輸尿管鏡虛擬模擬器在輸尿管軟鏡訓(xùn)練中的作用

肖成林，吳文起，梁葉萍，歐莉莉，曾國(guó)華

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院微創(chuàng)外科中心泌尿外科廣東省泌尿外科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510230）

·醫(yī)學(xué)教育·

輸尿管鏡虛擬模擬器在輸尿管軟鏡訓(xùn)練中的作用

肖成林，吳文起，梁葉萍，歐莉莉，曾國(guó)華

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院微創(chuàng)外科中心泌尿外科廣東省泌尿外科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510230）

目的明確輸尿管鏡虛擬模擬器在輸尿管軟鏡訓(xùn)練中的作用，是否能縮短初學(xué)者掌握輸尿管軟鏡的學(xué)習(xí)曲線及幫助縮短操作者手術(shù)時(shí)間以及降低醫(yī)源性手術(shù)損傷。方法對(duì)本單位16名從未有輸尿管鏡實(shí)踐的碩士研究生用輸尿管虛擬模擬器測(cè)試模塊進(jìn)行評(píng)估，然后對(duì)其再進(jìn)行為期1個(gè)月的輸尿管模擬器訓(xùn)練，訓(xùn)練結(jié)束時(shí)進(jìn)行復(fù)評(píng)。同時(shí)選取符合入選標(biāo)準(zhǔn)的本單位進(jìn)修泌尿外科醫(yī)師16名，使用相同模塊進(jìn)行評(píng)估和復(fù)評(píng)，兩次間隔1個(gè)月，而進(jìn)修泌尿外科醫(yī)師不接受額外的模擬器練習(xí)。比較兩組初評(píng)及復(fù)評(píng)時(shí)完成模塊的時(shí)間、曝光時(shí)間、尿路上皮損傷情況、GRS評(píng)分。結(jié)果研究生完成測(cè)試模塊的時(shí)間從17.4 min縮短到8.7 min，曝光的時(shí)間從33.2 s縮短到14.3 s，平均尿路上皮損傷例數(shù)從0.6例減少到0.1例，每項(xiàng)GRS評(píng)分均有不同程度的提高(P<0.01)。研究生經(jīng)過(guò)1個(gè)月模擬器訓(xùn)練后完成測(cè)試模塊曝光時(shí)間的尿路上皮損傷例數(shù)均少于泌尿外科醫(yī)師，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，GRS評(píng)分方面除了動(dòng)作的熟練程度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），其他四個(gè)方面均差于泌尿外科醫(yī)師(P<0.01)。結(jié)論研究生在經(jīng)過(guò)輸尿管鏡虛擬模擬器培訓(xùn)后能夠提高完成任務(wù)的時(shí)間將近50%，減少曝光的時(shí)間，減少醫(yī)源性損傷。虛擬模擬器訓(xùn)練可以讓初學(xué)者縮短學(xué)習(xí)曲線。

虛擬模擬器；輸尿管鏡；技能培訓(xùn)

腔內(nèi)泌尿外科發(fā)展越來(lái)越快，解決了以往開(kāi)放手術(shù)解決不了的很多疾病，顯示了其巨大的優(yōu)勢(shì)。但由于其往往是單個(gè)人操作，助手不能有實(shí)際的體驗(yàn)，同開(kāi)放手術(shù)相比，具有不一樣的視野，這些都限制了初學(xué)者掌握腔內(nèi)泌尿外科技術(shù)。迄今為止，很少有在患者身上進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練的報(bào)道[1-2]。由于倫理以及成本的問(wèn)題，用動(dòng)物進(jìn)行外科訓(xùn)練也不能很好的推廣和應(yīng)用[3]，同樣由于高成本及來(lái)源的問(wèn)題，尸體訓(xùn)練也變得不現(xiàn)實(shí)。

由于科技的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器在基本技能訓(xùn)練方面提供了可行性，并顯示了其優(yōu)勢(shì)，最早應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，比如航空訓(xùn)練。近年來(lái)引入到了醫(yī)療領(lǐng)域，包括泌尿外科、胸外科、胃腸外科、心血管外科、麻醉學(xué)科，在國(guó)外報(bào)道較多[4-6]。由于這種虛擬模擬器基本都是在外國(guó)生產(chǎn)，費(fèi)用較高，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)大醫(yī)院及醫(yī)療中心才有。本中心利用長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)和資源，和一家公司共同研制了一套輸尿管鏡虛擬模擬器，可以用來(lái)進(jìn)行輸尿管硬鏡、軟鏡的訓(xùn)練、教學(xué)及評(píng)估。本研究通過(guò)該模擬器對(duì)研究生及具備了一定實(shí)踐基礎(chǔ)的泌尿外科?？漆t(yī)師進(jìn)行輸尿管軟鏡基本技術(shù)訓(xùn)練、評(píng)估從而明確該模擬器在輸尿管軟鏡中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料16名本中心外科專業(yè)研究生，除本科實(shí)習(xí)外均無(wú)臨床經(jīng)驗(yàn)，之前沒(méi)有任何腔內(nèi)泌尿外科實(shí)踐。年齡22～25歲，平均(24.1±6.9)歲，均為男性。16名在本中心進(jìn)修的男性泌尿外科專業(yè)醫(yī)師，從事泌尿外科專業(yè)工作3～5年，均具備有30～40例輸尿管鏡手術(shù)主刀經(jīng)歷。

