3D打印Dry Lab模型在腹腔鏡胃底折疊手術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

李義亮 李贊林 克力木·阿不都熱依木 帕爾哈提江·阿布力米提

胃食管反流病是一種以反酸、燒心為典型癥狀的消化道疾病，其發(fā)病率在我國(guó)呈增高趨勢(shì)［1］。目前外科手術(shù)治療常用的手術(shù)方法為胃底折疊術(shù)，折疊方式包括360°全包繞（Nissen胃底折疊術(shù)）和部分包繞抗反流手術(shù)（常用術(shù)式為Toupet、Dor式胃底折疊）［2‐3］，該手術(shù)是在胃食管連接部的重要功能區(qū)進(jìn)行操作，操作不當(dāng)將會(huì)引起各種嚴(yán)重并發(fā)癥，故手術(shù)操作難度較大，對(duì)術(shù)者基本功要求高［4］。3D打印技術(shù)可以精確地模擬人體解剖結(jié)構(gòu)，為了彌補(bǔ)這類手術(shù)訓(xùn)練的空白，我們利用CT對(duì)人體器官的掃描，結(jié)合超聲彈性成像形成三維數(shù)據(jù)，結(jié)合3D打印技術(shù)制作抗反流手術(shù)模型，縮短并安全完成腹腔鏡培訓(xùn)學(xué)習(xí)曲線的應(yīng)用。

新疆為胃食管反流病高發(fā)地區(qū)［5］，我中心為全疆腹腔鏡培訓(xùn)中心。地區(qū)醫(yī)院掌握和推廣腹腔鏡胃底折疊術(shù)是大勢(shì)所趨，地區(qū)級(jí)醫(yī)院有必要承擔(dān)并開展抗反流手術(shù)。然而對(duì)于地區(qū)各級(jí)醫(yī)院而言，在開展涉及上述技術(shù)的手術(shù)的時(shí)候，都會(huì)面臨學(xué)習(xí)曲線的安全完成問(wèn)題。針對(duì)抗反流手術(shù)而言，學(xué)習(xí)曲線涉及兩個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，手術(shù)的例數(shù)和練習(xí)的頻率。在開展抗反流手術(shù)之時(shí)，很難在短時(shí)間內(nèi)遇到大量的可以進(jìn)行該操作的患者，也難以遇到各種各樣的復(fù)雜情況，因此，難以完成學(xué)習(xí)曲線。作為實(shí)踐科學(xué)的微創(chuàng)外科，除了學(xué)習(xí)視頻外科，需要有一個(gè)培訓(xùn)模式，能更有效提供上手腹腔鏡技術(shù)訓(xùn)練，使胃底折疊術(shù)操作趨于規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化并可以客觀質(zhì)控，使腹腔鏡技術(shù)更安全同時(shí)最大限度地發(fā)揮作用，提高醫(yī)療服務(wù)水平。

因?yàn)閭鹘y(tǒng)腹腔鏡手術(shù)操作有如下不足：二維的手術(shù)視野，失去了對(duì)深度的感知；由于醫(yī)師不得不手術(shù)時(shí)看著屏幕上二維圖像而失去的手眼協(xié)調(diào)；手術(shù)器械末端無(wú)關(guān)節(jié)，失去了2個(gè)自由度，在狹小而深的空間很難靈活控制；術(shù)者控制手術(shù)器械中的2個(gè)/其中1個(gè)或者為內(nèi)鏡，更換器械時(shí)，有時(shí)不容易到達(dá)原來(lái)的位置，或者需要鏡頭引導(dǎo)，器械末端運(yùn)動(dòng)方向與手成鏡像相反，另外器械由于腹壁Trocar支點(diǎn)的作用，而且沒(méi)有活動(dòng)關(guān)節(jié)，因而使用時(shí)類似使用筷子，對(duì)手的顫抖放大；術(shù)者站在患者旁進(jìn)行手術(shù)操作，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間復(fù)雜的手術(shù)，心理壓力大，容易產(chǎn)生疲勞；并且腹腔鏡胃底折疊術(shù)常常由于術(shù)者經(jīng)驗(yàn)技術(shù)不足以及該手術(shù)學(xué)習(xí)曲線較長(zhǎng)，腹腔鏡胃底折疊術(shù)后吞咽困難等并發(fā)癥發(fā)生率較高等原因造成手術(shù)難度較大，在沒(méi)有形成學(xué)習(xí)曲線前對(duì)患者而言存在較大風(fēng)險(xiǎn)。為此，我們認(rèn)為規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化手術(shù)操作極為重要，一方面為了保證抗反流手術(shù)的療效，另一方面也為了降低因操作不當(dāng)引起的并發(fā)癥。因此如何能使更多的醫(yī)師更安全有效地開展腹腔鏡胃底折疊術(shù)，并且如何縮短腹腔鏡下抗反流手術(shù)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)曲線也成為了微創(chuàng)外科發(fā)展的重要一環(huán)，成為在外科領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

