随着我国综合国力的不断增强，越来越多的留学生来华进行学习，医学院校的留学生数量也明显增加。留学生教育是对我国医学高等教育事业的补充与促进，是我国医学高等教育事业国际影响力的重要标志[1]。除了语言障碍外，如何激发留学生的学习热情，提高他们的学习成绩，是摆在我们教师面前的一个现实问题。超声医学教育是留学生教育的一个重要组成部分，而心脏超声诊断学是超声医学教育的重点和难点。在既往教学反馈中，留学生常反馈心脏超声基础知识抽象，不易理解，掌握起来比较困难。如何让留学生在有限的学时内了解和掌握心脏超声的基础知识，成为每个超声医学教育学工作者的教学难题。

目前的医学教育已经从传统的框架式知识结构记忆模式发展到以问题为基础的教学模式 (problem-based learning,PBL)，更加强调个体化和以患者为中心的教学模式[2]。尽管我国的患者源丰富，病种齐全，但是尸体捐献率低，加之心脏教具工艺粗糙，超声医学教育更多的还是基于教师的口头陈述，辅以多媒体图像，教学内容较为局限。3D打印技术是一种20世纪90年代发展起来的，以数字成像模型文件为基础，运用新型材料，通过逐层打印的方式来构造物体的新兴技术[3]。3D打印技术在解剖学方面有很好的展现能力，被认为可以弥补解剖标本缺乏，有助于本科生更直观地了解对正常和异常的心脏形态[4,5]。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取2016年4月中国医科大学留学生班本科生80名作为研究对象。所有的研究对象在此之前都学习过解剖学。所有参加实验性教学研究的学生均签署知情同意书。研究对象的纳入标准：①专业均为留学生临床医学专业，无转专业和专业调剂等经历；②之前从没有接受过任何超声医学专业知识讲授，亦未在任何超声科诊室进行过临床实习。 研究对象的排除标准：①解剖学成绩不及格者；②常有旷课记录，不能保证完成本研究的学生。

1.2 研究方法 本次实验性教学采用随机对照的设计[6,7]。使用计算机将这80名学生随机分为两组，每组各40名学生。保证两组学生在年龄、性别组成以及入学来平均成绩(包括解剖学成绩)等相关指标上差异无统计学意义(P>0.05)。实验组40名学生，采用3D打印心脏模型的方法配合多媒体教学；对照组采用传统教具配合多媒体教学。两组为同一老师进行授课，具有丰富的临床和教学经验。实验性教学后对两组学生采用相同的测验，包括心脏超声基础知识和典型图像的解读，以评价两组间教学效果的差异。所有学生均需完成学习满意度调查，以评价两组间学生教学满意度的差异。

1.3 教学方法

2.2 两组学生测验成绩以及成绩提高的百分比 所有学生均成功完成测验。实验组学生测验成绩为(83.60±5.89)分，高于正常对照组的测验成绩(78.38±6.55)分，二者的差异具有统计学意义(P<0.05)(如表2所示)。

2.3 两组学生学习满意度调查结果 发放60份问卷，全部完整回收。实验组学生学习满意度为(87.85±6.32)，高于正常对照组的学习满意度(81.18±10.12)，二者的差异具有统计学意义(P<0.001)。

1.4 教学效果的评估 讲授课程结束后，采用测验和问卷回访的方式评估教学效果。测验包括心脏超声基础知识和典型图像的解读这两部分内容，各满分50分。心脏超声基础知识的测验范围包括心脏的解剖学知识，生理学知识，超声的声学基础知识，心脏超声的检查手法、适应证禁忌证等。典型图像的解读包括正常人超声心动图各个切面，先天性心脏病(房间隔缺损、室间隔缺损以及动脉导管未闭)和后天性心脏病(风湿性心脏病和退行性心脏病)的典型切面的识别和描述。

