基于真实宫颈癌病例的 3D 重建模型：革新妇科肿瘤学本科教育的利器

为解决妇科肿瘤学教学难题，武汉大学研究人员开展基于真实宫颈癌病例 3D 重建模型用于本科教学研究，发现该模型可提升学生知识掌握程度，对医学教育意义重大。

　　在医学教育的长河中，随着科技浪潮的汹涌推进，数字化、智能化的新型教育模式正逐步取代传统教学方式。在妇科肿瘤学领域，教学的复杂性犹如一座难以翻越的大山。女性生殖系统深藏于盆腔之中，与泌尿系统、消化系统的器官紧密相邻，周围还布满了血管、神经和淋巴系统，这种错综复杂的解剖关系，就像一团乱麻，让学生们在学习时常常感到困惑不已。而宫颈癌作为妇科常见肿瘤，其国际妇产科联盟（FIGO）分期系统更是复杂多变，犹如迷宫一般，增加了教学的难度。传统的二维图片教学方式，就像在黑暗中摸索，只能提供单一的视角，无法让学生全面、深入地理解这些复杂的知识。

为了突破这些教学困境，武汉大学的研究人员挺身而出，开展了一项意义非凡的研究。他们构建了基于真实宫颈癌病例的 3D 重建模型，并将其引入本科妇科肿瘤学教育中，旨在探索这种创新教学工具对学生学习效果的影响。经过一系列严谨的研究，他们发现 3D 重建模型在提升学生对宫颈癌、女性盆腔解剖以及 FIGO 分期系统等知识的理解和掌握方面，具有显著的效果。这一研究成果为医学教育开辟了新的道路，让未来的医学教育更加生动、高效。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，他们利用前期研究中 54 例宫颈癌患者的治疗前磁共振成像数据，通过半自动方法在 Vitaworks 平台上对器官进行分割。该平台依据灰度差异自动追踪器官并进行分割，之后研究人员手动核查并优化模型，为每个器官赋予不同颜色，最后自动组合生成 3D 重建模型。其次，研究采用了前后测试的研究方法，设计了与宫颈癌相关理论知识、女性盆腔解剖和 2018 FIGO 宫颈癌分期系统相关的测试题，通过对比分析对照组和 3D 重建模型教学组学生的测试成绩，来评估教学效果。

研究结果

1. 学生基本信息：参与研究的是武汉大学 2020 级临床医学专业的 267 名学生，其中男生 129 人，女生 138 人，年龄在 19 - 23 岁之间，平均年龄 21.2 岁。
2. 对照组测试成绩：在宫颈癌相关理论知识测试中，118 名学生完成前测，成绩为 79.5 ± 20.1，106 名学生完成后测，成绩为 84.2 ± 15.1，前后测成绩差异显著（p <0.05）；在女性盆腔解剖测试中，68 名学生前测成绩 78.5 ± 15.5，77 名学生后测成绩 79.5 ± 15.4，差异不显著（p> 0.05）；在 2018 FIGO 宫颈癌分期系统测试中，24 名学生前测成绩 55.0 ± 21.1，18 名学生后测成绩 61.7 ± 21.7，差异不显著（p > 0.05）。
3. 3D 重建模型教学组测试成绩：在宫颈癌相关理论知识测试中，114 名学生前测成绩 80.4 ± 21.6，103 名学生后测成绩 90.9 ± 17.1，差异显著（p < 0.001）；在女性盆腔解剖测试中，72 名学生前测成绩 81.9 ± 18.5，87 名学生后测成绩 93.5 ± 10.9，差异显著（p < 0.001）；在 2018 FIGO 宫颈癌分期系统测试中，18 名学生前测成绩 56.1 ± 20.0，16 名学生后测成绩 86.9 ± 19.2，差异显著（p < 0.001）。
4. 两组成绩对比：两组学生各项测试前测成绩无统计学差异。在宫颈癌相关理论知识测试中，3D 重建模型教学组后测成绩提升幅度（13.7 ± 18.4）显著高于对照组（5.3 ± 9.0）（p < 0.001）；女性盆腔解剖测试中，3D 重建模型教学组提升幅度（10.9 ± 18.9）显著高于对照组（3.3 ± 8.1）（p < 0.05）；2018 FIGO 宫颈癌分期系统测试中，3D 重建模型教学组提升幅度（33.8 ± 27.3）显著高于对照组（7.2 ± 18.1）（p < 0.05）。
5. 学生反馈：13 名参与反馈的学生对 3D 重建模型给予了高度评价。部分学生认为其更直观、便于理解宫颈癌知识；有的学生觉得在移动设备上操作模型方便学习；还有学生表示模型有助于学习女性盆腔解剖和 FIGO 分期系统等知识。

研究结论与讨论

研究表明，3D 重建模型作为一种创新的教学工具，在妇科肿瘤学本科教育中具有显著优势。它能够为学生提供更加直观、全面的解剖结构和病理过程可视化展示，帮助学生更好地理解复杂的知识，提高学习效果。与传统教学相比，3D 重建模型教学组学生在多项知识测试中的成绩提升更为显著。虽然在 2018 FIGO 宫颈癌分期系统测试中，教学组前后测成绩提升幅度在统计学上不显著，但考虑到分期系统本身的复杂性、学生课程要求以及测试样本量等因素，总体而言，3D 重建模型在帮助学生掌握相关知识方面仍具有重要价值。

学生的积极反馈也充分证明了 3D 重建模型的有效性，其可视化和互动性为学生带来了沉浸式的学习体验。在临床实践中，3D 技术已得到广泛应用，如 3D 磁共振成像用于计算肝脏体积、3D 图像重建辅助胸腔镜手术等。在医学教育领域，3D 重建模型同样前景广阔，不仅能助力解剖学教学，还能应用于其他医学学科。不过，该研究也存在一定的局限性，如样本量较小、3D 重建模型涵盖疾病范围有限等。未来研究可扩大样本量，纳入更多妇科疾病，进一步探索物理 3D 打印模型在临床教育中的应用，以更好地推动医学教育的发展。

这项研究成果发表在《3D Printing in Medicine》期刊上，为医学教育的数字化转型提供了有力的理论支持和实践经验，有望成为医学教育领域的重要突破，推动未来医学教育不断创新和进步。