為了完成這樣的培訓(xùn)模式，在以往開放手術(shù)中外科醫(yī)師試圖通過(guò)進(jìn)行動(dòng)物手術(shù)訓(xùn)練來(lái)提升技術(shù)，但是在腹腔鏡手術(shù)中，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)往往存在諸多問(wèn)題，我們難以將動(dòng)物直接引入到手術(shù)室中，而且動(dòng)物手術(shù)的麻醉方式及麻醉程度也不同于人體；此外，大型哺乳動(dòng)物價(jià)格昂貴，與人體臟器的解剖結(jié)構(gòu)稍有出入，均給手術(shù)訓(xùn)練帶來(lái)不少困難。而國(guó)外遺體捐獻(xiàn)用于醫(yī)學(xué)研究及手術(shù)訓(xùn)練的方式在國(guó)內(nèi)實(shí)施有更大的難度，首先國(guó)人受傳統(tǒng)觀念的束縛必將導(dǎo)致用于訓(xùn)練的尸體標(biāo)本數(shù)量的匱乏，并且難以做到對(duì)不同患者解剖變異的個(gè)體化匹配。

臨床實(shí)際操作與傳統(tǒng)操作技能培訓(xùn)之間往往缺乏一定的連接，在3D打印模型下操作培訓(xùn)可以在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)教育和實(shí)踐操作教育之間的不足［6］。在3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展露頭角之際，我們嘗試?yán)?D打印抗反流手術(shù)模型，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，來(lái)探索利用3D打印抗反流模型對(duì)于腹腔鏡胃底折疊手術(shù)操作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的研究，在試圖探討3D打印抗反流模型對(duì)于腹腔鏡學(xué)習(xí)曲線的影響。對(duì)于地區(qū)醫(yī)院而言，雖然很難在一定時(shí)間內(nèi)有足夠的病例維持訓(xùn)練的病例數(shù)量和頻率，而這些同樣是嚴(yán)重影響手術(shù)質(zhì)量，但事實(shí)上，對(duì)于很多手術(shù)，構(gòu)成學(xué)習(xí)曲線之一就是如何針對(duì)各種不同的情況的處理。我們用3D打印器官模型來(lái)模擬各種不同的手術(shù)情況，例如巨大食管裂孔疝和短食管，并對(duì)術(shù)中出血情況的相應(yīng)止血縫合的處理，以及使用真實(shí)手術(shù)中使用的各類補(bǔ)片進(jìn)行裂孔疝的修補(bǔ)等，學(xué)會(huì)對(duì)這些處理也是提高腹腔鏡手術(shù)安全性的關(guān)鍵。該模型利用CT對(duì)于人體器官的掃描，結(jié)合超聲彈性成像形成對(duì)應(yīng)器官的三維數(shù)據(jù)，并采用接近人體器官軟硬度及抗?fàn)坷瓘?qiáng)度的硅膠材料，利用3D打印技術(shù)打印形成，該模型能在質(zhì)地和結(jié)構(gòu)外形上都能模擬出胃和食管，以及連接在上面的網(wǎng)膜、迷走神經(jīng)、胃短血管、膈肌腳以及包繞在膈肌腳上的腹膜（必須解剖以游離食管），并且通過(guò)連接泵的血管來(lái)模擬術(shù)中出血和止血的處理。以此來(lái)縮短學(xué)習(xí)曲線，并且可以同時(shí)應(yīng)用于開放，腹腔鏡和機(jī)器人三種模式的手術(shù)訓(xùn)練。除了進(jìn)行胃底折疊成功的關(guān)鍵步驟如膈肌腳的分離，食管的分離，術(shù)中出血的處理，胃短靜脈的分離，胃底的包繞縫合，還可以通過(guò)對(duì)不同手術(shù)患者的器官打印，形成針對(duì)特定患者的個(gè)體化手術(shù)訓(xùn)練，可以有效解決個(gè)體解剖變異給手術(shù)帶來(lái)的難度和風(fēng)險(xiǎn)。此外，3D打印手術(shù)訓(xùn)練模型在提供仿真模擬手術(shù)場(chǎng)景和平臺(tái)的同時(shí)，能夠保證足夠的訓(xùn)練頻率和結(jié)果評(píng)價(jià)，為學(xué)習(xí)曲線的完成和手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的減少提供很大的幫助。

除此之外，我們可以選取背景相似的醫(yī)師，對(duì)比基于研發(fā)模型對(duì)學(xué)習(xí)曲線的幫助，腹腔鏡下胃底折疊技術(shù)能更安全更快速開展。形成規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化腹腔鏡胃底折疊手術(shù)操作，保證抗反流手術(shù)的療效，從而降低因操作不當(dāng)引起的并發(fā)癥。為根據(jù)該視覺(jué)補(bǔ)償情況下行腹腔鏡下胃底折疊術(shù)的準(zhǔn)確性，安全性和可靠性提供客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)。

綜上，實(shí)施基于3D打印模型的腹腔鏡下手術(shù)訓(xùn)練，完成腹腔鏡下胃底折疊手術(shù)學(xué)習(xí)曲線對(duì)于年輕外科醫(yī)師手術(shù)技術(shù)的提高將有極大的幫助，可以有效彌補(bǔ)由于手術(shù)量不足及患者個(gè)體解剖變異所帶來(lái)的手術(shù)難度及風(fēng)險(xiǎn)的提升，有利于規(guī)避患者術(shù)中和術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，為手術(shù)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化提供保證。