1.3.2 对照组 授课内容和实验组基本一致，唯一不同之处为使用传统教具代替3D打印出来的教具。

纳入标准：①年龄≥18岁的骨科大手术病人；②使用IPC治疗装置(本次研究将各种IPC治疗装置作为一个整体)的病人。排除标准：①存在影响腿套使用情况的病人，如最近行皮肤移植者，存在坏疽、皮炎及严重畸形者，下肢大面积水肿或充血性心力衰竭所致肺水肿者；②患有严重外周动脉阻塞性疾病及严重下肢动脉硬化性缺血病人；③合并有周围血管病变病人；④有血栓病史病人；⑤不愿配合或由于各种原因中途退出病人。

1.5 统计分析 利用SPSS 17.0统计软件进行数据分析，连续性数据进行正态分布及方差齐性检验后采用配对t检验，二分类数据采取卡方检验或纠正卡方检验，成绩提高的百分比为现有测试成绩与入学来平均成绩之比，学习满意度与成绩提高百分比的相关性分析采用 Pearson 相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义，使用Graphpad 6.0软件绘制统计图像。

本研究学生学习满意度调查参考既往的实验设计[9]，包括教学资源满意度、教学过程满意度、教学效果满意度以及总体满意度这四个部分，每部分5个问题，满分25分，共计满分100分。问卷采用李克特量表(5级)计分[10]，“5”分表示“非常满意”，“4”分表示“比较满意”，“3”分表示“一般”，“2”分表示“不满意”，“1”分表示“很不满意”。

2 结果

组培香龙血树用到的是长了2～3个月的枝条，选用的都是解剖刀能切割下来的带腋芽茎段，外植体灭菌过程中要根据植物的生长环境以及生长时间来制定灭菌时间，需严格执行，探索中发现用升汞灭菌9 min能达到灭菌效果，诱导过程中存活数最高，死亡数较少，这与黄莉雅等[14]研究结果一致。

表1 两组学生一般情况的比较

  

实验组正常对照组tP男 / 女(人)22/1818/22/0.50年龄 (岁)23.58±0.7823.53±0.820.280.78入学后平均成绩(分)73.85±6.2574.65±6.28-0.570.57

参数设置时可以输入待检查报文名称中含有的关键字符,如日数据的到报检查可以输入关键字符“DAY”。并输入多个关键字符,用“,”隔开,如图4。软件通过参数设置的关键字符检查报文的到报情况,确认上传目录里是否有最新的报文。这样可以避免之前很多软件只能进行一种报文检查的局限性。观测员通过参数设置可以设置检查任何需要上传的报文,除常规站的长Z文件,也包括酸雨、风廓线、大气成分等其他的传输文件。

2.1 两组学生一般情况的比较 两组在男女比例、年龄和入学来平均成绩等指标上，差异均无统计学意义(P>0.05)(如表1所示)。

表2 两组学生心脏超声测验成绩以及成绩提高的百分比

  

实验组正常对照组tP测验成绩(分)83.60±5.8978.38±6.553.75<0.001成绩提高的百分比(%)13.62±8.195.20±6.685.04<0.001

1.3.1 实验组 ①3D心脏教具的制备：采用GE Vivid E9 彩色多普勒超声成像仪，使用M5S探头(频率1.5-4.5 MHz)。记录典型的正常人和先天性心脏病病人的三维超声心动图图像，嘱受试者常规向左卧位，同步记录心电图。待其稳定呼吸时，于心尖部四腔心切面和心尖两腔心切面记录二维灰阶动态图像，存储连续3个心动周期于机器硬盘内，导入GE EchoPac工作站后获取3D容积图像,将其以DICOM格式导出。再使用MatLab 2012b读取DICOM文件,获取断层图像信息。最后使用Mimics 17.0进行后处理，处理后的图像以标准镶嵌语言(standard tessellation language,STL)数据格式进行保存[8]。对STL文件按照1∶1的比例，以聚乳酸(polylactic acid,PLA)为原料进行3D打印。②授课时首先讲授心脏超声基础知识，包括解剖学知识(使用3D打印出来的教具)、生理学以及声学知识。其次，讲授正常心脏超声图像特点。最后，讲授异常(先天性或后天性)心脏病的超声心动图特点(辅以3D打印出来的教具)。

