手術(shù)模擬器和手術(shù)訓(xùn)練在獸醫(yī)腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用

葛延松 魯文賡 王 崢 宋 軍 呂紅明 鄭家三

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

腹腔鏡手術(shù)是最常用的微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)之一，傳統(tǒng)手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)之間存在技術(shù)差異，腹腔鏡手術(shù)技能的學(xué)習(xí)曲線更長、更復(fù)雜，必須通過使用模擬器和訓(xùn)練模型來逐步完成手術(shù)的訓(xùn)練，臨床訓(xùn)練中最常使用的人類手術(shù)模擬器和訓(xùn)練任務(wù)不能完美地模擬動物腹腔的解剖結(jié)構(gòu)以及手術(shù)進(jìn)程[1]。為此，需要開發(fā)適用于獸醫(yī)腹腔鏡手術(shù)的模擬器和針對性更強的手術(shù)訓(xùn)練計劃，以提高腹腔鏡手術(shù)技能訓(xùn)練的效率。

1 獸醫(yī)腹腔鏡手術(shù)的訓(xùn)練任務(wù)

腹腔鏡手術(shù)的培訓(xùn)項目是為受訓(xùn)者設(shè)計的，目的是培養(yǎng)練習(xí)微創(chuàng)手術(shù)所需的基本技能和高級技能。基礎(chǔ)和高級技能培訓(xùn)項目按難度遞增的順序組織練習(xí)，重點是練習(xí)手術(shù)的技術(shù)細(xì)節(jié)。培訓(xùn)中心和醫(yī)院為使用模擬器的高級培訓(xùn)項目制定了考核規(guī)則，保證受訓(xùn)人員的手術(shù)技能可以成功地從模擬器轉(zhuǎn)移到臨床手術(shù)實踐中。

獸醫(yī)腹腔鏡手術(shù)常使用模擬器進(jìn)行動作技能的訓(xùn)練，最常用的訓(xùn)練策略是連續(xù)重復(fù)所需任務(wù)的動作訓(xùn)練，直到按照預(yù)期目標(biāo)完成，即“成形”策略。任務(wù)通常被配置為簡單、中等和困難，難度逐步、平穩(wěn)、相對容易地增加。腹腔鏡手術(shù)基礎(chǔ)（Fundamentals of Laparoscopic Surgery，F(xiàn)LS）是由美國外科醫(yī)生學(xué)會和美國胃腸道和內(nèi)窺鏡外科醫(yī)生學(xué)會開發(fā)的認(rèn)證項目，用于評估腹腔鏡手術(shù)的培訓(xùn)效果。FLS 是用于培訓(xùn)醫(yī)生和獸醫(yī)的有效模擬訓(xùn)練項目之一，是獲得外科住院醫(yī)師認(rèn)證的先決條件，也適用于外科研究員和執(zhí)業(yè)外科醫(yī)生[2]。目前，獸醫(yī)領(lǐng)域的腹腔鏡模擬訓(xùn)練項目“獸醫(yī)腹腔鏡技能評估（Veterinary Assessment of Laparoscopic Skills，VALS）”是由FLS使用的Inanimate McGill 腹腔鏡技能訓(xùn)練和評估系統(tǒng)構(gòu)成。VALS 訓(xùn)練計劃包含釘板轉(zhuǎn)移、圖案切割、結(jié)扎環(huán)放置、體外和體內(nèi)縫合等任務(wù)，被列為第一個為獸醫(yī)使用而開發(fā)的培訓(xùn)和評估計劃[3]。

另一種培訓(xùn)策略是在最初的任務(wù)中給受訓(xùn)者提供詳細(xì)線索和指導(dǎo)，但隨著難度的增加，線索和指導(dǎo)的數(shù)量逐漸減少，直到受訓(xùn)者不需要幫助就能完成任務(wù)，稱為“消退”策略。這種類型的策略被虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）模擬器所使用，因為它有定義明確的任務(wù)，以及集成在軟件中的指示和評論，允許以自動化的方式添加或刪除訓(xùn)練過程中的引導(dǎo)信息[4]。

