3D4K 外視鏡在神經外科臨床教學中的應用

韓碩，喬思雨，洪新杰，侯立軍

1.海軍軍醫大學附屬長征醫院神經外科，上海 200003；2.上海中醫藥大學附屬龍華醫院，上海 200000

縱觀現代神經外科100 余年的歷史，神經外科診治水平的提高都伴隨著手術精細化以及臨床教學的不斷改進，但神經外科手術手術難度大，傳統手術教學僅通過回放手術視頻以及圖片等資料無法幫助學生正確直觀地理解神經系統解剖，從而在臨床操作上表現不佳。目前手術錄像多來自于顯微鏡和神經內鏡，都存在著只能2D 顯像、景深淺、焦距短、顯示屏幕過小等問題。2008 年MAMELAK 等開始研發一種可替代傳統顯微鏡的2D 外視鏡系統，并推出新一代高清3D 外視鏡[1]，能夠使學生擁有和主刀相同的手術視野，可以實時觀察神經系統解剖結構，通過3D 成像觀察患者全息解剖圖像，可大大推動神經外科教學的發展[2]。本研究選取2019 年1月—2021 年12 月期間海軍軍醫大學附屬長征醫院神經外科的60 名神經外科臨床專業學生作為研究對象，研究神經外科臨床教學中3D4K 外視鏡的應用效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取本院60 名神經外科臨床專業學生為研究對象，按隨機數表法對等分為兩組，各30 名。對照組男16名，女14 名；年齡23～28 歲，平均（26.31±1.38）歲。干預組男17 名，女13 名；年齡22～29 歲，平均（26.29±1.52）歲。兩組一般資料對比，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 納入與排除標準

納入標準：入組的神經外科臨床專業學生均對本研究有知情權并自愿參與本次研究。排除標準：自本研究中途退出的學生；教學依從性且配合度不高的學生。

1.3 方法

對照組學生采取傳統教學法（多媒體、手術圖譜等），課題教學分2 節課進行，每節課時長為1 h。第1 節課由授課老師通過多媒體（PPT 和神經外科的動畫短片）講解神經解剖、神經生理、神經病理、神經外科常見疾病的發病機制和臨床表現、神經外科疾病手術適應證（如脊髓腫瘤引起呼吸和肌力問題）及禁忌證（如生命體征不平穩禁行手術）。第2 節課由授課老師介紹實際手術視頻和手術圖片（如脊髓腫瘤的完整手術視頻和重點截圖）中的解剖結構、手術步驟及重難點內容，通過手術圖譜的形式回顧神經解剖，并選取10 道神經外科經典考題進行提問，課堂教學中學生以聽講為主，并對內容進行記錄，最后授課老師出題考試相關解剖學及外科學內容。

干預組學生采取裸眼3D4K 外視鏡教學法，第一節課和傳統教學法一樣。第二節課向每位學生提供3D 眼鏡，并帶學生進入手術室（每次不超過5 名學生），告知進入手術室的注意事項，并在手術時觀看外視鏡的外接顯示屏，在顯示屏上現場講解手術步驟及相應的神經解剖，如選取高頸段脊膜瘤手術：移動外視鏡抵近觀察，讓學生在3D4K 視野下觀察脊膜瘤好發于髓外硬膜下，以及與周圍蛛網膜、脊神經的前根和后根的解剖關系。讓學生在3D4K 視野下觀看如何使用高速磨鉆磨除椎板暴露腫瘤及待腫瘤完整切除后準備進行融合固定時，觀看如何通過椎間融合器將頸椎進行融合固定，并掌握椎間盤、椎間孔、椎動脈等解剖結構。裸眼3D4K 外視鏡教學根據手術時長決定，一般在3 h 左右完成。學生進行記錄，圍繞手術選取10 道神經外科題目進行提問，最后學生在和傳統教學法相同的考題上答題。

1.4 觀察指標

①兩組教學滿意度對比：教學結束后，將自制教學滿意度調查問卷當場交給神經外科臨床學生填寫，共20 個問題，總分100 分。＞80 分為非常滿意，60～80 分為基本滿意，＜60 分為不滿意，問卷采用匿名方式填寫，20 min 后收取問卷。②兩組理論知識對比：理論知識考核在教學結束后，對照組和干預組同時考核，包括脊髓腫瘤手術適應證、禁忌證、相關解剖知識、圍術期管理以及并發癥5 個維度進行考核，每個維度得分20 分，總分100 分。③兩組教學效果對比；以學生學習前后表現、理論考核等為依據，病例討論選取脊髓腫瘤進行分組討論，由帶教老師給出教學效果評價，包括專業知識、專業技能、臨床思維、臨床溝通以及學習興趣的提升情況，進行評價。

1.5 統計方法

采用SPSS 20.0 統計學軟件處理數據，符合正態分布的計量資料用（）表示，組間差異比較采用t 檢驗；計數資料用[n(%)]表示，組間差異比較采用χ2檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組學生教學滿意度對比

與對照組（70.00%）比較，干預組教學滿意度（93.33%）較高，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組學生教學滿意度比較[n(%)]

2.2 兩組學生理論知識對比

與對照組比較，干預組脊髓腫瘤手術適應證、禁忌證、相關解剖知識、圍術期管理以及并發癥理論專業知識成績均更高，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組醫學生理論知識對比[（），分]

表2 兩組醫學生理論知識對比[（），分]

2.3 兩組學生教學效果對比

與對照組比較，干預組專業知識、專業技能、臨床思維、臨床溝通以及學習興趣提升比例均更高，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組學生教學效果對比[n(%)]

