關(guān)于虛擬及模擬技術(shù)在基層泌尿外科醫(yī)師腔鏡外科技能培訓(xùn)中的一些體會(huì)

張 川,祝青國(guó),胡興平,金承洛

(1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150086,2.成都市第五人民院,四川 成都 611330)

泌尿外科手術(shù)發(fā)展至今,從開放手術(shù)到腔鏡手術(shù),基于腔鏡手術(shù)發(fā)展機(jī)器人手術(shù),泌尿外科作為腔鏡外科發(fā)展最全面,最迅速的一個(gè)學(xué)科,如何培養(yǎng)本學(xué)科基層進(jìn)修醫(yī)師腔鏡外科技能關(guān)乎未來泌尿外科基層醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展及人才的培養(yǎng)。為此通過總結(jié),筆者通過教與學(xué)兩個(gè)角度,淺析關(guān)于腔鏡虛擬及模擬訓(xùn)練在泌尿外科基層進(jìn)修醫(yī)師腔鏡外科技能培養(yǎng)中的一些體會(huì):

一、資 料

資料2010年5月至2011年5月我院參加泌尿外科腔鏡技術(shù)培訓(xùn)的基層醫(yī)師共62名。根據(jù)已建立的模擬操作考核標(biāo)準(zhǔn),分別于培訓(xùn)前后對(duì)培訓(xùn)者進(jìn)行考核,考核內(nèi)容主要包括腹腔鏡模擬器及虛擬腹腔鏡下的縫合、打結(jié)、切割、分離操作及其操作時(shí)間、準(zhǔn)確度及動(dòng)物手術(shù)評(píng)價(jià)。滿分50分。

二、虛擬及模擬設(shè)備訓(xùn)練結(jié)果

(一)模擬設(shè)備訓(xùn)練。

目前有多種用于腔鏡訓(xùn)練的模擬器。這種模擬器模擬了腔鏡下手眼分離的操作,操作者可邊看監(jiān)視器,邊在箱外使用器械完成箱內(nèi)的操作,鍛煉其腔鏡下空間感、方向感及手眼的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),是初學(xué)者較好的一個(gè)訓(xùn)練工具,經(jīng)過上述的訓(xùn)練課程后,促進(jìn)初學(xué)者熟悉了解腔鏡下的常用手術(shù)器械及操作技巧。同時(shí)通過模擬訓(xùn)練掌握腔鏡器械的正確認(rèn)識(shí)和使用,為規(guī)范化的虛擬設(shè)備訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)[1]。

(二)虛擬設(shè)備訓(xùn)練。

通過腹腔鏡手術(shù)的虛擬仿真研究,以外科仿真模擬系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)于腔鏡外科醫(yī)生的培訓(xùn)。腔鏡虛擬現(xiàn)實(shí)模擬出的環(huán)境和操作較普通的機(jī)械視頻訓(xùn)練箱相比更為接近真實(shí)情況。較理想的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練可完全實(shí)時(shí)模擬如組織器官的彈性變型、回縮、出血以及術(shù)者可以感受到使用器械的觸覺感及力反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備還可以完全模擬整個(gè)手術(shù)操作者的手術(shù)過程,就如在真實(shí)人體上手術(shù)的感受一致。在本組數(shù)據(jù)當(dāng)中可以清晰的發(fā)現(xiàn),虛擬技術(shù)結(jié)合模擬訓(xùn)練后,在動(dòng)物手術(shù)考核中,分?jǐn)?shù)較高,學(xué)員對(duì)于腔鏡僅能掌握程度較高(見附表)。

附表 培訓(xùn)前后學(xué)員技術(shù)掌握情況比較(±s)分

附表 培訓(xùn)前后學(xué)員技術(shù)掌握情況比較(±s)分

＊P<0.05模擬器組VS模擬器結(jié)合虛擬組

分組人數(shù)(人)培訓(xùn)前(分)培訓(xùn)后10天(分)培訓(xùn)后10天(動(dòng)物手術(shù))(分)模擬器3124.6±3.040.6±4.238.4±3.7模擬器及虛擬3126.1±2.746.8±3.2＊44.1±2.6＊