具體實踐中，受訓(xùn)者按照一定步驟進(jìn)行練習(xí)完成基于任務(wù)的模擬培訓(xùn)，這種策略被稱為“漸進(jìn)式累積經(jīng)驗”，這對安排培訓(xùn)計劃至關(guān)重要。通過這種學(xué)習(xí)策略，將一個復(fù)雜的程序分為基本或簡單的培訓(xùn)單元，并可以在必要時重復(fù)和中斷一項任務(wù)。新手在進(jìn)入臨床執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)之前，必須掌握各個獨立訓(xùn)練單元的技能，減少一次性完成復(fù)雜任務(wù)的心理壓力。每個受訓(xùn)者練習(xí)特定的任務(wù)，不斷進(jìn)行重復(fù)訓(xùn)練，并根據(jù)反饋信息找到不足之處，直到達(dá)到預(yù)期的訓(xùn)練效果，然后在重復(fù)第一個任務(wù)的同時增加一個新的任務(wù)，加強和鞏固培訓(xùn)期間獲得的動作技能[5]。另一個與“漸進(jìn)式累積經(jīng)驗”非常相似的培訓(xùn)被稱為“反向推理”策略，是從任務(wù)的結(jié)尾開始，分成不連續(xù)的動作技能訓(xùn)練單元，每完成一個動作訓(xùn)練后就增加一個新的步驟，通常在受訓(xùn)者面臨困難和對訓(xùn)練喪失自信時采用這種方法[4]。

2 獸醫(yī)腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練的時間分配

在基于理論和學(xué)習(xí)策略制定培訓(xùn)計劃后，訓(xùn)練的時間分配是形成訓(xùn)練計劃的另一個關(guān)鍵點，即受訓(xùn)者練習(xí)獲得簡單運動技能所需的任務(wù)頻率。訓(xùn)練的時間分配是影響技能掌握的重要變量，訓(xùn)練任務(wù)的時間間隔可以分為長時間練習(xí)或多次短時間練習(xí)。盡管新的技能通常是在1～2 d 的密集課程中教授的，有時會導(dǎo)致受訓(xùn)者在短期課程后認(rèn)為自己已經(jīng)接受過培訓(xùn)，導(dǎo)致隨后的實踐訓(xùn)練效果較差。間隔練習(xí)更有利于動作技能的學(xué)習(xí)，這可能是因為受訓(xùn)者需要更長的時間來完成技能的認(rèn)知鞏固。在學(xué)習(xí)動作技能的初期，受訓(xùn)者的精神需求很高，精神和身體疲勞會干擾技能訓(xùn)練。因此，建議最多練習(xí)1.5 h，然后在兩次練習(xí)之間穿插休息進(jìn)行鞏固學(xué)習(xí)，每天最多進(jìn)行兩次練習(xí)。也有人建議每天進(jìn)行1～2 h的分散練習(xí)，持續(xù)數(shù)周至數(shù)月。在長時間練習(xí)的情況下，有報告稱每天在短間隔內(nèi)的訓(xùn)練時間超過1～2 h，這種時間分配可能會導(dǎo)致高估手術(shù)技能的訓(xùn)練效果，因為每次訓(xùn)練前的記憶沒有被激活，影響動作技能的長期保持效果。因此，建議為腹腔鏡手術(shù)技能培訓(xùn)開發(fā)的課程涉及分布式的間隔訓(xùn)練。

