虛擬仿真宮腔鏡在婦科住院醫師規范化培訓中的應用價值

柳 鑫 郭銀樹

由于宮腔鏡手術技能培訓需要特定的宮腔鏡器械、技能和手術環境,因此,住院醫師規范化培訓在宮腔鏡技能方面的教育和培訓面臨著諸多挑戰。宮腔鏡手術雖然相對安全,但患者的病情多樣化、多變性決定了宮腔鏡手術仍有可能發生嚴重并發癥,例如與手術技能相關的子宮穿孔,因手術時間過長導致患者吸收過多液體從而引起經尿道前列腺電切術(trans urethral resection prostate,TURP)綜合征等,進而危及患者的生命[1,2]。現代臨床醫療工作中的倫理要求影響了傳統的通過真實患者學習的學徒模式,虛擬宮腔鏡技能培訓的出現可以解決上述矛盾,幫助住院醫師規范化培訓學生完成從醫學生到臨床醫生的轉變[3,4]。本研究通過介紹虛擬仿真宮腔鏡對住院醫師規范化培訓學生提高宮腔鏡臨床理論知識和技能學習的有效性,來探討其在婦科住院醫師規范化培訓中存在的潛在應用價值[5]。

一、虛擬仿真宮腔鏡培訓內容

虛擬仿真宮腔鏡模擬培訓一般通過開展婦科技能學習班為媒介,在實驗設置場景中以介紹性講座及模擬演示方式進行培訓,同時為特定的臨床手術技能培訓任務建模。隨后進行宮腔鏡檢查模擬訓練及特定疾病的手術操作模擬訓練。模擬訓練的技能包括:鏡頭導航、定位、定向活檢和切除病灶、模擬子宮穿孔和并發癥等。通過培訓除了可以獲得宮腔鏡手術技能提升外,還能夠掌握關于宮腔鏡儀器組裝的理論及實踐知識,從而增加住院醫師規范化培訓學生勝任宮腔鏡手術操作技能的信心[6～8]。

二、虛擬仿真宮腔鏡模型種類

已經報道的幾種類型的宮腔鏡模擬模型中只有1個模型報告了用激光對活體動物模型(一只新西蘭白兔的陰道)的模擬。其他模型涉及被切除的動物器官:牛的子宮和膀胱、豬心臟(可用于導航和電切技能訓練)、豬膀胱(尿道有子宮頸樣褶皺,表現為括約肌,膀胱壁可擴張,輸尿管孔模擬輸卵管口,尿路上皮可以作為模擬子宮內膜切除的模型),上述動物器官均適合用模擬宮腔鏡手術高級技能訓練,例如模擬子宮內膜切除和子宮中隔切除。也有在植物果肉和種子上使用微剪刀和抓鉗進行電外科切除培訓的報道[6]。

由乳膠或其他合成材料制作的子宮模型,可用于宮腔鏡模擬切除等技能訓練。有研究顯示,接受培訓的學生認為這種模擬培訓在宮腔鏡手術理論和實踐感知整合方面均有顯著效果。由歐洲婦科外科學會開發的一種簡化的合成模型,已被用于訓練虛擬宮腔鏡手術技能培訓和測試宮腔鏡技能培訓的效果[6]。

目前,最先進的宮腔鏡模型是虛擬現實模擬器,名為HystSim的模擬系統,在培訓能力和實用性方面均獲得了專家的認同。另一名為EssureSim模擬系統的擴展模塊,經過權威認證,在仿真效果、訓練技術能力方面得到了專家的高度認同。

隨著時代的發展,使用三維虛擬現實模擬器進行外科訓練已成為醫學教育中一個重要的常規模式。近年來研究指出,基于宮腔鏡手術操作中跳躍的簡單性和低成本的特點,它是控制虛擬手術儀器的一個令人興奮的界面。之前評估3D跳躍運動模擬器,對于提高外科手術技能應用的研究只評估了整個手的運動效果,而沒有考慮在操作手術器械過程中單個手指的運動對模擬手術操作的效果。另有一項研究使用3D打印宮腔鏡模型用于模擬宮腔鏡檢查及手術,使用跳躍運動捕捉手和手指運動的效果來評價3D虛擬宮腔鏡對技能的培訓功能。研究者創建了一個虛擬的模擬子宮環境,其中包含宮腔鏡,宮腔鏡操作可以由被培訓者在3D打印模型宮腔鏡上驅動的手和手指的運動來控制。模型宮腔鏡被放置在一個樞軸上,允許捕捉以下基本運動的虛擬效果:向左/向右、向上/向下、向前/向后和虛擬切除環的擠壓/收縮(它依賴于虛擬切除鏡的末端)。結果表明,虛擬仿真系統高效地模擬了宮腔鏡左右平面和上下運動的弧形路徑。此外,向前/向后的軌跡是一條直線;當增加其與跳躍動作的交互框的距離時,夾縮手勢會降低其精度。與之前的研究比較,使用3D跳躍運動手柄評估手術技能,可以增加虛擬現實的真實感受與虛擬手術技能產生的虛擬效果,結果令人滿意[13]。

