三維影像重建技術在胸外科規(guī)培生肺段解剖教學中的應用研究

于躍　王偉　葉俊　許晶

【摘 要】肺段切除術是胸外科前沿技術之一，但因解剖結構復雜難以被理解和掌握。課題組利用三維影像重建技術對規(guī)培生進行肺段解剖的教學培訓，并將采用普通CT掃描教學的學生作為對照組。教學結束后，采用臨床考核和調查問卷分析效果。研究發(fā)現三維影像重建技術有助于規(guī)培生掌握肺段解剖結構，能提高其學習興趣和臨床思維能力。

【關鍵詞】三維影像重建;胸外科;肺段解剖;規(guī)范化培訓

中圖分類號： G642;R-4文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）01-0180-002

肺癌是目前發(fā)病率及死亡率最高的腫瘤[1]。隨著低劑量計算機斷層掃描檢查的普及，目前以磨玻璃影為主要影像學表現的早期肺癌檢出率明顯增加[2]。解剖性肺段切除術對于部分不適合行肺葉切除術的早期肺癌患者是一個較好的選擇，目前在胸外科臨床的應用逐漸得到推廣[3]。而肺段切除術的關鍵技術在于肺段血管及支氣管的解剖結構的判別，但肺段解剖結構及手術操作相對復雜，因此該術式具有較高的手術風險與難度，臨床掌握較為困難。

按照我科診療常規(guī)，以磨玻璃影為表現的肺結節(jié)患者術前需要接受計算機斷層掃描血管成像，并利用Deep Insight軟件進行三維計算機斷層掃描氣管血管重建（Three-dimensional computed tomography bronchography and angiography，3D-CTBA），可精確定位腫塊位置，并分析其與段支氣管、動靜脈以及臨近組織結構的關系[4]。同時，術中應用電視輔助胸部外科技術（Video-assisted thoracic surgery，VATS）進行手術并錄像，有利于精細解剖肺段結構并進行術中、術后教學。為此，我們通過分析南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院胸外科規(guī)培生利用術前3D-CTBA影像重建技術結合VATS錄像學習肺段結構的情況，探討3D-CTBA影像重建技術在胸外科規(guī)培生肺段解剖教學教學中的應用效果。

1 對象與方法

1.1 研究對象及方法

選取2016年1月至2017年12月在南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院胸外科規(guī)培的醫(yī)生46人為研究對象。將規(guī)培生隨機分為3D-CTBA影像重建教學組（實驗組）和普通CT教學組（對照組），每組各23人。教學老師由具有多年教學經驗的南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院胸外科主治醫(yī)師擔任，并經集體備課后進行講解肺段解剖結構。

具體研究方法為：選擇既往行肺段切除術的患者（右上肺前/后/尖段、右中肺外側/內側段、左上葉舌/固有段、下葉背/基底段各一例），所有患者均有術前3D-CTBA、普通CT掃描和術中錄像。利用3D-CTBA結合VATS錄像對實驗組進行肺段結構的教學，利用普通CT結合VATS錄像對對照組進行教學。

1.2 教學效果評價

通過客觀與主觀兩種形式進行評估。客觀臨床考核內容包括，教學完成后另外選擇五例接受肺段切除術的肺部小結節(jié)患者術前影像資料和術中錄像作為考核資料，內容包括：根據術前影像資料判定（1）肺結節(jié)所在肺段并擬定（2）手術方案，根據術中錄像判定（3）肺段動脈、（4）肺段靜脈、（5）肺段支氣管。取五例患者的平均分，每項20分，總計100 分。

主觀考核以調查問卷體現，每組學生出科時均進行一次問卷調查，問卷涉及學習興趣和內容理解、臨床思維模式培養(yǎng)及應用、手術過程的認識、臨床知識的回憶和掌握情況、臨床思維模式培養(yǎng)及應用等方面問題。

1.3 統(tǒng)計學分析

利用SPSS軟件分別對實驗組和對照組的考試成績和調查問卷進行t檢驗和卡方檢驗分析，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 臨床考核

兩組學生在性別、年齡以及既往胸外科及影像科工作時間方面無統(tǒng)計學差異（P>0.05）。實驗組和對照組的臨床考核成績提示：實驗組在肺結節(jié)所在肺段、手術方案擬定以及肺段解剖結構辨認高于對照組（表1）。

2.2 調查問卷

調查問卷結果提示：實驗組對于學習興趣和內容理解、臨床思維模式培養(yǎng)及應用和手術過程的認識三個方面的滿意度高于對照組（P<0.05），而兩組在臨床知識的回憶和掌握情況、語言表達能力的提升兩個方面的滿意度無明顯差異（P>0.05;表2）。

3 討論

臨床醫(yī)學是實踐性很強的學科，而胸外科的專業(yè)性及實踐性要求更高，需要通過長期實踐積累才能很好地掌握。然而，目前胸外科的住院醫(yī)師規(guī)范化培訓存在一些局限性，非胸心外科方向的規(guī)培生在胸外科輪轉時間僅為1-2個月。即使是胸心外科方向的規(guī)培生，往往要在參加住院醫(yī)師規(guī)范化培訓的第2-3年才會來胸外科輪轉半年。作為江蘇省級三級甲等醫(yī)院，每年有許多基層醫(yī)院的規(guī)培生來我院參加規(guī)培輪轉，如何在較短的時間內讓年輕的規(guī)培生掌握胸外科最新技術和發(fā)展方向，是目前臨床教學中亟待解決的重要問題。