3 腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練的模擬器類型

腹腔鏡手術(shù)的模擬器可以進(jìn)行基本技能和高級技能的訓(xùn)練，準(zhǔn)確地再現(xiàn)腹腔鏡手術(shù)的活動，通過模擬器進(jìn)行的手術(shù)訓(xùn)練與傳統(tǒng)開放手術(shù)存在一些差異，包括以下幾點：一是將三維的手術(shù)空間轉(zhuǎn)化為二維的視頻圖像，影響深度的感知。二是外科醫(yī)生的手與屏幕上的器械移動的方向相反。三是需要通過套管引起的支點效應(yīng)進(jìn)行操作。四是腹腔鏡手術(shù)缺乏觸覺反應(yīng)，因為它需要長的手術(shù)器械，使外科醫(yī)生的手與解剖結(jié)構(gòu)分開。五是由于外科醫(yī)生雙手的直接互動較少，往往會忽視他們的非優(yōu)勢手。這些問題會降低腹腔鏡手術(shù)的效率，導(dǎo)致外科醫(yī)生在沒有受過良好訓(xùn)練的情況下進(jìn)行手術(shù)，存在較高的風(fēng)險[6]。獸醫(yī)腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練最常使用的是無生命模型，包括腹腔鏡模擬箱或盒子模型、尸體模型和虛擬模擬器。

由于需要增強動作訓(xùn)練，腹腔鏡手術(shù)出現(xiàn)后不久就開發(fā)了用于腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練的模擬箱，常用來進(jìn)行轉(zhuǎn)移和縫合等練習(xí)，但模擬箱缺乏解剖學(xué)上的精確性，無法練習(xí)完整的手術(shù)，并具有較低的保真度。模擬箱的優(yōu)點是成本低、效率高、實施迅速、便于攜帶，以及訓(xùn)練基本腹腔鏡技能的可重復(fù)性。模擬箱的設(shè)計很簡單，包括錄像機、監(jiān)視器和一個有器械接入點的箱子。幾種人用的訓(xùn)練箱已經(jīng)被驗證并用于訓(xùn)練獸醫(yī)腹腔鏡手術(shù)，如Lap Tap Trainer和FLS訓(xùn)練箱等。有研究顯示，與傳統(tǒng)的高成本訓(xùn)練箱相比，使用低成本的模擬器或桌子進(jìn)行訓(xùn)練最終獲得的效果沒有差異[7]。VR和增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）模擬器在手術(shù)技能訓(xùn)練方面效率較好，它們能夠結(jié)合時間和動作等指標(biāo)進(jìn)行訓(xùn)練效果評估，及時反饋準(zhǔn)確性和錯誤率。VR和AR模擬器進(jìn)行腹腔鏡手術(shù)的基本技能訓(xùn)練，能夠大大提高醫(yī)師的手術(shù)技能，縮短培訓(xùn)周期[8-9]。AR 模擬器ProMIS 已經(jīng)應(yīng)用于獸醫(yī)臨床技能培訓(xùn)中，其中一些設(shè)備的使用已被報道，VR模擬器LapSim和Lap Mentor被作為腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)的補充而推廣，AR 模擬器比VR 模擬器更有助于手術(shù)技能的評估[10]。

目前，獸醫(yī)外科醫(yī)生用于基本和高級技能訓(xùn)練而設(shè)計和驗證的獸醫(yī)模擬器的模型很少，主要有梅奧內(nèi)窺鏡模擬圖像（Mayo Endoscopy Simulated Image，MESI）犬腹部模型及由西班牙卡塞雷斯的微創(chuàng)外科中心根據(jù)比格犬計算機斷層掃描圖像開發(fā)用于腹腔鏡培訓(xùn)的Simulvet 模型，兩種模擬器和培訓(xùn)項目在學(xué)習(xí)腹腔鏡基本技能方面具有明顯的效果。此外，華盛頓州立大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院驗證了一種用于站立馬匹腹腔鏡卵巢切除術(shù)的模擬器，是第一個用于馬匹腹腔鏡手術(shù)的特定模擬器[11]。

4 展望

為了在獸醫(yī)學(xué)中獲得先進(jìn)的腹腔鏡手術(shù)技術(shù)，有必要建立適用于獸醫(yī)手術(shù)的模擬器和針對性較強的培訓(xùn)課程，并通過更多的實踐評估訓(xùn)練效果，推動腹腔鏡手術(shù)技術(shù)在獸醫(yī)臨床中的應(yīng)用。