(三)虛擬及模擬設(shè)備訓(xùn)練優(yōu)勢(shì)。

從虛擬設(shè)備視頻中,基層進(jìn)修醫(yī)師可以進(jìn)一步加深泌尿系解剖和周圍組織器官解剖,了解腔鏡外科手術(shù)的入路、分離、牽拉、暴露、結(jié)扎、縫合等基本操作。通過整個(gè)虛擬手術(shù)過程讓基層進(jìn)修醫(yī)師更加形象、生動(dòng)地學(xué)習(xí)腔鏡泌尿外科常見問題的處理以及何時(shí)終止手術(shù),或者腔鏡手術(shù)中轉(zhuǎn)開放等。通過虛擬設(shè)備逐步讓基層進(jìn)修醫(yī)師加深理論同實(shí)際聯(lián)系,形成從視頻二維圖像形成三維感覺,形象地掌握解剖層次和手術(shù)步驟[2-3]。利用虛擬技術(shù)虛擬出治療過程中出現(xiàn)的問題及對(duì)策醫(yī)學(xué)場(chǎng)景:(1)針對(duì)不同的手術(shù)方案把每一種手術(shù)過程中容易出現(xiàn)的問題及相應(yīng)的對(duì)策都虛擬出來,如血管縫合,輸尿管縫合等;(2)進(jìn)行個(gè)性化手術(shù).和針對(duì)性訓(xùn)練,提高手術(shù)療效,彌補(bǔ)實(shí)物教學(xué)資源的不足。使得一些在教學(xué)中由于多方面的原因而無法開設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)可以順利進(jìn)行,并可以針對(duì)器官周圍粘連,出血修補(bǔ)等不易處理情況進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練;(3)同時(shí)利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),進(jìn)一步使學(xué)生可以做各種各樣的操作,獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會(huì),從而豐富感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解[4]。

三、動(dòng)物模擬手術(shù)

模擬器和仿真虛擬設(shè)備訓(xùn)練與人體仍然是存在差異的,初學(xué)者必需進(jìn)一步接受手術(shù)臺(tái)上的訓(xùn)練,在手術(shù)中進(jìn)一步學(xué)習(xí)和熟練腔鏡手術(shù)操作,掌握腔鏡手術(shù)操作。文獻(xiàn)報(bào)道國(guó)外腔鏡醫(yī)師重視模擬手術(shù)訓(xùn)練后實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物手術(shù)的訓(xùn)練,一般在整個(gè)訓(xùn)練過程中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的訓(xùn)練比例為總學(xué)時(shí)40%[5]。然而通過文獻(xiàn)報(bào)道分析,我國(guó)一般動(dòng)物實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)一般只占訓(xùn)練的5%-10%左右,主要原因在于動(dòng)物訓(xùn)練成本較高,動(dòng)物再利用率低。為此,我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)臨床技能實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和投入,吸取劉雙林等[6]經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)動(dòng)物模型的建立方法。讓基層進(jìn)修醫(yī)師在真實(shí)的手術(shù)環(huán)境下充分體會(huì)不同角色的作用和不同角色之間的銜接和配合,從中學(xué)習(xí)指導(dǎo)醫(yī)生的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處,且注意自己的薄弱點(diǎn)和不足,以便進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練[7]。

