外科治療教學(xué)實(shí)踐中虛擬手術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

摘要：目的：探討三維可視化及虛擬手術(shù)技術(shù)在醫(yī)師肝臟手術(shù)規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)中的作用及效果。方法選取我院肝膽外科的40名醫(yī)師（包括規(guī)范化培訓(xùn)醫(yī)師、進(jìn)修醫(yī)師及該院醫(yī)師）作為研究對(duì)象，隨機(jī)分為對(duì)照組（n=20）和試驗(yàn)組（n=20）。對(duì)照組采用傳統(tǒng)的肝臟解剖、手術(shù)圖譜及二維的CT或MRI圖像進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃及手術(shù)路徑制定的教學(xué);試驗(yàn)組采用重建軟件生成的肝臟三維重建可視化模型及虛擬手術(shù)模塊，結(jié)合高清手術(shù)錄像進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)結(jié)束后對(duì)兩組醫(yī)師進(jìn)行考核評(píng)分，評(píng)價(jià)其手術(shù)規(guī)劃能力及對(duì)手術(shù)路徑的理解力，最后進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，評(píng)價(jià)醫(yī)師對(duì)教學(xué)方法的體會(huì)及滿意度。結(jié)果試驗(yàn)組手術(shù)規(guī)劃及手術(shù)路徑理解的考核總得分為（7.450±1.468）分，顯著優(yōu)于對(duì)照組的（4.950±1.146）分，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）;試驗(yàn)組對(duì)肝臟病變與肝動(dòng)脈、門靜脈、肝靜脈、膽道關(guān)系的判斷正確率顯著高于對(duì)照組，試驗(yàn)組制定的切肝平面準(zhǔn)確率顯著高于對(duì)照組（P<0.01）。試驗(yàn)組對(duì)肝臟外科手術(shù)教學(xué)的興趣及滿意度顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。結(jié)論應(yīng)用虛擬手術(shù)系統(tǒng)輔助教學(xué)能夠提高學(xué)員對(duì)臨床知識(shí)難點(diǎn)的掌握，增強(qiáng)學(xué)員的臨床實(shí)踐能力。這種新的臨床教學(xué)模式受到學(xué)員們的良好評(píng)價(jià)，值得在教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：外科治療;教學(xué)實(shí)踐;虛擬手術(shù)系統(tǒng)

引言

外科作為技術(shù)要求最高的醫(yī)學(xué)專業(yè)之一，要求外科醫(yī)師不僅需要有高水平的理論知識(shí)，還需要有超高的操作技巧，以確保減少任何不必要錯(cuò)誤操作，因?yàn)槿魏五e(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，因此模擬手術(shù)便成為每一個(gè)外科醫(yī)師保持自己手術(shù)技巧的日常訓(xùn)練。在現(xiàn)代，模擬在醫(yī)學(xué)和非醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都著極其重要的作用，尤其是承擔(dān)著高風(fēng)險(xiǎn)和高成本的領(lǐng)域。通過(guò)模擬，人員能對(duì)高復(fù)雜的內(nèi)部交互作用的系統(tǒng)進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)，能設(shè)想各種不同方案，觀察這些案對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為的影響，選擇最佳方案。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2018年6月—2019年12月我院外科的40名醫(yī)師作為研究對(duì)象，其中包括20名參與規(guī)范化培訓(xùn)的醫(yī)師，16名進(jìn)修醫(yī)師及4名該院低年資醫(yī)師。將三種不同背景的醫(yī)師隨機(jī)分為對(duì)照組（n=20）和試驗(yàn)組（n=20）。兩組醫(yī)師年齡、性別、從事醫(yī)療工作時(shí)間等基線信息的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。試驗(yàn)組與對(duì)照組的教學(xué)過(guò)程均由相同的3名高年資主治醫(yī)師代教。所有研究對(duì)象均簽署知情同意書，表示知曉該研究?jī)?nèi)容并同意參與研究。

1.2方法

對(duì)照組采取常規(guī)教學(xué)。觀察組采取虛擬手術(shù)系統(tǒng)教學(xué)，具體內(nèi)容如下：

首先由帶教教師在課前利用Mimics軟件將CT數(shù)據(jù)構(gòu)建成數(shù)字化三維模型;在課堂中，通過(guò)PPT進(jìn)行理論授課的同時(shí)，向?qū)W生展示虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)，利用3-matics軟件在三維模型上演示手術(shù)切割以模擬手術(shù)流程，讓學(xué)員從各個(gè)方向觀看結(jié)構(gòu)變化并講解血供分布，結(jié)合CT二維圖像討論如何制定合理計(jì)劃;最后帶領(lǐng)學(xué)員觀摩手術(shù)，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。

1.3觀察指標(biāo)

教學(xué)結(jié)束后由帶教教師結(jié)合1例復(fù)雜肝切除病例對(duì)兩組醫(yī)師進(jìn)行考核評(píng)分，考核項(xiàng)目包括：①肝臟外科解剖知識(shí)考試;②肝臟腫瘤定位;③肝動(dòng)脈、肝靜脈、門靜脈、膽道肝內(nèi)走行描述是否正確;④腫瘤與肝內(nèi)管道、下腔靜脈關(guān)系的判斷;⑤腫瘤切除范圍及斷肝平面的確定;⑥選擇需要離斷的肝內(nèi)管道是否正確;⑦殘余肝臟體積是否足夠的判斷。三位帶教教師通過(guò)問(wèn)答的方式評(píng)價(jià)醫(yī)師對(duì)手術(shù)規(guī)劃及手術(shù)路徑理解的能力，問(wèn)答結(jié)束后根據(jù)醫(yī)師的總體表現(xiàn)給予主觀評(píng)分，分值范圍為0～10分，取三位帶教教師評(píng)分的平均值為最終得分。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS22.0對(duì)研究對(duì)象采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計(jì)量數(shù)據(jù)采用（ ±s）表示;計(jì)數(shù)資料采用%表示，使用χ2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校檢;P>0.05為差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1兩組醫(yī)師考核評(píng)分成績(jī)