1.2 輸尿管鏡虛擬模擬器包括主機(jī)、操作臺(tái)、監(jiān)視器等主要部件，可模擬輸尿管鏡插管、鏡檢、輸尿管結(jié)石碎石、輸尿管軟鏡下腎結(jié)石碎石等，可自行選定模塊進(jìn)行訓(xùn)練，每個(gè)模塊有評(píng)估功能，可對(duì)客觀方面進(jìn)行初步評(píng)分，包括操作計(jì)時(shí)、明顯腔道損傷點(diǎn)數(shù)、X線曝光的時(shí)間。模擬器還附帶有虛擬C臂機(jī)功能，進(jìn)行訓(xùn)練或者評(píng)估時(shí)可以通過(guò)踩控制腳踏在監(jiān)視器上顯示泌尿系結(jié)石、輸尿管、腎集合系統(tǒng)的形態(tài)及結(jié)構(gòu)，模擬出逆行造影的效果。

1.3 研究方法16名研究生在進(jìn)行模擬器的功能及使用說(shuō)明介紹后先上機(jī)進(jìn)行首次評(píng)估，評(píng)估采用腎下盞結(jié)石輸尿管軟鏡腎集合系統(tǒng)檢查模塊。其中腎盞結(jié)構(gòu)包括3個(gè)上盞、2個(gè)中盞、2個(gè)下盞。模擬器記錄操作完成的時(shí)間、曝光時(shí)間、嘗試插管的次數(shù)、尿路上皮損傷的情況。每個(gè)研究生均由經(jīng)驗(yàn)豐富的專家利用總體評(píng)分表(Global Rating Scale)進(jìn)行評(píng)分。首次評(píng)估完成后，該16名研究生在接下來(lái)的1個(gè)月中接受每天2 h的模擬器操作訓(xùn)練，其中包括輸尿管硬鏡插管、輸尿管軟鏡直接入鏡、輸尿管軟鏡腎集合系統(tǒng)檢查等操作。1個(gè)月后再次用上述模塊進(jìn)行評(píng)估。16名泌尿外科?？漆t(yī)師也使用上述方法進(jìn)行評(píng)估，但是在兩次評(píng)估期間的1個(gè)月內(nèi)不接受模擬器訓(xùn)練。其中每個(gè)受試者的GRS評(píng)分均由同一個(gè)專家進(jìn)行評(píng)分。

1.4 觀察指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法分別收集16名研究生及16名泌尿外科醫(yī)生前后兩次用模擬器進(jìn)行輸尿管軟鏡腎集合系統(tǒng)檢查的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)的指標(biāo)包括主觀和客觀兩方面，其中客觀方面包括測(cè)試完成時(shí)間、曝光時(shí)間、尿路上皮損傷情況，主觀方面使用GRS進(jìn)行評(píng)估，包括對(duì)組織的反應(yīng)、動(dòng)作的熟練程度、視野的穩(wěn)定程度、腎集合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的了解程度、手術(shù)過(guò)程總體印象等5個(gè)方面，其中每個(gè)方面從按照表現(xiàn)的好壞程度分別為1分、2分、3分、4分、5分(1分為最差，5分為最好)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，先對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，其中研究生前后兩次評(píng)估數(shù)據(jù)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，研究生組和泌尿外科醫(yī)生組數(shù)據(jù)采取兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)。以P< 0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究生通過(guò)虛擬模擬器訓(xùn)練前后兩次評(píng)估的比較研究生組完成評(píng)估模塊所需的時(shí)間從首次評(píng)估時(shí)的17.4 min提高到訓(xùn)練后的8.7 min(時(shí)間降低了將近50%，P<0.05)，曝光時(shí)間從33.2 s降低到了14.3 s，上皮損傷的例數(shù)從0.6降低到了0.1。實(shí)際上，在第二次評(píng)估時(shí)，16名研究生僅僅有一人出現(xiàn)了明顯的損傷。GRS評(píng)分情況顯示在第二次評(píng)估各項(xiàng)得分均要高于第一次，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。

