計算機模擬訓練在泌尿外科微創(chuàng)手術教學中的應用和效果評價

劉俊杰+陳仁富+陳家存

摘 要 隨著內鏡與腹腔鏡技術的應用和發(fā)展，微創(chuàng)技術逐漸成為現(xiàn)代泌尿外科手術主流。然而，傳統(tǒng)的外科教學模式及基本技能的訓練如今已無法滿足微創(chuàng)外科的發(fā)展需要，如何快速提高微創(chuàng)外科基本技能，逐漸成為當今外科臨床教學面臨的一大挑戰(zhàn)。應用計算機模擬訓練操作系統(tǒng)輔助進行相關內容的臨床教學，結果表明，模擬系統(tǒng)可有效降低手術風險，顯著提高學員的學習興趣和實踐能力，同時可以縮短學習曲線、提高教學效率，教學效果良好，為泌尿外科的臨床教學工作提供了一個有益的思路。

關鍵詞 計算機模擬訓練；微創(chuàng)技術；泌尿外科手術；臨床教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）22-0048-03

Application and Effect of Computer Simulation Training in Tea-ching of Urology Minimally Invasive Surgery//LIU Junjie， CHEN Renfu， CHEN Jiacun

Abstract With the application and development of endoscopic and

laparoscopic techniques， minimally invasive techniques have gra-

dually become the mainstream of modern urology surgery. However，

the traditional pattern of surgical teaching and the basic skill trai-

ning is now unable to meet the needs of the development of mini-mally invasive surgery， how to quickly improve the minimally inva-

sive surgical basic skills， become a big challenge faced by the current

clinical teaching of surgery. In this paper， application of computer simulation operating system support on related contents of clinical teaching， the results show that the simulation system can effectively reduce the operation risk， improve students interest in learning and practice ability， can shorten the learning curve at the same time， im-prove teaching efficiency and teaching effect is good， for urology clinical teaching work provides a useful idea.

Key words computer simulation training； minimally invasive tech-nique； urology； clinical teaching

1 前言

21世紀是微創(chuàng)醫(yī)學的時代，微創(chuàng)技術的不斷發(fā)展使手術創(chuàng)傷越來越小。目前而言，約90%的手術可以通過微創(chuàng)技術進行診治。泌尿外科手術所涉及的器官大多數(shù)通過尿道與外界環(huán)境相通，因此是應用內鏡及腔鏡技術較多且比較合適的學科之一。手術者利用專門的器械，通過尿道或經皮穿刺等手段，在泌尿器官空腔內或器官外進行相應的手術操作，如膀胱鏡、經皮腎鏡、輸尿管鏡腹、腔鏡等。

有別于開放手術，內鏡技術及微創(chuàng)手術并沒有所謂的簡單手術，單純通過觀摩和做助手，初學者往往無法得到足夠的訓練，從而可能導致手術操作不規(guī)范，手術時間延長，甚至進而可能會發(fā)生比較嚴重的并發(fā)癥。因此，缺乏理想的技術訓練手段已成為制約微創(chuàng)技術發(fā)展的一大障礙，探索規(guī)范而有效的微創(chuàng)手術培訓方法是教學中亟待解決的課題[1]。

計算機模擬仿真訓練是近年來出現(xiàn)的新技術，它通過計算機技術及硬件設備構建內鏡操作的虛擬環(huán)境，讓學生在接近臨床實際操作環(huán)境下進行訓練。在實際臨床教學過程中，采用計算機模擬仿真這一系統(tǒng)，徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院對研究生及進修醫(yī)師進行微創(chuàng)手術的相關培訓，比較學員培訓前后運用該系統(tǒng)施行腎囊腫切除手術情況，評價其教學效果，為該仿真系統(tǒng)應用的推廣提供科學依據。

2 研究對象和方法

研究對象 計算機模擬仿真系統(tǒng)，可以虛擬包括輸尿管鏡、經皮腎鏡等多種泌尿外科常見微創(chuàng)手術的操作過程。該系統(tǒng)內設評分機制，可以顯示手術操作的時間、切除率、出血控制率及安全性等指標。本研究選擇腎囊腫切除模塊評價培訓效果。