四、討 論

虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)是用于創(chuàng)建一個(gè)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是一種新的人機(jī)界面.可在計(jì)算機(jī)里構(gòu)建出一個(gè)形象逼真的模型。從而生成一種具有三維世界效果的模擬環(huán)境。同時(shí)利用各種傳感設(shè)備使用戶融人該環(huán)境,實(shí)現(xiàn)用戶與環(huán)境的直接交互.并產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)世界同樣的反饋信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感與測(cè)量技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、仿真技術(shù)等高技術(shù)于一體的實(shí)用化技術(shù)。該技術(shù)具有沉浸性(immersion)、交互性(interaction)、構(gòu)想性(imagination)等特點(diǎn)[8]。加強(qiáng)訓(xùn)練、提高技能是掌握腔鏡手術(shù)基本技術(shù)的關(guān)鍵,是拓展腔鏡手術(shù)范圍的基礎(chǔ),腔鏡手術(shù)除需要傳統(tǒng)的外科技術(shù)外,尚需具備特殊的操作技能。腔鏡外科手術(shù)是在二維平面上遠(yuǎn)距離操作,使用的是較長(zhǎng)的、專業(yè)性較強(qiáng)的特殊器械,缺乏直接敏感的手指觸覺,是通過器械接觸來處理器官和組織,要求手眼協(xié)調(diào)配合、定位準(zhǔn)確。正是由于這些特點(diǎn),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及模擬器械操作避免真實(shí)情境所帶來的各種危險(xiǎn),并可模擬一些罕見的、兇險(xiǎn)的、必須進(jìn)行迅速和正確救治的病例,反復(fù)進(jìn)行相關(guān)臨床技能的訓(xùn)練[9]。

應(yīng)用醫(yī)學(xué)模擬系統(tǒng)可進(jìn)行一些新技術(shù)操作或者某些舊技術(shù)在新領(lǐng)域應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化訓(xùn)練。此次研究結(jié)果顯示應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同動(dòng)物模擬訓(xùn)練相結(jié)合,更加有利于有的放矢的訓(xùn)練,提高學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量,縮短培訓(xùn)的時(shí)間。同樣的病例和場(chǎng)景可被重復(fù)使用,針對(duì)個(gè)人操作和處置中的問題,可個(gè)性化的模擬出不同的情況,在不危害病人的前提下進(jìn)行相應(yīng)的處理和針對(duì)的訓(xùn)練,以專項(xiàng)技能的強(qiáng)化訓(xùn)練,掌握操作要領(lǐng),提高熟練程度,同時(shí)基于虛擬環(huán)境與真實(shí)實(shí)踐相比較,更加有利于帶教老師更加直觀的發(fā)現(xiàn)基層進(jìn)修醫(yī)師在學(xué)習(xí)過程的誤區(qū)、盲區(qū)、不足,便于進(jìn)行針對(duì)性的教育,做到真正意義的因材施教,和教學(xué)相長(zhǎng)。因此,針對(duì)基層進(jìn)修醫(yī)師群體的虛擬技術(shù)在腔鏡外科規(guī)范化和科學(xué)化的培訓(xùn)體系中,有利于一支素質(zhì)高,業(yè)務(wù)強(qiáng)的專業(yè)化、規(guī)范化的泌尿外科腔鏡隊(duì)伍建設(shè)。

[1]鐘先榮,李金明.淺談腹腔鏡醫(yī)學(xué)生入門[J].中國(guó)普通外科進(jìn)展,2007(5):427-429.

[2]方馳華,吳東波,鮑蘇蘇,等.腹腔鏡手術(shù)的虛擬仿真研究[J].中國(guó)內(nèi)鏡雜志.2009(15):337-341.

[3]黃 志,陳 瓊,程 敏.利用現(xiàn)代教育技術(shù)促進(jìn)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育的飛速發(fā)展[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù),2004(18):152-155.

[4]王 利,姜 紅,張兆臣.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在手術(shù)方面的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2008(2):23-26.

[5]Poulakis V,Witzsch U,De Vries R,et a1.Intensive laparoscopic training:the impact of a simplified pelvic-trainer model for the urethrovesical anastomosis on the 1earning curve[J].World J Urol,2006(11):804-807.

[6]劉雙林,馬 鑫,艾 星,等.泌尿外科腹腔鏡技能培訓(xùn)模式的初步探索[J].中華泌尿外科雜志,2008(29):605-607.

[7]王永剛,趙繼宗.參考美國(guó)住院醫(yī)生培訓(xùn)制度改進(jìn)我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)基層進(jìn)修醫(yī)師的培養(yǎng)[J].繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育,2011(25):54-56.

[8]張大新.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)在醫(yī)學(xué)教育和實(shí)驗(yàn)中的廣泛應(yīng)用及意義[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2008(30):211.

[9]董愛榮,李小華.虛擬技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2009(3):90-92.