表1 研究生通過(guò)虛擬模擬器訓(xùn)練前后兩次評(píng)估的比較(±s)

表1 研究生通過(guò)虛擬模擬器訓(xùn)練前后兩次評(píng)估的比較(±s)

2.2 第二次評(píng)估時(shí)研究生和泌尿外科醫(yī)生的比較泌尿外科醫(yī)生組完成評(píng)估模塊所需的時(shí)間從首次評(píng)估時(shí)的7.6 min提高到訓(xùn)練后的6.7 min(時(shí)間降低了將近12%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)，在第二次評(píng)估時(shí)醫(yī)生組僅僅比研究生組少用了2 min，然而所需的曝光時(shí)間及出現(xiàn)損傷的例數(shù)要多于研究生組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。GRS評(píng)分情況顯示在第二次評(píng)估時(shí)，動(dòng)作的熟練程度方面兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其余4項(xiàng)醫(yī)生組的得分高于研究生組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表2。

表2 第二次評(píng)估時(shí)研究生和泌尿外科醫(yī)生的比較(±s)

表2 第二次評(píng)估時(shí)研究生和泌尿外科醫(yī)生的比較(±s)

3 討論

虛擬仿真模擬器在腔鏡技術(shù)的培訓(xùn)、考核方面有很大優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用，其可行性好，可以讓受試者在無(wú)壓力、無(wú)需專人教導(dǎo)的情況下訓(xùn)練，可以反復(fù)多次使用，同時(shí)對(duì)練習(xí)的情況進(jìn)行反饋，實(shí)時(shí)糾正錯(cuò)誤，還可以利用計(jì)算機(jī)編程來(lái)模擬多個(gè)特定的手術(shù)。美國(guó)胃腸機(jī)腔道外科學(xué)會(huì)成功建立了腹腔鏡模擬器技能評(píng)估系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于全美外科住院醫(yī)師培訓(xùn)，美國(guó)外科醫(yī)生學(xué)院將模擬器的上手培訓(xùn)作為整體認(rèn)證系統(tǒng)的重要組成部分，美國(guó)研究生醫(yī)學(xué)教育堅(jiān)定委員會(huì)將模擬器上手培訓(xùn)作為住院醫(yī)師評(píng)估認(rèn)證項(xiàng)目之一[7-9]。

由于我國(guó)醫(yī)療水平、科技水平、經(jīng)濟(jì)水平都要落后于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，而且整體發(fā)展又不平衡，國(guó)內(nèi)泌尿外科內(nèi)鏡技術(shù)還沿襲了傳統(tǒng)的“學(xué)徒式”方式，在某些比較先進(jìn)的地區(qū)也有物理訓(xùn)練箱、動(dòng)物模型的培訓(xùn)方式，只有個(gè)別大的培訓(xùn)中心才配置了先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器[10-12]。輸尿管鏡術(shù)作為泌尿外科的基本技術(shù)有廣泛的應(yīng)用，尤其是輸尿管軟鏡術(shù)，但由于其成本高，易損害，技術(shù)要求高，目前國(guó)內(nèi)大部分醫(yī)院均此項(xiàng)技術(shù)為空白，為了幫助泌尿外科醫(yī)師以最低的成本掌握該技術(shù)，從而推廣輸尿管軟鏡在我國(guó)的普及，我們借鑒目前輸尿管硬鏡模擬器，研制出輸尿管軟鏡虛擬模擬器，其既能進(jìn)行輸尿管硬鏡的訓(xùn)練，也能進(jìn)行輸尿管軟鏡的培訓(xùn)，實(shí)用性強(qiáng)。

初學(xué)者使用虛擬模擬器培訓(xùn)可以縮短掌握輸尿管軟鏡術(shù)的學(xué)習(xí)曲線。本研究中，研究生經(jīng)過(guò)1個(gè)月的虛擬模擬器訓(xùn)練各項(xiàng)指標(biāo)得到大幅度提高，完成測(cè)試的時(shí)間、需要曝光的時(shí)間、尿路上皮損傷的例數(shù)均減少，GRS評(píng)分有較大提升；在第二次評(píng)估時(shí)，其表現(xiàn)接近于有一定實(shí)踐基礎(chǔ)的泌尿外科醫(yī)生，二者比較在動(dòng)作熟練程度方面沒(méi)有差異，其他方面的差異也在縮小，甚至在所需的曝光時(shí)間及出現(xiàn)尿路上皮損傷的例數(shù)上還好于泌尿外科醫(yī)生，說(shuō)明接受輸尿管鏡模擬器訓(xùn)練在減少損傷方面及提高動(dòng)作的熟練程度方面有一定的作用。Daniels發(fā)現(xiàn)，輸尿管鏡技術(shù)最主要的并發(fā)癥出現(xiàn)在掌握輸尿管鏡技術(shù)的早期[2]。Bridge和Dianond統(tǒng)計(jì)全美用于手術(shù)室外的訓(xùn)練費(fèi)用每年約需5 300萬(wàn)美元，每個(gè)畢業(yè)生平均花費(fèi)48 000元[1]，這也是一筆很大的開(kāi)支。因此，盡管每一個(gè)虛擬模擬器的價(jià)格比較貴，實(shí)際上可以通過(guò)提高降低培訓(xùn)的費(fèi)用和初學(xué)者掌握輸尿管鏡術(shù)的時(shí)間來(lái)減少總體費(fèi)用和降低并發(fā)癥。這點(diǎn)也適用我國(guó)國(guó)情。

