察，通过隐藏、透明化处理病灶，清楚显示肿瘤的大小形态特点、观察肿瘤横向及纵向浸润状况，制定出最佳的手术方案，指导实施精准手术[9,10]。本研究问卷调查显示实验组学生通过数字智能化诊疗技术教学明显提升了临床思维能力和理论联系临床能力，同时理论考核问答题部分考核关于术中对策的制定，实验组的问答题部分成绩亦由于对照组，说明数字智能化诊疗技术的辅助教学模式有助于学生理解肝胆外科手术方案的选择以及实施。
表2 实验组与对照组的理论考核成绩比较
表3 实验组与对照组的问卷调查满意度比较（例，是：否）
3.3、 数字智能化诊疗技术能提高医学生实践操作能力
对于临床医学生而言，实体标本接触机会次数少、实践操作效果差，导致临床实践操作经验不足，故传统的肝脏外科教学方法急需引入新鲜的血液。VR、AR、MR技术还能提供理想完善的手术训练平台，利用3D打印技术建立的肝脏三维实体模型，在精确定位后对病灶进行模拟肝切除手术。同时利用交互功能和力觉、触觉反馈系统模拟手术器械切割器官组织的反应以及手术部位出血状况，为受训者提供真实的模拟手术训练[11,12,13,14]。AR与MR技术通过上述感觉手套等的触觉反馈，还原真实的器官触感，同时可以多次重复操作，解决了标本短缺的问题[15]。
4 、问题与展望
虽然数字智能化诊疗技术在肝胆外科教学初显成效，仍存在一些问题。收集CT数据因患者的体位及呼吸运动变化可能使三维模型配准出现偏差[16]。目前3D打印模型材料费用昂贵，选取价格低廉的3D打印材料是3D打印应用于临床教学的主要发展方向[17]。而MR技术是现实世界与虚拟信息的融合，虚拟成像位置相对固定，且更加真实。MR中的模型可塑性更强，可根据临床需求进行实时调整，更适用于临床教学和手术模拟[18]。未来，MR技术将成为数字智能化诊疗技术中应用最广泛、实用性最好的部分。
但总的来说，数字智能化诊疗技术的飞速发展给肝胆外科临床教学提供了新的思路，推动了传统外科临床教学方式的转变，提高教学质量，激发学生热情，提高学习效率，培养临床思维能力，取得了良好的教学成果。不久将来，数字智能化教学将朝着全面、精准的方向发展，具有极大的推广价值和发展前景。
参考文献
[1] 方驰华，卢绮萍，蔡伟.肝胆管结石三维可视化精准诊治专家共识（2019版）[J].中国实用外科杂志，2019,39(10):1001-1009.
[2] 张鹏，祝文，方驰华，等.多模影像技术在解剖性肝切除手术导航中应用价值研究[J].中国实用外科杂志，2019,39(5):480-486.
[3] 方驰华，张鹏，罗火灵，等.增强现实导航技术联合吲哚菁绿分子荧光影像在三维腹腔镜肝切除术中的应用[J].中华外科杂志，2019(8):E4.
[4] 王紫薇，陈国勇，蔡磊，等.医学影像技术虚拟仿真教学实践[J].中国医学教育技术，2020,34(1):80-84.
[5] Fodor L A,Cotet C D,Cuijpers P,et al. The effectiveness of virtual reality based interventions for symptoms of anxiety and depression:A metaanalysis[J]. Sci Rep,2018,8(1):10323.
[6] 张齐，周国伟，贺毅呈，等.数字化虚拟仿真在局部解剖学教学中的应用[J].解剖学杂志，2018,41(1):109-111.
[7] 侯炜. VR技术在耳部解剖学习中的应用[J].中国继续医学教育，2018,10(15):33-35.
[8] Lang H,Huber T. Virtual and Augmented Reality in Liver Surgery[J]. Ann Surg,2020,271(1):e8.
[9] 李新宇，朱继业，黄磊，等.三维打印技术在肝胆外科学教学中的应用及效果评估[J].中华医学教育杂志，2017,37(5):708-712.
[10] Tepper O M,Rudy H L,Lefkowitz A,et al.Mixed Reality with HoloLens:Where Virtual Reality Meets Augmented Reality in the Operating Room[J].Plast Reconstr Surg,2017,140(5):1066-1070.
[11] 吴琛，陈向，黄华兴，等.虚拟现实技术在肝脏外科超声介入教学中的应用[J].教育教学论坛，2017(50):184-185.
[12] Sun Z. 3D printing in medicine:current applications and future directions[J]. Quant Imaging Med Surg,2018,8(11):1069-1077.
[13] Yang Y,Zhou Z,Liu R,et al. Application of 3D visualization and 3D printing technology on ERCP for patients with hilar cholangiocarcinoma[J]. Exp Ther Med,2018,15(4):3259-3264.
[14] 杜昌旺，史罗宁，王玫，等. 3D打印联合混合现实技术在侧脑室穿刺教学中的运用研究[J].中国医学教育技术，2019,33(5):603-606.
[15] 彭远飞，陆超成，施杰毅，等.三维可视化及虚拟手术在肝脏外科临床教学中的应用价值[J].中国临床医学，2017,24(6):946-950.
[16] 薛亮，陈泽宇，陈仁富，等.混合现实技术在经皮肾镜取石术治疗过程中的应用[J].现代泌尿外科杂志，2018,23(6):433-436.
[17] 苏炜炜，谢普生，谭晋川，等. 3D打印技术在骨科的应用研究[J].中国医学物理学杂志，2019,36(2):245-248.
[18] 王芳元，郭千，梁雅珠，等.数字化虚拟现实及增强现实技术在肝胆胰外科中的应用[J].实用医学杂志，2019,35(10):1689-1692.
