腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系在胸外科臨床教學中的實踐探索

趙魯峰 柴王瑩 伍品 黃利堅 吳一竁 范軍強

浙江大學醫學院附屬第二醫院胸外科，杭州 310009

近年來，胸腔鏡技術因為微創、并發癥少、迅速康復等優勢，受到了醫患的好評，已經成為國內外胸外科微創手術最為常用且技術進步最快的領域之一[1-3]。在醫學生的成長過程中，學習和掌握一定程度的微創技術，能夠更好地適應經濟社會和科技發展下的現代醫學要求，有助于積累更多的臨床操作實踐經驗。在臨床實踐中，由于胸外科微創手術的專業技術門檻較高、術中大出血風險較大等因素，加之醫患關系的復雜性，都限制了醫學本科生、住院醫師規范化培訓學員以零起點知識或技能儲備直接在臨床醫療中進行相應手術操作或技能培訓。目前，各層次學員在臨床學習的各個階段，普遍處于偏重書本理論學習而動手操作機會缺少的困境。通過各種類型的仿真模型、教具來增加操作練習，并將可重復的操作練習設置為課程并以學分制度評價，已經成為臨床教學改革的方向之一。

自從2018年以來，浙江大學醫學院附屬第二醫院(以下簡稱我院)胸外科應用腔鏡模擬訓練器的不同訓練模塊，通過系統化分層，嘗試構建胸外科微創手術臨床教學和技術培訓的新體系和相應的教學方案，將訓練模塊按照難易程度分層為遞進關系的空間操作訓練、基礎操作訓練、生物材料訓練3個層級教程，以體現從易到難的操作訓練。現將我們的實踐探索報告如下。

1 腔鏡模擬訓練器及其主要教學模塊的構成

腔鏡下的操作特點是術者的手不直接接觸患者的身體，而是通過長桿器械間接進行醫療操作，使術者失去了觸覺帶來的感知幫助，并導致術者力反饋出現不同程度的失真[4]。目前，在臨床教學中使用的腔鏡操作器械，主要來源是臨床手術室的更替器械。在臨床教師的指導下，學員利用這些器械在塑膠教具和實驗動物身上分別開展基礎的和較為復雜的操作訓練。傳統的腔鏡操作教學存在的主要問題是費用過高、缺乏實境感、教師指導不便等。因此，腔鏡模擬訓練器應運而生。

1.1 腔鏡模擬訓練器的構成

腔鏡模擬訓練器的主要構成：一個近半球形或矩形的主機身作為模擬人體腔隙(胸腔或腹腔等)；腔鏡攝像頭(可以手動調整角度、距離和焦距)，自帶顯示器或外接顯示設備的視頻輸出。我院首批腔鏡模擬訓練器是由美國美敦力公司(Medtronic，Inc.)無償捐贈的SL-PE480腔鏡手術模擬訓練系統。該系統經過多次反復使用體驗，所顯示物體的清晰度和放大效果均比較理想，用于教學的效果也比較滿意。

1.2 腔鏡模擬訓練器教學模塊的分類

腔鏡模擬訓練器練習模塊是具有各種功能的模擬操作器具。其種類較多，主要可以分為2大類：其一，空間操作感練習模塊，其主要作用是適應從人眼立體三維視野到腔鏡攝像頭顯示下的二維平面感的視野改變，包括夾豆子、穿“隧道”、圈轉移等。其二，模擬臨床常見縫合、打結操作的訓練模塊等。這2大分類也是本研究分層教學的主要依據之一。

2 腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系的探索

2019年，我院將“腔鏡模擬訓練器對胸外微創手術入門的模塊化教程建立”列為院級教學改革培育項目，以更好地推進腔鏡模擬訓練器教學模塊在胸外科臨床教學中的應用。我們從研究和評價等維度，對在我院胸外科輪轉的各類學員，經過本人知情同意后接受腔鏡模擬訓練器教學或培訓。不同層級的學員對提供的練習模塊進行操作實踐后，按照滿意、一般、沒有幫助3個效果等級做出評價。根據評價結果，經過簡單統計分析，在此基礎上對各種練習模塊進行系統化和層級化梳理，根據練習模塊的難易程度分組構建模塊化分層教程(具體包括臨床見習生和實習生、規范化培訓住院醫師和專科醫師等層次)，并在實踐中對腔鏡模擬訓練器教學模塊在胸外科臨床教學中的適宜性進行實證檢驗，以進一步優化模塊化分層教學體系。

