虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腹腔鏡手術(shù)教學(xué)培訓(xùn)和臨床實(shí)踐中的應(yīng)用效果

鐘奕 李啟璠 卜文君 張軍花

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院手術(shù)室，廣州 510515

與傳統(tǒng)的開腹手術(shù)相比，腹腔鏡手術(shù)具有創(chuàng)口小、恢復(fù)快、痛苦小的優(yōu)點(diǎn)，臨床上該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛；與此同時(shí)，對手術(shù)室護(hù)士的臨床操作技能要求也越來越高，細(xì)微的操作不當(dāng)便可能帶來風(fēng)險(xiǎn)，因此，找到一種合適的教學(xué)方法培訓(xùn)相關(guān)操作技能是臨床的重要方向。目前，臨床上普遍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式對手術(shù)室護(hù)士進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn)，該教學(xué)培訓(xùn)模式可以對手術(shù)室護(hù)士在學(xué)習(xí)中所學(xué)到的各個(gè)腹腔鏡手術(shù)技能進(jìn)行打分，由此可以清晰看出手術(shù)室護(hù)士的技能掌握情況，以此提高手術(shù)操作技能，但是傳統(tǒng)教學(xué)較為枯燥，手術(shù)室護(hù)士對腹腔鏡理論知識理解不夠深刻，不能很好的將理論與實(shí)踐相結(jié)合，并且由于學(xué)習(xí)人數(shù)過多，單人操作機(jī)會有限，往往會導(dǎo)致高分低能的現(xiàn)象出現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)主要方向，是仿真技術(shù)與人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等多種技術(shù)的集合體。VR作為一種新型教學(xué)手段，在降低手術(shù)操作失敗率、提高手術(shù)操作準(zhǔn)確性、提升醫(yī)學(xué)教育水平、提高學(xué)習(xí)效率等方面均有顯著效果［1］。本研究旨在探討VR技術(shù)在腹腔鏡手術(shù)教學(xué)和臨床實(shí)踐中的應(yīng)用效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取在南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院手術(shù)室工作的68例低年資護(hù)士，按照隨機(jī)數(shù)字表法分為對照組和觀察組，各34例。對照組男3例、女31例，年齡范圍為23～34歲、年齡（25.65±2.51）歲，學(xué)分成績范圍為78～89分、成績（82.25±2.92）分；觀察組男2例、女32例，年齡范圍為22～35歲、年齡（26.24±3.14）歲，學(xué)分成績范圍為79～88分、成績（82.39±1.52）分。兩組手術(shù)室護(hù)士一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），組間可比。

1.2 方法 對照組在常規(guī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上給予傳統(tǒng)教學(xué)，其中包含腔鏡系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、腔鏡器械辨認(rèn)、裝卸學(xué)習(xí)以及腹腔鏡膽囊切除手術(shù)學(xué)習(xí)、婦科手術(shù)學(xué)習(xí)5個(gè)手術(shù)學(xué)習(xí)模塊；手術(shù)室護(hù)士學(xué)習(xí)訓(xùn)練完成后，針對本次學(xué)習(xí)過程的各項(xiàng)操作進(jìn)行全面評估，保存練習(xí)記錄，進(jìn)行考核，查看成績并輸出數(shù)據(jù)。觀察組在常規(guī)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上給予VR技術(shù)教學(xué)，通過VR技術(shù)把手術(shù)室腹腔鏡設(shè)備進(jìn)行三維重建，包括建模、動畫、特效，同時(shí)進(jìn)行程序開發(fā)，系統(tǒng)調(diào)試合成，并對設(shè)備的功能、特點(diǎn)、連接進(jìn)行講解與交互設(shè)置，對手術(shù)護(hù)理過程中的術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)中配合及術(shù)后整理3個(gè)階段的注意事項(xiàng)均進(jìn)行演練操作，結(jié)束后學(xué)員分組訓(xùn)練，由指導(dǎo)教師進(jìn)行輔導(dǎo)，及時(shí)糾正腹腔鏡手術(shù)操作中的問題。兩組均每天學(xué)習(xí)8 h，連續(xù)學(xué)習(xí)1周。

