3D腹腔鏡對初學(xué)者學(xué)習腹腔鏡基本操作技能的有效性研究*

徐漢江，梁朝朝，周駿，郝宗耀，葉元平，劉祎

（安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科，安徽合肥230022）

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3D腹腔鏡對初學(xué)者學(xué)習腹腔鏡基本操作技能的有效性研究*

徐漢江，梁朝朝，周駿，郝宗耀，葉元平，劉祎

（安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科，安徽合肥230022）

摘要：目的評估3D腹腔鏡與2D普通腹腔鏡在腹腔鏡初學(xué)者學(xué)習腹腔鏡基本技能時的影響。方法18名腹腔鏡初學(xué)者采用最新的3D偏正立體顯示腹腔鏡系統(tǒng)依次完成4項基本腹腔鏡操作試驗，每項操作需重復(fù)8次，分別記錄每次的完成時間和錯誤次數(shù)。結(jié)果外科初學(xué)者在3D模式下與2D模式下相比，完成每項試驗的平均時間和錯誤次數(shù)均明顯下降，初學(xué)者采用3D系統(tǒng)完成整個試驗的平均時間為3 343.24 s，采用2D系統(tǒng)則為4 151.88 s，采用3D系統(tǒng)使初學(xué)者的平均操作時間提高了19.47%。初學(xué)者采用3D系統(tǒng)的平均總錯誤率為77.41次，2D系統(tǒng)為138.64次，使用3D系統(tǒng)時初學(xué)者的錯誤率減少了44.16%。結(jié)論先進的偏正3D腹腔鏡系統(tǒng)明顯提高了腹腔鏡初學(xué)者學(xué)習腹腔鏡基本操作技能的能力。

關(guān)鍵詞：腹腔鏡技術(shù)；3D技術(shù)；腹腔鏡訓(xùn)練；學(xué)習曲線

腹腔鏡技術(shù)的出現(xiàn)使外科技術(shù)向前跨出了一大步，腹腔鏡手術(shù)已成為外科手術(shù)發(fā)展的趨勢。但是由于傳統(tǒng)腹腔鏡圖像是單眼視覺圖像，即2D（二維）圖像，對常在立體視野中手術(shù)的外科醫(yī)師來說很不習慣，沒有深度感，需要經(jīng)過長期的嚴格訓(xùn)練才能適應(yīng)，術(shù)中定位不得不依賴內(nèi)鏡器械去觸碰組織或憑借觀察器械上的標志來判別，可能會減慢手術(shù)操作，增加手術(shù)時間，還可能傷及組織器官。一名外科醫(yī)師需要經(jīng)過廣泛嚴格的腔鏡訓(xùn)練和平坦的學(xué)習曲線，才能安全熟練的完成腹腔鏡手術(shù)。這些缺陷降低了外科醫(yī)師對于腹腔鏡手術(shù)的興趣，限制了腹腔鏡技術(shù)的順利開展［1］。近幾年，3D腹腔鏡的出現(xiàn)，可能彌補上述缺陷。其還原了真實視覺中的3D立體手術(shù)視野，手術(shù)視野放大約4倍，相當于術(shù)者在患者體內(nèi)操作，可以在各種臟器之間查找有病變的部位，再進行精確的切除及重建。因此，可以最大限度地減少血管、神經(jīng)的損傷，較常規(guī)腹腔鏡進一步減少出血、減少手術(shù)并發(fā)癥，縮短手術(shù)時間［2-6］。本研究的目的是評估最新的采用被動式偏光立體顯示技術(shù)的3D腹腔鏡和2D腹腔鏡對初學(xué)者學(xué)習腹腔鏡基本操作的影響。

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇18名腹腔鏡初學(xué)者參與此次研究，所有參與者均為男性，平均年齡為25周歲，此前均無相關(guān)腹腔鏡操作經(jīng)驗。所有參與者均視力正?；虺C正視力正常。

1.2方法

1.2.1環(huán)境及設(shè)備參數(shù)在我院手術(shù)室內(nèi)進行，環(huán)境照明條件相同。3D腹腔鏡采用Viking3D腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)，2D腹腔鏡采用德國STORZ高清腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)。

1.2.2試驗方法所有參與者隨機分成兩組，一組首先進行3D腹腔鏡下學(xué)習腹腔鏡基本操作，然后在2D腹腔鏡下完成相同的操作，見圖1；另一組相反。每位參與者要求完成每項操作8次，分別記錄每次操作的時間和錯誤次數(shù)。每位參與者開始前可以熟悉每個試驗2次，所有的參與者執(zhí)行試驗的順序相同，試驗條件相同。每項試驗的技能及相關(guān)錯誤的定義描述如下［4，7］：