隨著低劑量CT平掃的在我國的普及，使得肺癌的檢出率顯著提高，尤其是對于早期肺癌的診斷[5]。目前針對以磨玻璃影為主要影像學表現的早期肺癌的治療手段，由原先標準的解剖性肺葉切除逐漸轉向解剖性肺段切除術。解剖性肺段切除目前成為治療早期肺癌的熱點，但是肺段解剖結構復雜，其動、靜脈及支氣管樹變異多并且相互交叉，部分臨近段平面的結節(jié)很難判斷其肺段歸屬。術前常規(guī)進行的普通CT掃描能夠提供的信息有限，這給規(guī)培生學習肺段切除術的解剖結構造成很大困難。即使目前常規(guī)應用VATS進行手術，助手或者參觀手術的醫(yī)生可以從屏幕上直接看到手術流程，仍然有很多規(guī)培生反饋無法理解和掌握肺段切除術的流程。

目前我科與東軟公司合作研發(fā)了Deep Insight軟件，利用該軟件可以對患者進行術前3D-CTBA影像重建，重建后可以從電腦上直觀地顯示患者的結節(jié)所在肺段位置及肺段血供和支氣管的解剖。新的2.0版軟件重建后的圖像可以利用不同顏色將動靜脈進行區(qū)分，更加有利于初學者掌握肺段解剖結構。目前在我科擬接受肺段切除術的患者，術前需要常規(guī)進行3D-CTBA影像重建以便于了解患者肺段解剖結構[6]。為保證和提高我科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓的質量，我們嘗試將3D-CTBA影像重建技術應用于規(guī)培生的臨床教學。

既往我們主要采用普通CT掃描結合手術錄像對規(guī)培生進行肺段相關知識的教學，由于普通CT掃描得出的是二維圖像，需要學生憑想象構建出肺結節(jié)的毗鄰關系和所在肺段的結構，這對于年資尚淺的規(guī)培生來說非常困難。因此，我們隨機選取一部分學生接受以3D-CTBA影像重建為基礎的實驗組教學，具體教學內容包括：規(guī)培生入科后，將既往接受解剖性肺段切除術的患者，結合術前3D-CTBA影像重建和手術錄像進行講解，3D-CTBA重建后的影像可以真實模擬患者的肺部血管、氣管樹的解剖及腫瘤位置，其生成的圖像可以在電腦屏幕上360°自由旋轉，有利于規(guī)培生從各個角度觀察肺段的解剖結構;隨后使用五例肺段切除術的患者數據進行考核，要求規(guī)培生通過術前影像資料辨認結節(jié)所在的肺段及最佳手術方案，最后觀看患者VATS錄像判定肺段動脈、肺段靜脈和肺段支氣管的歸屬關系。

兩組學生的考核成績顯示，實驗組規(guī)培生在考核總成績、結節(jié)所在肺段、最佳手術方案選擇、肺段解剖結構辨認等方面成績高于對照組。調查問卷顯示大多數實習生均認可這種教學模式，3D打印模型教學組學生在學習興趣和內容理解、臨床思維模式培養(yǎng)及應用和手術過程的認識三個方面得到了明顯的提高。

綜上所述，我們采用的3D-CTBA影像重建技術結合VATS錄像在胸外科規(guī)培生臨床教學中取得了良好的效果，不僅加深了學生對肺段結構和手術的理解，而且調動了學生的學習熱情和學習興趣，提高了學生臨床思維模式培養(yǎng)及應用，增強了學生對肺段切除術手術流程的認識。并且，在一定程度上緩解了教學時間短和學習內容復雜的矛盾。3D-CTBA影像重建在臨床教學中已顯現出了巨大的應用價值，值得進一步研究、應用及推廣。

【參考文獻】

[1]Yu Y， He J. Molecular classification of non-small-cell lung cancer： diagnosis， individualized treatment， and prognosis [J].Frontiers of medicine. 2013，7：157-171.

[2]高豐，葛虓俊，李銘，等.不同病理類型肺部磨玻璃結節(jié)的CT診斷[J].中華腫瘤雜志.2014，36：188-192.

[3]吳衛(wèi)兵，陳亮，朱全，等.ⅠA期周圍型非小細胞肺癌的全胸腔鏡肺段切除術[J].中華胸心血管外科雜志.2013，29： 399-401.

[4]佘曉偉，顧云斌，徐春，等.3D-CTBA及3D-VATS單操作孔行解剖性肺段切除治療非小細胞肺癌[J].中國肺癌雜志. 2017，20：598-602.

[5]李雪梅，武剛.肺局灶性磨玻璃結節(jié)的高分辨CT表現與病理對照分析[J].哈爾濱醫(yī)科大學學報.2016，50：67-70.

[6]于躍，孟陽春，孫云剛，等.胸腔鏡下肺段切除在孤立性肺動靜脈瘺中的應用[J].中國醫(yī)師進修雜志.2017，40：721-723.