三、評價虛擬宮腔鏡培訓效能的評估量表

1.技術客觀結構化評估量表:目前報道中,一種評估醫師技能的量表--技術客觀結構化評估量表(objective structured assessment of technical skills,OSATS,表1),正在廣泛用于評估接受虛擬宮腔鏡培訓的初級醫生。在OSATS中,評估專家使用此表中量化標準,來評價學習者的學習效果[14]。

表1 宮腔鏡技能評估表

2.全球評分量表:宮腔鏡技能評估也可以通過全球評分量表(表2)來評估。該模擬器可以直接測量變量,如性能時間(完成任務的時間)、路徑長度(即在手術過程中宮腔鏡所遵循的路徑長度),或宮腔鏡與子宮壁的接觸次數。其他變量可以通過結合直接指標來計算。例如,一個“患者舒適度”指標,可以結合有關創傷和腔內壓力的數據來體現。每次培訓課程結束后均可給評估者提供被培訓者評估報告[14]。

表2 全球評分量表

3.婦科內鏡手術培訓與考核體系:目前婦科內鏡手術培訓與考核體系是來源于歐洲內鏡學會開發的,已在歐洲獲得認可及在內鏡培訓考核中用來評價學院的培訓效果,具體內容包括腹腔鏡模塊及宮腔鏡模塊,通過不同項目模塊的專業練習進而得到手眼協調技能及各項宮腔鏡手術操作技能的培訓[4]。

有研究通過多次重復或延遲學習來評估學習曲線和知識/技能的保留情況。如某研究結果顯示,初學者的表現在5次重復后有所改善,在中斷2周后僅略有下降,并在隨訪期間繼續改善。當接觸到9次重復的導航練習時,初學者達到了專家的水平[13]。

Rackow等[14]觀察到19名經過模擬練習的初級住院醫師在儀器組裝和息肉切除術方面明顯優于18名未經訓練的高級住院醫師。Bajka等[14]研究發現,在24名初學者和12名進行虛擬現實練習的專家總體得分和可視化得分相似。專家在人體工程學方面,在測量內窺鏡與子宮壁的接觸時間時,得分更高,而新手的安全性得分更高。研究者認為,專家可能會忽視鍛煉規則,或因缺乏模擬實踐反饋所誤導。

四、討 論

本研究系統介紹了虛擬仿真宮腔鏡模擬訓練和評估可行的幾種模型。培訓的共同點是在初步的演示之后在不同的評估者監督下進行模擬實踐評估。評估通常是基于專家觀察者或虛擬現實機設定的分數。物理模型如蔬菜、動物或合成模型提供更真實的觸覺反饋,而虛擬模型優勢在于可以提供重復訓練和重復自動評估。在宮腔鏡模擬培訓后,被培訓者宮腔鏡臨床理論知識和技術技能有望得到提高,也觀察到被培訓者對手術的自信和舒適度的改善。增加練習的次數會提高評估分值,會促進初學者進行重復訓練。

虛擬宮腔鏡技術評價可以通過OSATS表格或機器記錄的指標來進行,虛擬系統會產生自動評分,提高模擬宮腔鏡專業知識評估的有效性。從教學的角度來看,通過分析學習過程及其理論基礎,可以對模擬如何促進學習有更深入的理解。虛擬宮腔鏡在我國住院醫師規范化培訓中尚處于摸索積累經驗階段,完善的宮腔鏡技能培訓評分體系對提高住院醫師技能具有重要意義[9,10]。虛擬宮腔鏡技術培訓不足之處是不能對技術外的技能同時進行培訓,如文獻查詢、對患者管理能力、組織能力、交流能力、醫護配合能力等[11,12]。

綜上所述,宮腔鏡模擬對初學者的技術技能培訓的結果是令人鼓舞的。此外,非技術領域,如溝通能力、團隊合作能力、領導力、自主學習和專業精神,是住院醫師能力的構成不可忽視的部分,在未來的婦科住院醫師規范化培訓中,把虛擬宮腔鏡培訓與以病例為導向(case-based learning,CBL)的教學模式相結合,增加非技術層面的考評指標,形成新的評估體系,使臨床思維訓練與手術技能培訓以及人文關懷和社交能力相結合,從多圍角度綜合培養初級醫師的能力是未來住院醫師的發展方向[15～17]。以模擬3D宮腔鏡手術培訓結合CBL教學法的聯合方式對婦科規范化培訓學生開展臨床教學,兩者聯合實施將有助于提高教學水平,培養規培住院醫師自主學習及綜合學習的能力,提高婦科專科規培住院醫師的臨床思維及宮腔鏡手術操作勝任力,為臨床提供優秀的后備力量。