研究方法 研究選取2014年1月—2015年12月期間，25名在徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院泌尿外科參加住院醫(yī)師規(guī)范化培訓的學員。所有學員都進行計算機模擬訓練，每次訓練一小時，每周兩次，連續(xù)三月。在培訓前、后分別使用計算機模擬系統(tǒng)施行腎囊腫的切除術，重點考查學員腹腔鏡手術的基本技能，包括分離、顯露、切割、止血、縫合及打結等任務，主要比較培訓前后手術用時。

統(tǒng)計學方法 應用SPSS13.0軟件進行統(tǒng)計學分析，數(shù)值變量用均數(shù)±標準差（mean±SD）表示，應用t檢驗比較培訓的初評與復評客觀評分，P<0.05認為具有統(tǒng)計學意義。endprint

3 教學效果評價

參加培訓研究的對象共計25人，均為男性，年齡在23～25歲。表1展示了計算機模擬培訓前后手術時間對比，即初評、復評客觀評分結果。可見，相較于培訓前，培訓后腎囊腫切除的手術時間明顯縮短（P<0.01）。

4 討論

隨著技術和設備水平的不斷提高和改進，腔道泌尿外科學得到急速發(fā)展，并已逐漸取代多數(shù)泌尿外科的傳統(tǒng)開放性手術。如何能夠快速學習并掌握其基本知識及操作技能，是綜合型教學醫(yī)院泌尿外科臨床教學過程中不得不面對的一大挑戰(zhàn)。然而，傳統(tǒng)的教學方法并不完全適用于腔內泌尿外科的教學，對抽象性、局限性等問題，學員通常理解起來較為困難，結合實踐來進行講授，一般才能取得比較好的效果[2]。

與傳統(tǒng)開腹手術相比，微創(chuàng)泌尿外科手術以腔內手術為主，包括膀胱鏡、腹腔鏡、輸尿管鏡及經皮腎鏡等。以腹腔鏡手術為例，分離、結扎、止血、縫合等操作均借助器械，通過觀察顯示器進行，大部分操作由手術者獨立完成，因此，手術者必須具備良好的空間感知和手眼協(xié)調能力。對于手術助手而言，無法像傳統(tǒng)開放手術那樣，可以直接接觸操作組織，手術者也無法做到“手把手”進行糾錯。所以，助手在術中鍛煉機會明顯減少，熟練掌握腔內手術的時間明顯延長。

由于腔內泌尿外科具有操作過程可以實時顯示在顯示屏的特點，這就為計算機模擬系統(tǒng)的應用提供了可能，因此，計算機模擬訓練手段隨之涌現(xiàn)。計算機模擬系統(tǒng)是指借助于計算機技術及硬件設備，構建內鏡操作的虛擬環(huán)境，能夠更加真實地反映臨床實際操作環(huán)境。計算機模擬手術教學通過程序性化的訓練，使學員可以通過不同模塊的訓練，循序漸進地掌握腔內泌尿外科手術的方法和技巧，并且根據計算機系統(tǒng)的反饋，可有效發(fā)現(xiàn)手術操作過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，從而更有針對性地進行側重訓練和反復訓練。計算機模擬的微創(chuàng)手術訓練，有助于快速培養(yǎng)學員的空間感知能力、手眼協(xié)調能力，熟悉內鏡下解剖結構，掌握內鏡下手術操作技能，并對手術并發(fā)癥的處理能有更深刻的感性認識。

常用的泌尿內鏡模擬器如URO Mentor等，可以幫助學員了解泌尿系統(tǒng)在內鏡下的解剖標志和結構，掌握膀胱鏡、輸尿管鏡的應用技巧，以及在導絲引導下對上尿路常見疾病（結石、狹窄和腫瘤等）的治療。

醫(yī)學模擬教學是代替真實病人進行臨床教學和實踐的一種教學方法，主要指利用模擬技術來創(chuàng)設出模擬病人和/或模擬臨床場景。模擬器材不同，其作用與使用范圍亦不同，醫(yī)學模擬技術可以分為五種類型，按照從低到高排序，分別為基礎解剖模型、局部功能性訓練模型、計算機輔助模型、虛擬現(xiàn)實模擬系統(tǒng)和生理驅動型模擬系統(tǒng)。相較于前三種模型，后兩種模型往往被稱為高端醫(yī)學模擬系統(tǒng)。其中，生理驅動型模擬系統(tǒng)被認為是最為高端的模擬系統(tǒng)，可以對包括病人、病情及治療環(huán)境等多種情況在內的整個醫(yī)療環(huán)境進行較為完整的模擬，對于培養(yǎng)、提高和考核學員的臨床實際工作能力都大有裨益。