3 討論

神經外科專業性強，對神經解剖要求較高，因而神經外科學生的學習曲線相比其他學科更長，神經外科專科化培訓時間需要4 年，是所有醫學專業專科化培訓時間最長的。同時神經解剖又是神經外科臨床教學中的薄弱環節，學生需要大量時間去閱讀書籍和觀摩手術才能逐步掌握，而這些知識獲取方式不夠直觀和立體，無法直接在手術實踐中應用。本研究將3D4K 外視鏡引入神經外科臨床專業醫師的神經外科專科化培訓中，提供了直觀立體的神經解剖圖像，改善了學生的教學滿意度，提高了理論專業知識成績分數，提升了專業知識、專業技能、臨床思維、臨床溝通以及學習興趣，有望縮短神經外科專業學生培訓時間。

3.1 3D4K 外視鏡在神經外科教學中的優勢

神經外科高度抽象化和概念化，解剖結構復雜，重要部位眾多，傳統通過解剖書籍和圖譜的授課方式無法滿足神經外科專科化培訓要求。學生如果想要完全掌握神經外科解剖知識，需要立體直觀地觀察神經結構，才能更好、更快地進入外科醫生的角色，而4K 高清視頻輔助的3D 外視鏡是實現立體直觀的最好教學工具。3D4K 外視鏡相比于傳統的內鏡和顯微鏡，具有深景深、寬視野、長焦距、重量輕、分辨率高、3D 視野以及內外視鏡可自由切換，在為術者提供寬闊的手術空間、舒服的手術姿勢以及立體感強的手術視野同時，也為學生提供了身臨其境的學習體驗，并激發學生的濃厚探索興趣[3]。術者、助手以及學生在同一視野下操作，可縮短神經外科醫生的訓練時間，提高對于神經解剖的領悟。相關學者提出外視鏡相比顯微鏡可以減少和患者的接觸，對于患有傳染性疾病的患者，外視鏡更適合用于這些患者的顯微手術[4]。

3.2 3D4K 外視鏡為神經外科教學提供了技術革新

雖然外視鏡作為近十年剛剛出現的新設備，尤其是3D4K 外視鏡更是剛剛出現，只有少量文獻報道其在臨床教學中的應用，比如廖正步[5]提出外視鏡能使傳統被動抽象的教學變得直觀形象，提高了神經外科手術的可視性和趣味性。但與外視鏡顯像技術接近的神經內鏡在臨床教學中的應用被廣泛報道，如蔡強等[6]提出神經內鏡提供實時、活體、多角度和零距離觀察神經解剖結構，大大方便了神經外科教學。杜成華[7]抽取84 例神經外科臨床專業學生進行對比，發現神經內鏡可提高學生的理論水平以及實踐操作能力。Ariffin MHM 等[8]認為外視鏡學習曲線短，而且視野清晰，有助于住院醫師和實習醫師對于神經外科手術的掌握。另外Kijima N 等[9]提出外視鏡可以使以前因為術者姿勢不舒服而難以操作的手術變容易，并且幫助了解以前難以了解的解剖結構。Roethe AL 等[10]通過前瞻性隨機對照試驗得出：高清4K外視鏡組比傳統顯微鏡組的手術全切率明顯提高（P＜0.05），并且使助手和術者的配合更加密切，且使學生能更好地看清神經解剖結構[11]。這些研究也證實外視鏡為神經外科教學提供了技術革新，通過全新的方式讓神經外科變得更立體、更直觀、更高清，讓神經解剖變得不再抽象難懂，為醫生提供了全新的學習體驗。

3.3 3D4K 外視鏡提高神經外科臨床專業學生的學習興趣和信心

醫學生的手術學習應該不僅僅停留在傳統媒體教學上，而是注重通過3D 顯示等可視化的方式使學生深入學習教學內容[12]。陳偉等[13]選取22 名進修醫師，干預組采用可視化內鏡顱底解剖訓練，對照組采用常規內鏡顱底解剖訓練，結果顯示可視化顯著提高關鍵解剖結構的認識和手術計劃能力。凌國源等[14]選取96 名本科生，干預組采用PBL 聯合可視化教學模式，對照組采用傳統教學模式，結果顯示可視化教學提高醫師學習的積極性，有助于提高臨床工作能力，這些結果與本文一致。究其原因，3D 外視鏡一方面提供醫學生一個直觀的手術感受，能夠形成一個立體的解剖知識體系，另一方面提高學生對解剖學生的興趣和信心，促使在日后自己手術時能夠做到心中有數[15]。此外，學生通過3D4K 外視鏡獲得的手術圖像清晰度遠超別的手術設備和書籍，能夠給學生一個難忘的視覺印象，并且外視鏡作為最先進的手術設備，提前熟悉有助于了解未來外科的發展趨勢[16]。

神經外科學生不能僅掌握理論知識，需要直觀看到顱內及脊髓附近神經血管的實體位置，并且在真正參與手術前熟悉手術過程，反復觀摩手術的具體操作[17]。而3D4K 外視鏡能夠很好地提供學生一個和主刀醫生相同的視野，理解術中遇到的重要解剖結構及標志性結構，幫助學生跨過空間的局限，并且術中帶教老師和學生能夠隨時互動，更好地實現知行合一，更好地理解神經外科手術的操作過程。隨著外視鏡技術的不斷發展，在外科規培生、神經外科專培醫師和進修醫師的教學中不斷發揮更多作用，成為神經外科教學中不可或缺的重要工具。