試驗一（拾豆試驗）：將5枚大小不等的豆子從一個直徑5.0 cm的盤內(nèi)移動到15.0 cm外的一個開口為1.0 cm的試管內(nèi)。移動過程中需要左手夾取豆子后傳遞至右手。傳遞過程中豆子掉落或未準確放入試管內(nèi)記為錯誤。

試驗二（剪紙試驗）：剪紙實驗涉及一個寬1.0 cm 長12.0 cm的紙質(zhì)條帶，每5個等距標有一條寬為3.0 mm黑色條紋。操作者左手持抓鉗，右手持剪刀。每個參與者要求沿條紋剪至少一半寬度。如果剪出條紋外則記做一次錯誤。

試驗三（帶線走針試驗）：操作者右手持持針器，左手持分離鉗，將一根長約20.0 cm的帶針縫線依次穿過預(yù)先編號的小孔，小孔直徑約3 mm。操作過程中每次嘗試穿孔操作失敗均記為依次錯誤。

試驗四（縫合打結(jié)試驗）：選用一根長15.0 cm 的3-0的帶針縫線，縫合模擬切口，并打一個外科結(jié)和兩個單結(jié)。每次未夾住針、繞線和打結(jié)失敗均記為一次錯誤。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法

采用PASW.18版本軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，操作時間符合正態(tài)分布，并對因變量采用t檢驗。錯誤率數(shù)據(jù)呈正偏態(tài)分布，采用非參數(shù)Wilcoxon秩檢驗。檢驗水準α=0.05。

2　結(jié)果

所有操作試驗結(jié)果均表明使用3D腹腔鏡系統(tǒng)的操作時間有明顯地減少，錯誤率也明顯降低。附表總結(jié)了初學(xué)者使用3D和2D系統(tǒng)進行1～4項試驗時的平均時間。

如圖2所示，每項試驗的重復(fù)試驗表明，初學(xué)者使用3D系統(tǒng)明顯提高了操作能力，操作時間明顯降低。前3個試驗相對較簡單，完成時間相差不大，學(xué)習曲線也相對平行，第4個打結(jié)試驗相對難度較大，完成時間明顯較長，2D系統(tǒng)的學(xué)習曲線也明顯較平緩。

如圖3所示，初學(xué)者采用3D系統(tǒng)完成整個試驗的平均時間為3 343.24 s，采用2D系統(tǒng)則為4 151.88 s，采用3D系統(tǒng)是初學(xué)者的平均操作時間提高了19.47%。初學(xué)者采用3D系統(tǒng)的平均總錯誤率為77.41次，2D系統(tǒng)為138.64次，使用3D系統(tǒng)時初學(xué)者的錯誤率減少了44.16%，見圖4。

附表　3D和2D模式下每項試驗的平均每次操作時間（s，±s）

附表　3D和2D模式下每項試驗的平均每次操作時間（s，±s）

組別3D 2D P值拾豆試驗　　剪紙實驗48.18±14.48　70.98±27.00 54.54±19.25　81.98±34.02 0.000　0.000帶線走針試驗　　打結(jié)試驗123.79±50.70　174.85±68.00 142.33±59.62　240.13±72.14 0.030　0.000

圖1　相關(guān)試驗

圖2　每項試驗每次完成的平均時間

圖3　完成整個試驗總時間

圖4　完成整個試驗錯誤次數(shù)

3　討論

這項研究結(jié)果表明，初學(xué)者使用立體顯示器與使用普通2D顯示器相比有明顯的優(yōu)勢。不論是完成時間和錯誤次數(shù)均明顯降低，尤其對于相對復(fù)雜的操作（帶線走針試驗、打結(jié)試驗），這種優(yōu)勢更加明顯，能明顯降低學(xué)習難度。這些相對復(fù)雜的操作要求操作者對操作對象有更加精確的空間判斷能力，而使用偏正立體顯示器增加了對深度的判斷，意味著操作者能夠更加精確的進行腹腔鏡操作。

腹腔鏡手術(shù)的一些不足如杠桿效應(yīng)和降低觸覺反饋，以及傳統(tǒng)的平面顯示圖像已被認為是腹腔鏡手術(shù)與開放手術(shù)相比的主要缺點［3，8-9］。這些缺點迫切需要外科醫(yī)生的刻苦訓(xùn)練以及先進的顯示技術(shù)的發(fā)展。