由于我們知識(shí)及條件的限制，本研究有一定的局限性，我們的樣本例數(shù)偏少，未設(shè)置另一組沒(méi)有接受虛擬模擬器訓(xùn)練的研究生作為對(duì)照。此外，我們的評(píng)估不是雙盲的，專家很容易區(qū)分出研究生和泌尿外科醫(yī)師，因此，主觀方面的評(píng)估可能潛在偏倚，可能偏向于泌尿外科醫(yī)師，或者在專家內(nèi)心對(duì)泌尿外科醫(yī)生有更嚴(yán)格的要求，造成主觀GRS評(píng)分更低。實(shí)際上在第二次評(píng)估時(shí)研究生在尿路上皮損傷及曝光時(shí)間方面好于泌尿外科醫(yī)師。此外，由于評(píng)估研究所手術(shù)實(shí)際能力的倫理及制度限制，我們的研究只是在虛擬模擬器上評(píng)估，沒(méi)有對(duì)模擬器是否能提高實(shí)際臨床手術(shù)能力評(píng)估。需要長(zhǎng)期的、前瞻性研究來(lái)進(jìn)一步充分評(píng)價(jià)虛擬模擬器的作用。

總之，研究生經(jīng)過(guò)輸尿管鏡虛擬模擬器提高了完成評(píng)估時(shí)操作的時(shí)間及能力，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的模擬器訓(xùn)練，與具備一定實(shí)踐基礎(chǔ)的泌尿外科專業(yè)醫(yī)生相比，甚至在曝光時(shí)間及出現(xiàn)尿路上皮損傷的例數(shù)要好于泌尿外科醫(yī)生，本研究顯示該輸尿管鏡虛擬模擬器可以用來(lái)進(jìn)行輸尿管軟鏡的培訓(xùn)和考核，幫助初學(xué)者縮短學(xué)習(xí)曲線，盡管這需要進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)明確。

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Role of virtual reality simulator for the training of flexible-ureteroscopy

XIAO Cheng-lin,WU Wen-qi,LIANG Ye-ping,OU Li-li,ZENG Guo-hua.Minimally Invasive Surgery Center,the First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangdong Key Laboratory of Urology,Guangzhou 510230,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo investigate the role of virtual reality simulators in the training of flexible-ureteroscopy,to determine whether it can shorten operative time,reduce the potential iatrogenic injury by providing training outside the operating room,and allow novice to overcome the initial learning curve of flexible-ureteroscopy.MethodsWe evaluated 16 medical masters who lack endoscopic surgery experience on their ability to perform test module on a VU simulator.The masters trained on the simulator for one month using different training modules,then retested on the initial module.Likewise,16 urologyical surgeons with varying degrees of endoscopic experience were assessed on the same test module twice,without additional simulator training.The task completion time,exposure time,urinary epithelial damage,global rating scale(GRS)score at initial test and second test were compared.ResultsThe masters improved the task completion time from 17.4 min to 8.7 min,reduce exposure time from 33.2 s to 14.3 s,reduce the average cases of urinary epithelial damage from 0.6 to 0.1,but the GRS score increased to varying degrees at the second test, P<0.01.At the second test,the masters has significantly less exposure time and urinary epithelial than the urologyical surgeons(P<0.01),while GRS score were significantly worse except for action proficiency(P<0.01).ConclusionNovice medical masters trained on a VU simulator improves task completion time by 50%after training,and also reduces exposure time and the iatrogenic injury.Virtual-reality simulator training may allow the novices to shorten the initial learning curve associated with ureteroscopy training,although this hypothesis requires further validation.

Virtual-reality simulator;Flexible-ureteroscopy;Skill training

R699.4

C

1003—6350（2014）07—1057—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.07.0411.

2013-11-10)

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2010A030300009）

曾國(guó)華。E-mail：gzgyzgh@vip.tom.com