輸尿管鏡虛擬模擬器在輸尿管軟鏡訓練中的作用

肖成林，吳文起，梁葉萍，歐莉莉，曾國華

（廣州醫科大學附屬第一醫院微創外科中心泌尿外科廣東省泌尿外科重點實驗室，廣東 廣州 510230）

·醫學教育·

輸尿管鏡虛擬模擬器在輸尿管軟鏡訓練中的作用

肖成林，吳文起，梁葉萍，歐莉莉，曾國華

（廣州醫科大學附屬第一醫院微創外科中心泌尿外科廣東省泌尿外科重點實驗室，廣東 廣州 510230）

目的明確輸尿管鏡虛擬模擬器在輸尿管軟鏡訓練中的作用，是否能縮短初學者掌握輸尿管軟鏡的學習曲線及幫助縮短操作者手術時間以及降低醫源性手術損傷。方法對本單位16名從未有輸尿管鏡實踐的碩士研究生用輸尿管虛擬模擬器測試模塊進行評估，然后對其再進行為期1個月的輸尿管模擬器訓練，訓練結束時進行復評。同時選取符合入選標準的本單位進修泌尿外科醫師16名，使用相同模塊進行評估和復評，兩次間隔1個月，而進修泌尿外科醫師不接受額外的模擬器練習。比較兩組初評及復評時完成模塊的時間、曝光時間、尿路上皮損傷情況、GRS評分。結果研究生完成測試模塊的時間從17.4 min縮短到8.7 min，曝光的時間從33.2 s縮短到14.3 s，平均尿路上皮損傷例數從0.6例減少到0.1例，每項GRS評分均有不同程度的提高(P<0.01)。研究生經過1個月模擬器訓練后完成測試模塊曝光時間的尿路上皮損傷例數均少于泌尿外科醫師，差異有統計學意義(P<0.01)，GRS評分方面除了動作的熟練程度差異無統計學意義（P>0.05），其他四個方面均差于泌尿外科醫師(P<0.01)。結論研究生在經過輸尿管鏡虛擬模擬器培訓后能夠提高完成任務的時間將近50%，減少曝光的時間，減少醫源性損傷。虛擬模擬器訓練可以讓初學者縮短學習曲線。

虛擬模擬器；輸尿管鏡；技能培訓

腔內泌尿外科發展越來越快，解決了以往開放手術解決不了的很多疾病，顯示了其巨大的優勢。但由于其往往是單個人操作，助手不能有實際的體驗，同開放手術相比，具有不一樣的視野，這些都限制了初學者掌握腔內泌尿外科技術。迄今為止，很少有在患者身上進行實踐教學訓練的報道[1-2]。由于倫理以及成本的問題，用動物進行外科訓練也不能很好的推廣和應用[3]，同樣由于高成本及來源的問題，尸體訓練也變得不現實。

由于科技的發展，虛擬現實模擬器在基本技能訓練方面提供了可行性，并顯示了其優勢，最早應用于工業領域，比如航空訓練。近年來引入到了醫療領域，包括泌尿外科、胸外科、胃腸外科、心血管外科、麻醉學科，在國外報道較多[4-6]。由于這種虛擬模擬器基本都是在外國生產，費用較高，國內僅有少數大醫院及醫療中心才有。本中心利用長期積累的經驗和資源，和一家公司共同研制了一套輸尿管鏡虛擬模擬器，可以用來進行輸尿管硬鏡、軟鏡的訓練、教學及評估。本研究通過該模擬器對研究生及具備了一定實踐基礎的泌尿外科專科醫師進行輸尿管軟鏡基本技術訓練、評估從而明確該模擬器在輸尿管軟鏡中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料16名本中心外科專業研究生，除本科實習外均無臨床經驗，之前沒有任何腔內泌尿外科實踐。年齡22～25歲，平均(24.1±6.9)歲，均為男性。16名在本中心進修的男性泌尿外科專業醫師，從事泌尿外科專業工作3～5年，均具備有30～40例輸尿管鏡手術主刀經歷。

1.2 輸尿管鏡虛擬模擬器包括主機、操作臺、監視器等主要部件，可模擬輸尿管鏡插管、鏡檢、輸尿管結石碎石、輸尿管軟鏡下腎結石碎石等，可自行選定模塊進行訓練，每個模塊有評估功能，可對客觀方面進行初步評分，包括操作計時、明顯腔道損傷點數、X線曝光的時間。模擬器還附帶有虛擬C臂機功能，進行訓練或者評估時可以通過踩控制腳踏在監視器上顯示泌尿系結石、輸尿管、腎集合系統的形態及結構，模擬出逆行造影的效果。