1.3 觀察指標(biāo) ①比較兩組手術(shù)室護(hù)士參加教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月的腹腔鏡手術(shù)技能總分，腹腔鏡手術(shù)技能包括氣腹建立與穿刺套管的置管操作、腹腔鏡的扶持分離與縫合2項(xiàng)，每項(xiàng)50分，總分范圍0～100分，得分越高表明腹腔鏡手術(shù)技能掌握越好［2］。②比較兩組手術(shù)室護(hù)士參加教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月腹腔鏡手術(shù)重點(diǎn)條目得分，腹腔鏡手術(shù)重點(diǎn)條目包括腹腔鏡系統(tǒng)的正確連接和使用以及術(shù)后縫合方法、切割、吻合與鼎和技術(shù)2項(xiàng)，每項(xiàng)均為10分，分值范圍0～20分，得分越高表明腹腔鏡手術(shù)技能掌握越好［3］。③比較兩組手術(shù)室護(hù)士教學(xué)后立即考核的結(jié)果，包括完成時(shí)間、精確度和準(zhǔn)確度。考核內(nèi)容：于模擬訓(xùn)練箱內(nèi)分別在10個(gè)乳膠手套上寬度5 mm的圓形標(biāo)記線內(nèi)剪切出直徑100 mm的圓，分別記錄完成這10個(gè)操作的時(shí)間、測量操作時(shí)剪切到規(guī)定標(biāo)記線外總的距離（精確度）和次數(shù)（準(zhǔn)確度）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件處理數(shù)據(jù)，計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用配對t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月腹腔鏡手術(shù)技能評分 觀察組在教學(xué)后立即、1個(gè)月和6個(gè)月的氣腹建立與穿刺套管置管操作以及腹腔鏡的扶持、分離與縫合技能得分均高于對照組，兩組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001），具體見表1。

表1 兩組手術(shù)室護(hù)士教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月腹腔鏡手術(shù)技能評分比較（分，±s）

表1 兩組手術(shù)室護(hù)士教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月腹腔鏡手術(shù)技能評分比較（分，±s）

注：對照組在常規(guī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上給予傳統(tǒng)教學(xué)，觀察組在常規(guī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上給予虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)；a為與教學(xué)后立即比較，P＜0.05，b為與教學(xué)后1個(gè)月比較，P＜0.05

組別對照組觀察組例數(shù)34 34教學(xué)后立即氣腹建立與穿刺套管置管操作35.58±4.65 45.94±3.12腹腔鏡的扶持、分離與縫合34.23±5.02 44.03±5.58教學(xué)后1個(gè)月氣腹建立與穿刺套管置管操作32.59±4.79a 42.85±5.24a腹腔鏡的扶持、分離與縫合31.98±4.20a 40.59±5.03a教學(xué)后6個(gè)月氣腹建立與穿刺套管置管操作30.05±4.94ab 39.95±5.98ab腹腔鏡的扶持、分離與縫合30.28±4.69a 39.03±4.07a t值P值10.788＜0.001 15.382＜0.001 8.427＜0.001 7.661＜0.001 7.442＜0.001 8.216＜0.001

2.2 教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月腹腔鏡手術(shù)重點(diǎn)條目評分 觀察組在教學(xué)后立即、1個(gè)月和6個(gè)月的2項(xiàng)腹腔鏡手術(shù)重點(diǎn)條目得分均高于對照組（均P＜0.001），詳見表2。

表2 兩組手術(shù)室護(hù)士教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月腹腔鏡手術(shù)重點(diǎn)條目評分比較（分，±s）

表2 兩組手術(shù)室護(hù)士教學(xué)后立即、1個(gè)月及6個(gè)月腹腔鏡手術(shù)重點(diǎn)條目評分比較（分，±s）

注：對照組在常規(guī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上給予傳統(tǒng)教學(xué)，觀察組在常規(guī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上給予虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)；a為與教學(xué)后立即比較，P＜0.05，b為與教學(xué)后1個(gè)月比較，P＜0.05

組別對照組觀察組t值P值例數(shù)34 34教學(xué)后立即腹腔鏡系統(tǒng)的正確連接和使用7.28±0.45 9.54±0.12 28.296＜0.001術(shù)后縫合、切割、吻合與鼎和技術(shù)7.55±0.17 9.39±0.27 33.637＜0.001教學(xué)后1個(gè)月腹腔鏡系統(tǒng)的正確連接和使用6.01±0.19a 8.35±0.24a 44.574＜0.001術(shù)后縫合、切割、吻合與鼎和技術(shù)6.39±0.13a 8.52±0.41a 28.876＜0.001教學(xué)后6個(gè)月腹腔鏡系統(tǒng)的正確連接和使用5.35±0.04ab 7.75±0.08ab 157.113＜0.001術(shù)后縫合、切割、吻合與鼎和技術(shù)5.17±0.07ab 7.49±0.04ab 167.790＜0.001