2.1 醫學見習生和實習生對訓練模塊的反饋

在教學實踐中發現，剛接觸臨床的見習生、實習生對于模擬腔鏡二維平面感的操作視野改變和空間操作感適應非常快，絕大多數學生經過幾分鐘的練習，就能夠很好地適應并達到操作得心應手的程度。對其而言，模塊的趣味性、多樣性是激勵他們更多地進行操作練習的重要因素。許多學生表示有“像在打電子游戲”的新鮮感，但是重復簡單操作很快就會產生疲勞和倦怠感，相對復雜的操作更容易吸引學生。調查結果顯示，受到學生好評前3位的模塊訓練內容分別為：夾豆子、穿“隧道”、高低柱；而實際觀察發現，學生對所有未嘗試過的練習模塊都抱有普遍興趣。我們把這類練習模塊設定為模塊化分層第一階段：空間操作訓練。

2.2 規范化培訓的住院醫師對訓練模塊的反饋

住院醫師層次的學員大多在臨床工作中作為助手已經具有一定的腔鏡操作觀摩經歷，在臨床實踐中對腔鏡下縫合、打結等操作的困難性也有一定認知，因此更加關注對此類操作的練習，對模擬打結和模擬縫合的訓練模塊需求比較高。這些操作相對第一階段的練習更為復雜、臨床實際意義更大，而主要擔任扶鏡助手的住培學員經常缺乏動手機會。許多學員需要緩慢、重復操作以逐漸增加熟練度。本研究后續又引入了管狀吻合的模擬訓練，即使用最大號硅膠引流管模擬管狀結構，用剪刀離斷后在模擬訓練器內作為操作對象，開展腔鏡下管狀吻合縫合練習。我們把縫合、打結、管狀吻合這3個練習模塊設定為模塊化分層第二階段：基礎操作訓練。

2.3 胸外科專科進修醫師對訓練模塊的反饋

專科醫師層次的學員對操作訓練的要求最高，一般的練習模塊對其意義有限。他們追求更接近真實情景的練習方式，對練習中被縫合組織的韌度、打結時的組織張力、操作器械接觸組織時的力反饋等特點關注度較高。國內外普遍的訓練方法是使用生物材料來模擬更接近真實手術的效果。考慮到生物材料的衛生性差、可重復性低，目前無法在院內獲得相關條件支持此類訓練。因此，制定一個標準化的生物材料訓練教程意義重大。在實踐中，我們根據經驗選取的生物材料包括：切開的香蕉皮用于模擬普通組織縫合；切開的豬肺用于模擬肺縫合修補；切開的豬主動脈用于模擬血管縫合等。這類訓練作為模塊化分層第三階段：生物材料訓練。

3 腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系的初步成效

本研究中參加培訓的人員包括：2019年1月～6月，在浙江大學醫學院附屬第二醫院胸外科進行臨床教學的浙江大學醫學院5年制臨床醫學專業2015級24名見習生、2014級12名實習生，浙江大學醫學院附屬第二醫院招錄的26名外科學規范化培訓住院醫師、3名胸外科專科進修醫師。全體學員對分層階段各練習模塊的總體滿意度調查結果如表1所示。其中，第三階段生物材料的應用引入較晚，臨床見習生和實習生并未做此類操作練習，故未進行第三階段滿意度調查。而相對簡單的第一階段、第二階段練習也沒有針對專科醫師開展，故而也舍棄了相應的評價。

表1 浙江大學醫學院附屬第二醫院胸外科不同類別65名學員對腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系的評價結果[例(%)]

從表1結果可見，我院胸外科不同類別65名學員中，絕大多數學員對腔鏡模擬訓練器的模塊化教學體系以及其學習方式總體表示滿意。在操作后即對每一位學員進行了簡單訪談，征詢其感受和意見，所有學員均認為其對提高學習積極性、增加實踐能力鍛煉有幫助。其中，滿意度評價較低的部分主要集中在住培醫師對第一階段模塊的評價，其主要原因是練習模塊設計動作過于簡單，對其幫助不大。