1.3 研究方法16名研究生在進行模擬器的功能及使用說明介紹后先上機進行首次評估，評估采用腎下盞結石輸尿管軟鏡腎集合系統檢查模塊。其中腎盞結構包括3個上盞、2個中盞、2個下盞。模擬器記錄操作完成的時間、曝光時間、嘗試插管的次數、尿路上皮損傷的情況。每個研究生均由經驗豐富的專家利用總體評分表(Global Rating Scale)進行評分。首次評估完成后，該16名研究生在接下來的1個月中接受每天2 h的模擬器操作訓練，其中包括輸尿管硬鏡插管、輸尿管軟鏡直接入鏡、輸尿管軟鏡腎集合系統檢查等操作。1個月后再次用上述模塊進行評估。16名泌尿外科專科醫師也使用上述方法進行評估，但是在兩次評估期間的1個月內不接受模擬器訓練。其中每個受試者的GRS評分均由同一個專家進行評分。

1.4 觀察指標與評價方法分別收集16名研究生及16名泌尿外科醫生前后兩次用模擬器進行輸尿管軟鏡腎集合系統檢查的數據，評價的指標包括主觀和客觀兩方面，其中客觀方面包括測試完成時間、曝光時間、尿路上皮損傷情況，主觀方面使用GRS進行評估，包括對組織的反應、動作的熟練程度、視野的穩定程度、腎集合系統結構的了解程度、手術過程總體印象等5個方面，其中每個方面從按照表現的好壞程度分別為1分、2分、3分、4分、5分(1分為最差，5分為最好)。

1.5 統計學方法應用SPSS17.0軟件進行數據分析，先對計量資料進行正態性檢驗，其中研究生前后兩次評估數據比較采用配對t檢驗，研究生組和泌尿外科醫生組數據采取兩獨立樣本的t檢驗。以P< 0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 研究生通過虛擬模擬器訓練前后兩次評估的比較研究生組完成評估模塊所需的時間從首次評估時的17.4 min提高到訓練后的8.7 min(時間降低了將近50%，P<0.05)，曝光時間從33.2 s降低到了14.3 s，上皮損傷的例數從0.6降低到了0.1。實際上，在第二次評估時，16名研究生僅僅有一人出現了明顯的損傷。GRS評分情況顯示在第二次評估各項得分均要高于第一次，差異有顯著統計學意義，見表1。

表1 研究生通過虛擬模擬器訓練前后兩次評估的比較(±s)

表1 研究生通過虛擬模擬器訓練前后兩次評估的比較(±s)

2.2 第二次評估時研究生和泌尿外科醫生的比較泌尿外科醫生組完成評估模塊所需的時間從首次評估時的7.6 min提高到訓練后的6.7 min(時間降低了將近12%，差異無統計學意義)，在第二次評估時醫生組僅僅比研究生組少用了2 min，然而所需的曝光時間及出現損傷的例數要多于研究生組，差異有統計學意義。GRS評分情況顯示在第二次評估時，動作的熟練程度方面兩組差異無統計學意義，其余4項醫生組的得分高于研究生組，差異有統計學意義，見表2。

表2 第二次評估時研究生和泌尿外科醫生的比較(±s)

表2 第二次評估時研究生和泌尿外科醫生的比較(±s)

3 討論

虛擬仿真模擬器在腔鏡技術的培訓、考核方面有很大優勢和廣泛的應用，其可行性好，可以讓受試者在無壓力、無需專人教導的情況下訓練，可以反復多次使用，同時對練習的情況進行反饋，實時糾正錯誤，還可以利用計算機編程來模擬多個特定的手術。美國胃腸機腔道外科學會成功建立了腹腔鏡模擬器技能評估系統，并將其應用于全美外科住院醫師培訓，美國外科醫生學院將模擬器的上手培訓作為整體認證系統的重要組成部分，美國研究生醫學教育堅定委員會將模擬器上手培訓作為住院醫師評估認證項目之一[7-9]。

由于我國醫療水平、科技水平、經濟水平都要落后于歐美發達國家，而且整體發展又不平衡，國內泌尿外科內鏡技術還沿襲了傳統的“學徒式”方式，在某些比較先進的地區也有物理訓練箱、動物模型的培訓方式，只有個別大的培訓中心才配置了先進的虛擬現實模擬器[10-12]。輸尿管鏡術作為泌尿外科的基本技術有廣泛的應用，尤其是輸尿管軟鏡術，但由于其成本高，易損害，技術要求高，目前國內大部分醫院均此項技術為空白，為了幫助泌尿外科醫師以最低的成本掌握該技術，從而推廣輸尿管軟鏡在我國的普及，我們借鑒目前輸尿管硬鏡模擬器，研制出輸尿管軟鏡虛擬模擬器，其既能進行輸尿管硬鏡的訓練，也能進行輸尿管軟鏡的培訓，實用性強。