虛擬現(xiàn)實模擬系統(tǒng)可以真實再現(xiàn)疾病診治的過程和方法，操作者（手術者）可以在視覺上實時看到手術過程的真實場景，通過觸覺上的“力反饋”技術，能夠更加真實感受手術中各種有效的觸覺信息。這一系統(tǒng)將手術操作中的視、聽和觸三覺融為一體，因此在微創(chuàng)外科技能訓練等領域得到較為廣泛的應用。研究表明：外科醫(yī)生經過虛擬現(xiàn)實模擬系統(tǒng)訓練后，手術時間可縮短29%，手術失誤率下降70%。需要指出的是，無論是對于初學者還是經驗豐富的醫(yī)師，該訓練都可以有效提高手術技能。

虛擬現(xiàn)實模擬系統(tǒng)在泌尿外科的應用越來越廣泛，在技能訓練中其不僅可以培訓學員的空間感、眼手協(xié)調能力，對于解剖結構的學習、正確處理術中并發(fā)癥以及外科技能教授的課程評估和反饋等，也都具有重要作用。總結起來，主要包含以下幾個優(yōu)點。

1）時間安排相對靈活。帶教教師與學員可以雙方共同協(xié)調，與手術室內帶教相比，時間選擇相對更自由。

2）訓練效果評價客觀，能夠及時客觀反饋培訓結果，對操作中的錯誤也可以及時進行糾正，使得學員的操作更規(guī)范，并且具有較好的可重復性。

3）標準化的模擬系統(tǒng)，干擾變量相對較少，從而可以構建一個重復的、循序漸進的學習過程，技能維持時間長。

4）技能訓練可靈活調節(jié)，可以依據每個學員不同的特點，在系統(tǒng)中設置個性化情境或任務，更有針對性地進行訓練。

5）學習曲線相對較短，縮短手術技能培訓時間、降低培訓費用，同時，手術安全性相應提高。

然而，計算機模擬系統(tǒng)歸根結底畢竟還只是一種“模擬”，只是通過這種模擬訓練來尋找真正手術時的“感覺”，而無法完全替代真正的臨床操作，臨床上不允許也不能“試錯”。需要在正確認識腔內泌尿外科臨床實踐特點的基礎上，充分利用模擬系統(tǒng)對于臨床實踐的促進作用，從而進一步提高微創(chuàng)泌尿外科手術教學質量。

徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院泌尿外科微創(chuàng)手術教學培訓中心配置了包括經腹腔鏡、泌尿內鏡、經皮腎鏡等在內的多種模擬系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能對操作進行追蹤觀察，并對操作熟練程度進行客觀評估，通過系統(tǒng)反饋強化薄弱環(huán)節(jié)訓練。同時包含豐富的實際病例，可提供模擬病人的病史、查體、實驗室檢查以及影像學檢查等資料，學員可以通過這些信息熟悉并掌握各種內鏡操作的適應證和禁忌證，通過高度仿真效果的反復練習，減少臨床的操作失誤。

依托于手術模擬培訓中心，對研究生和住院醫(yī)師進行系統(tǒng)培訓。本研究回顧分析了25名學員為期三個月的計算機模擬系統(tǒng)培訓的情況，評估培訓前、后分別使用該系統(tǒng)進行腎囊腫切除手術操作。結果顯示，在未進行訓練之前，腎囊腫切除術的操作時間為91.2±11.4 min；經過培訓后，手術操作時間縮短為62.7±7.1 min。這就說明該模擬訓練系統(tǒng)有效地提高了學員進行微創(chuàng)手術的基本技能，對于提高學員的動手能力有很大幫助。與此同時，通過臨床帶教醫(yī)師的反饋，不單單是表現(xiàn)在模擬器上的成績，經過該系統(tǒng)規(guī)范培訓后，學員可以更好地進入臨床實踐狀態(tài)，手術操作也更加規(guī)范。

計算機模擬訓練系統(tǒng)通過包括分離、顯露、切割、止血、縫合及打結等任務培訓，從而達到對泌尿外科培訓學員進行腹腔鏡基本操作訓練的目的，進而為低年資泌尿外科醫(yī)師進行微創(chuàng)泌尿外科手術打下堅實基礎。同時，需要指出的是，由于本研究的樣本量較少，模擬教學與臨床實踐的相關性問題以及最合適的培訓時間問題還需要進一步研究來明確。

參考文獻

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