4 腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系的思考

4.1 腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系對臨床教學具有更精細的指導作用

本次臨床教學改革實踐探索表明，對品種繁多的訓練模塊進行系統化結構化組織后形成的模塊化分層教學體系，有利于提高胸外科微創手術臨床教學和技術培訓的適宜性，即模塊化分層教學體系對應不同層次學員的教學，顯得更有針對性和有效性。學員可以清晰地了解每個階段模塊化教學的目的和內容，以及自身應該具備的操作技巧程度；同時，模塊化分層教學體系具有一定的趣味性和挑戰性，有利于激勵學員的練習熱情。例如，在實踐中就有初學的見習生可以很好地完成打結動作，由此極大地增強了學習的自信心和興趣。

4.2 腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系較好地體現了現代醫學與醫學教育理念

現代醫學以患者為中心，強調健康至上、生命至上；同時，伴隨著患者法律意識的逐步增強，臨床診療活動中對患者知情權、隱私權的保護愈加嚴格，客觀上造成了不具備執業醫師資格的學員在操作實踐方面有所不足。腔鏡模擬訓練器的模塊化分層教學體系，一定程度上體現了問題導向(臨床手術風險大、準入要求高與醫學教學加強實踐的矛盾)、需求導向(不同層次的學員對練習難度的需求不同)、目標導向(培訓的目標是使各層次的學員都能夠在原有基礎上有所提高)和持續改進(在虛擬化但盡量接近臨床的“真實情境”中，學員在操作失敗后仍然有練習機會，經過反復練習可以從生疏至熟練以達成教學目標)的理念。近年來，已經有數字化虛擬VR模擬教學的報道[5]，但其使用尚未普及，其用于實踐教學的效果有待進一步觀察。

4.3 腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系的建立可以向更專科化方向延伸拓展

對傳統的教學模塊進行教學目標導向后的模塊化分層教學體系，使其教學功能得到拓展和延伸，不僅可以用于目前學員臨床教學、住院醫師規范化培訓，將來也可以為高年資專科醫師的復雜操作訓練提供便利。10余年前，我院開展腔鏡下氣管袖式吻合等復雜手術操作的練習主要依賴實驗動物，其成本非常昂貴。本研究結果表明，結合腔鏡模擬訓練器的教學體系建設已經可以通過預先準備的生物材料代替實驗動物開展相關練習，從而大大節約了培訓成本和增加了可重復性使用。

4.4 腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系尚待改進和完善

腔鏡模擬訓練器模塊化分層教學體系仍然有一些尚待改進和完善之處。目前訓練所采用的教學模塊屬于腔鏡模擬訓練的基礎通用模塊，所有涉及腔鏡手術的科室都在開展類似的訓練，不能體現專科化特點，臨床專科手術的實踐往往直接由帶教教師在真實病例中帶教施行。對初學者性別、心理準備[6]、輪轉時長未做進一步細分；尚未開展課程化、常態化的教學實踐活動等。

練習模塊的總體難度不高，即使是初級學員(臨床見習生、實習生)經過一定訓練量之后，大多也可以順利完成本來為住培醫師設計的第二階段模塊操作(如腔鏡下縫合和打結)。住培醫師在完成第二階段模塊操作后，也希望得到更高難度的訓練。這對訓練模塊的構建、尤其是專科化教程的建設提出了更高的要求，引入生物材料的操作練習將會是更加逼真和有助于提高的可行方案。

綜上所述，在實踐探索的基礎上，本研究初步構建了腔鏡模擬訓練器的模塊化分層教學體系，其有望成為一種技術門檻低、可以重復、容易復制的醫學教學方式[7]，為類似學科的臨床教學改革、特別是臨床實踐中具有較大手術風險的臨床操作教學與培訓，提供了一種可能的解決路徑，對縮短微創外科學習曲線具有積極作用。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明趙魯峰：課題申請、論文撰寫；柴王瑩：統籌指導；伍品、黃利堅、吳一竁：帶教學員操作及訪談記錄；范軍強：訓練模塊和耗材提供