三維立體成像系統(tǒng)在20世紀90年代開始被用于微創(chuàng)外科輔助治療，但由于早期的3D腹腔鏡需醫(yī)生佩戴頭套式顯示器，操作不便，移動時圖像會變得模糊不清，分辨率低以及術(shù)后視覺疲勞嚴重，造成頭痛等不適［10］，臨床應(yīng)用推廣受限。近幾年，無源偏振3D腹腔鏡的出現(xiàn)，3D視覺效果更加真實，同時，術(shù)后視覺疲勞程度、頭痛以及軀體不適發(fā)生率等也有不同程度的降低。在此次研究中，3D腹腔鏡操作者普遍反映存在視覺疲勞和頭痛等不適，但均未出現(xiàn)早期3D系統(tǒng)的對圖像不能耐受的問題。所有的參與者均認可在使用3D顯示器時在深度判斷上有優(yōu)點，均認為更有利于腹腔鏡基本技術(shù)的學(xué)習。

由于3D顯示系統(tǒng)能改善學(xué)習曲線中各個階段的表現(xiàn)，筆者認為其可能有利于受訓(xùn)者實施更加安全的手術(shù)操作，促進腹腔鏡技術(shù)的推廣。國內(nèi)有文獻報道，在如上尿路重建手術(shù)、前列腺癌根治術(shù)等高難度手術(shù)中，3D腹腔鏡系統(tǒng)更加有利于輸尿管、膀胱頸與尿道的精確吻合，術(shù)后尿漏、輸尿管狹窄和尿道狹窄等相關(guān)并發(fā)癥明顯減少，這正是3D技術(shù)對腹腔鏡手術(shù)最大的貢獻［11-12］。自2012年12月3D腹腔鏡進入中國后，在我國多家醫(yī)院如北京協(xié)和醫(yī)院、安徽醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院、中山大學(xué)孫逸仙紀念醫(yī)院和華中科技大學(xué)同濟醫(yī)院等進行了初步應(yīng)用，使用者一致認為，純3D腹腔鏡系統(tǒng)視野清楚、立體定位準確，適用于各種外科腹腔鏡手術(shù)，特別是高難度手術(shù)，有較好的應(yīng)用前景［12-15］。此次研究是對腹腔鏡初學(xué)者的研究結(jié)果，筆者下一步的研究是調(diào)查對于腹腔鏡經(jīng)驗豐富的外科專家上述優(yōu)勢是否仍然明顯。

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（張立芳編輯）

3D Laparoscopy promoted the novice surgeon's performance of laparoscopic surgical skills*

Han-jiang Xu，Chao-zhao Liang，Jun Zhou，Zong-yao Hao，Yuan-ping Ye，Yi Liu
（Department of Urology，the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei，Anhui 230022，China）

Abstract：Objective To compare the last generation of 3-dimensional imaging（3D）vs standard 2-dimensional imaging（2D）laparoscopy on the effect of novice surgeon performance of minimally invasive surgical skills. Methods 18 novice surgeons performed 8 repetitions of 4 surgical skills tasks using a new passive polarising stereoscopic display under 3D and 2D conditions. The previously validated tasks used were pick beans，paper cut，pass the curved needle and knot tying. Outcome measures included total error rate and time for task completion. Results Novice surgeons demonstrated a significant reduction in error rates and a significant improvement in mean time for all the tasks using the 3D laparoscopy compared with the 2D laparoscopy. The mean time for novice surgeons to complete the entire protocol was 3343.24 s using 3D and 4151.88 s using 2D. This represents an improvement in mean performance time of 19.47%when novice surgeons used the 3D system compared with the 2D system. The mean number of errors performed by novice surgeons completing the entire protocol was 77.41 using 3D and 138.64 using 2D. This represents a 44.16%reduction in mean error rate when novice surgeons used the 3D system compared with the 2D system. Conclusion Passive polarising 3D displays significantly improve the novice surgeon performance during acquisition of laparoscopy surgical skills.

Keywords：laparoscopy skills；3D technique；laparoscopic training；learning curve

中圖分類號：R192.3

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1007-1989.2016.04.007

文章編號：1007-1989（2016）04-0027-04

收稿日期：2015-06-26

*基金項目：衛(wèi)生部國家臨床重點?？平ㄔO(shè)項目（No：2012）；安徽省科技攻關(guān)項目（No：12010402128）

［通信作者］梁朝朝，E-mail：Liang_chaozhao@163.com；Tel：0551-62923861