2.4 两组学生成绩提高的百分比与学习满意度的相关性分析 在实验组中，学习满意度均与成绩提高的百分比呈正相关(r=0.832，r2=0.692,P<0.001)。在对照组中，学习满意度均与成绩提高的百分比呈正相关(r=0.846，r2=0.716,P<0.001)(如图1所示)。

  

图1 两组学生心脏超声成绩提高的百分比与学习 满意度的相关性分析

3 讨论

本实验性教学将3D打印技术和超声心动图成像紧密结合起来，成功地融入日常的超声医学教学工作中。超声医学教学之所以不同于其他学科，因为其教学手段往往需要依靠大量的生理、病理标本和图像，才能让学生切实感受到人体真正的病理生理变化，才能达到了解-熟知-掌握的学习境界。但随着社会的发展，火葬业的普及，标本的获取越来越难。虽然，现在有许多辅助教学标本模型，但其在真实度、器官结构还与真实标本有很大差距；设计辅助教学标本的人员也往往不是临床一线医生[11]，对于一些临床重要的标志结构也常缺失，不能完全满足现有教学要求。

一般来说，因时差导致的生理节律紊乱会影响运动表现，教练或体能教练在制定训练和比赛计划时必须考虑这一点。时差的适应与跨越的时区有关系，通常跨越2个时区以上就会有时差反应，而跨越4个时区以上，特别是7～8个时区时，各种身体的生理节律会发生明显的紊乱，适应时差通常需要9天左右的时间，因此在此期间的训练时间安排与训练强度要进行合理安排。前三天主要进行调整训练，第四天开始可以逐渐加量并转为正规训练[18]。体能训练最好放在下午进行，将上午特别是临近中午的时段留给技能训练，因为依赖中枢神经系统的唤醒水平在临近中午时达到顶峰。在早晨进行渐进性的热身非常重要，可以防止僵硬的关节和肌肉受伤。

留学生教育有着自身的鲜明特点，需要我们：①提高授课教师英语教学能力；②结合心脏超声特点, 深入浅出地传授知识；③加强多媒体互动模式教学；④结合临床,强化教学效果[12]。3D打印技术可以明显提高教学效果，使实验组学生的成绩和学习满意度大幅提升，同时我们发现学习满意度的提高大多数来源于学习成绩的提高(69.2%-71.6%)，其余推测可能来源于3D打印技术所激发的学习兴致，与之前研究的结果相类似[13]。学生接受3D打印模型教学后，获得了学习的自信，同时成绩的提高也是他们获得了不可或缺的成就感。每个学生对教学的满意满足了教师教学的成就感，形成一种良性的循环。

许多微课仅仅是课堂实录，甚至在播放过程中出现画面模糊、晃动的问题。所以在制作上，教学者要注意视频的清晰程度，注重画面的交互及重点内容的突出，将与内容相关的图解或表格快速、直观地呈现在学习者面前，使课程简洁有趣，促进学生自主学习，达到真正的效果[3]。

在医学生学习超声医学中，3D打印技术具有独特的优势。①制作3D打印教学模具的材料类型多样，可以直接显示教具的内部结构。如心脏模型可以直接观察二尖瓣器的结构。②3D打印教学模具可以以数字的形式存储，安全，低成本。PLA材料较一般教学的塑料材质更环保。③3D打印技术可以承接PBL 教学经验，结合PBL的影像数据，将抽象数据变成直观形象的实体教学模具，丰富教学手段，增强教学的针对性和趣味性[14]。同传统多媒体授课相比，3D打印模具使三维更立体，激发学生的学习兴致，夯实解剖学知识，提高学习效率。④3D打印模具的三维数据来源丰富，可同时结合PACS影像数据库，极大地扩充了教具的种类，提高了学生对异常超声图像的识别能力。

综上所述，本随机对照实验发现：使用3D打印技术应用到超声医学教学中，有利于提高学生对超声图像的识别能力，大幅提高其学习成绩和学习满意度。3D打印技术在超声医学教学中的应用前景广阔。

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