初學者使用虛擬模擬器培訓可以縮短掌握輸尿管軟鏡術的學習曲線。本研究中，研究生經過1個月的虛擬模擬器訓練各項指標得到大幅度提高，完成測試的時間、需要曝光的時間、尿路上皮損傷的例數均減少，GRS評分有較大提升；在第二次評估時，其表現接近于有一定實踐基礎的泌尿外科醫生，二者比較在動作熟練程度方面沒有差異，其他方面的差異也在縮小，甚至在所需的曝光時間及出現尿路上皮損傷的例數上還好于泌尿外科醫生，說明接受輸尿管鏡模擬器訓練在減少損傷方面及提高動作的熟練程度方面有一定的作用。Daniels發現，輸尿管鏡技術最主要的并發癥出現在掌握輸尿管鏡技術的早期[2]。Bridge和Dianond統計全美用于手術室外的訓練費用每年約需5 300萬美元，每個畢業生平均花費48 000元[1]，這也是一筆很大的開支。因此，盡管每一個虛擬模擬器的價格比較貴，實際上可以通過提高降低培訓的費用和初學者掌握輸尿管鏡術的時間來減少總體費用和降低并發癥。這點也適用我國國情。

由于我們知識及條件的限制，本研究有一定的局限性，我們的樣本例數偏少，未設置另一組沒有接受虛擬模擬器訓練的研究生作為對照。此外，我們的評估不是雙盲的，專家很容易區分出研究生和泌尿外科醫師，因此，主觀方面的評估可能潛在偏倚，可能偏向于泌尿外科醫師，或者在專家內心對泌尿外科醫生有更嚴格的要求，造成主觀GRS評分更低。實際上在第二次評估時研究生在尿路上皮損傷及曝光時間方面好于泌尿外科醫師。此外，由于評估研究所手術實際能力的倫理及制度限制，我們的研究只是在虛擬模擬器上評估，沒有對模擬器是否能提高實際臨床手術能力評估。需要長期的、前瞻性研究來進一步充分評價虛擬模擬器的作用。

總之，研究生經過輸尿管鏡虛擬模擬器提高了完成評估時操作的時間及能力，經過1個月的模擬器訓練，與具備一定實踐基礎的泌尿外科專業醫生相比，甚至在曝光時間及出現尿路上皮損傷的例數要好于泌尿外科醫生，本研究顯示該輸尿管鏡虛擬模擬器可以用來進行輸尿管軟鏡的培訓和考核，幫助初學者縮短學習曲線，盡管這需要進一步的臨床試驗明確。

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Role of virtual reality simulator for the training of flexible-ureteroscopy

XIAO Cheng-lin,WU Wen-qi,LIANG Ye-ping,OU Li-li,ZENG Guo-hua.Minimally Invasive Surgery Center,the First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangdong Key Laboratory of Urology,Guangzhou 510230,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo investigate the role of virtual reality simulators in the training of flexible-ureteroscopy,to determine whether it can shorten operative time,reduce the potential iatrogenic injury by providing training outside the operating room,and allow novice to overcome the initial learning curve of flexible-ureteroscopy.MethodsWe evaluated 16 medical masters who lack endoscopic surgery experience on their ability to perform test module on a VU simulator.The masters trained on the simulator for one month using different training modules,then retested on the initial module.Likewise,16 urologyical surgeons with varying degrees of endoscopic experience were assessed on the same test module twice,without additional simulator training.The task completion time,exposure time,urinary epithelial damage,global rating scale(GRS)score at initial test and second test were compared.ResultsThe masters improved the task completion time from 17.4 min to 8.7 min,reduce exposure time from 33.2 s to 14.3 s,reduce the average cases of urinary epithelial damage from 0.6 to 0.1,but the GRS score increased to varying degrees at the second test, P<0.01.At the second test,the masters has significantly less exposure time and urinary epithelial than the urologyical surgeons(P<0.01),while GRS score were significantly worse except for action proficiency(P<0.01).ConclusionNovice medical masters trained on a VU simulator improves task completion time by 50%after training,and also reduces exposure time and the iatrogenic injury.Virtual-reality simulator training may allow the novices to shorten the initial learning curve associated with ureteroscopy training,although this hypothesis requires further validation.

Virtual-reality simulator;Flexible-ureteroscopy;Skill training

R699.4

C

1003—6350（2014）07—1057—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.07.0411.

2013-11-10)

廣東省科技計劃項目（編號：2010A030300009）

曾國華。E-mail：gzgyzgh@vip.tom.com