試驗(yàn)組在以下幾項(xiàng)的判斷正確率明顯高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），包括：①肝臟腫瘤定位;②肝動(dòng)脈、肝靜脈、門靜脈、膽道肝內(nèi)走行及與腫瘤關(guān)系;③需要離斷的肝內(nèi)管道;④殘余肝臟體積是否足夠。兩組醫(yī)師對(duì)肝腫瘤與下腔靜脈關(guān)系判斷的正確率無(wú)明顯差異（P>0.05）。試驗(yàn)組肝臟外科解剖知識(shí)考試、對(duì)手術(shù)規(guī)劃及手術(shù)路徑的理解得分顯著高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。試驗(yàn)組回答所有問(wèn)題所需的時(shí)間明顯少于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。具體結(jié)果如表1所示。

2.2兩組醫(yī)師對(duì)各自教學(xué)方法的體會(huì)及滿意度

教學(xué)結(jié)束后對(duì)兩組醫(yī)師進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，評(píng)價(jià)醫(yī)師對(duì)教學(xué)方法的體會(huì)及滿意度，共發(fā)出問(wèn)卷40份，并全部收回。相比對(duì)照組，試驗(yàn)組醫(yī)師認(rèn)為三維重建模型教學(xué)的學(xué)習(xí)難度更低，更能激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，拓寬知識(shí)面（P<0.05）。試驗(yàn)組教學(xué)滿意度評(píng)價(jià)為優(yōu)或良的比例為70%，顯著高于對(duì)照組的15%（χ2=12.379，P<0.05）。具體結(jié)果如表2所示。

3討論

數(shù)字化模型良好的擬真性可以在外科治療教學(xué)中以三維方式展示解剖結(jié)構(gòu)，學(xué)生可以自由地全方位觀看手術(shù)進(jìn)程并學(xué)習(xí)術(shù)中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，數(shù)字化教學(xué)在真實(shí)性、互動(dòng)性、信息豐富程度等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，并且能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有望取得更好的教學(xué)效果。該研究選擇以肝臟手術(shù)為教學(xué)目標(biāo)探討數(shù)字化教學(xué)的效果有以下四點(diǎn)考慮：第一，該手術(shù)是目前外科的常見(jiàn)手術(shù)之一，具有重要的臨床意義;第二，該手術(shù)是國(guó)內(nèi)外外科領(lǐng)域最成熟、最熱門的數(shù)字化技術(shù)輔助術(shù)式之一，其數(shù)字化教學(xué)的可行性較高;第三，該手術(shù)難度大、過(guò)程復(fù)雜，是該學(xué)科教學(xué)難點(diǎn)之一，在研究?jī)煞N授課模式中容易產(chǎn)生教學(xué)效果的差異性;第四，兩組學(xué)員在該次授課前對(duì)此類手術(shù)并沒(méi)有前期的接觸，所以學(xué)員個(gè)體間的基礎(chǔ)相近，考核成績(jī)具有較強(qiáng)的可比性。手術(shù)教學(xué)方面，傳統(tǒng)方式是跟著帶教教師上臺(tái)手術(shù)，邊手術(shù)邊進(jìn)行授課教學(xué)，主要是針對(duì)所遇到的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解。醫(yī)學(xué)生如果術(shù)前沒(méi)有充分的知識(shí)儲(chǔ)備，難以對(duì)教師在手術(shù)臺(tái)上的講解留下深刻印象。虛擬手術(shù)可對(duì)各具體操作步驟進(jìn)行重復(fù)、暫停、標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量，可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等操作，可從各個(gè)角度展示手術(shù)細(xì)節(jié)。同時(shí)，我們?cè)谡n堂積極鼓勵(lì)學(xué)員參與對(duì)部分手術(shù)步驟的設(shè)計(jì)和討論。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，該研究成功將手術(shù)的3D模擬系統(tǒng)應(yīng)用于臨床教學(xué)中。相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，虛擬手術(shù)教學(xué)可以顯著提高學(xué)員對(duì)臨床知識(shí)難點(diǎn)的掌握，增強(qiáng)學(xué)員的臨床實(shí)踐能力。這種新的臨床教學(xué)模式受到學(xué)員們的良好評(píng)價(jià)，值得在教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]代飛.探討虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)在骨科醫(yī)師臨床教學(xué)中的應(yīng)用[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘，2019，19（63）：370-371.

[2]徐浪.虛擬手術(shù)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)形變模擬方法研究及應(yīng)用[D].華中科技大學(xué)，2019.

[3]曾寧，范應(yīng)方，楊劍，項(xiàng)楠，祝文，白小屏，石磊，方馳華.數(shù)字虛擬技術(shù)在肝膽外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2018，10（33）：16-19.

[4]侯洋，梁磊，林艷萍，史建剛，陳華江，袁文.基于力反饋的虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)在骨科醫(yī)師臨床教學(xué)中的應(yīng)用[J].脊柱外科雜志，2018，16（05）：293-296.

[5]侯洋，梁磊，林艷萍，史建剛，陳華江，袁文.虛擬手術(shù)仿真在脊柱外科醫(yī)師教學(xué)培養(yǎng)及手術(shù)訓(xùn)練中的應(yīng)用及展望[J].脊柱外科雜志，2018，16（03）：174-178.

作者簡(jiǎn)介：秦鈺（1986-01-），女，漢族，本科，廣西桂林人，講師，研究方向：臨床醫(yī)學(xué)。