2.3 教學(xué)后立即考核結(jié)果 觀察組在參加教學(xué)后立即考核的完成時(shí)間短于對照組，而考核的精確度和準(zhǔn)確度均高于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表3。

表3 兩組手術(shù)室護(hù)士教學(xué)后立即考核結(jié)果比較（±s）

表3 兩組手術(shù)室護(hù)士教學(xué)后立即考核結(jié)果比較（±s）

注：對照組在常規(guī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上給予傳統(tǒng)教學(xué)，觀察組在常規(guī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上給予虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)

組別對照組觀察組t值P值例數(shù)34 34完成時(shí)間（s）556.94±55.12 530.28±47.65 2.285 0.037精確度（%）71.35±8.24 87.01±9.79 7.643＜0.001準(zhǔn)確度（%）78.75±4.94 88.75±5.98 8.051＜0.001

3 討 論

腹腔鏡手術(shù)作為一門新型技術(shù)，存在較長的學(xué)習(xí)曲線，常常需要經(jīng)過長時(shí)間的學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)階段，耗時(shí)耗力；因此，如何提高腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)效果一直是臨床的主要研究方向［4］。臨床上普遍采用理論知識、情景假設(shè)結(jié)合考核對手術(shù)室護(hù)士進(jìn)行教學(xué)，該教學(xué)模式可以對手術(shù)室護(hù)士學(xué)習(xí)全過程的各項(xiàng)操作進(jìn)行全面評估，可以清晰展示技能掌握的強(qiáng)弱項(xiàng)，有助于后續(xù)進(jìn)行下一步的提升及強(qiáng)化，但其學(xué)習(xí)效率較低，操作失敗率普遍較高，且教學(xué)后容易淡忘所學(xué)技能［5］。

VR是一種創(chuàng)建與體驗(yàn)虛擬世界相結(jié)合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可作用于視覺、觸覺、聽覺等，從而產(chǎn)生身臨其境的感覺。VR作為新型的教學(xué)手段，逐漸被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，腹腔鏡手術(shù)得到快速發(fā)展，已有國內(nèi)外學(xué)者將其引入到腹腔鏡手術(shù)的培訓(xùn)中，但關(guān)于教學(xué)后技能保持情況的研究國內(nèi)外均未見報(bào)道［6-7］。遺忘是學(xué)習(xí)過程中不可避免的現(xiàn)象，腹腔鏡手術(shù)的教學(xué)亦是如此，若不定期強(qiáng)化，保持技能的水平可隨時(shí)間的推移呈下降趨勢，各項(xiàng)技能分?jǐn)?shù)也逐漸降低［8］。本研究結(jié)果顯示，兩組手術(shù)室護(hù)士的技能分?jǐn)?shù)均隨著時(shí)間的推移有所降低，但觀察組在教學(xué)后立即、1個(gè)月和6個(gè)月的腹腔鏡手術(shù)技能評分、重點(diǎn)條目得分均高于對照組，提示相比于傳統(tǒng)教學(xué)，VR教學(xué)可填補(bǔ)手術(shù)腔鏡護(hù)士培訓(xùn)教材的空白，讓手術(shù)室護(hù)士更有效、更長期地掌握腹腔鏡手術(shù)操作技能，與李宇等［9］的研究基本一致。VR技術(shù)和腹腔鏡結(jié)合，可以更快速地讓手術(shù)室護(hù)士在腹腔鏡手術(shù)中定位病灶（感染部位、腫瘤等）和腹腔關(guān)鍵部位及結(jié)構(gòu)，有助于縮短腹腔鏡手術(shù)時(shí)間、降低病菌感染風(fēng)險(xiǎn)［10］。VR技術(shù)可以讓手術(shù)室護(hù)士在更直觀的現(xiàn)實(shí)手術(shù)場景中與電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）、磁共振（MRI）圖像進(jìn)行比對，有助于減輕手術(shù)室護(hù)士手術(shù)期間的腹腔鏡手術(shù)技能認(rèn)知負(fù)荷，在一定程度上節(jié)省了手術(shù)室護(hù)士的時(shí)間、精力，方便集中注意力更高效地完成手術(shù)［11］。本研究結(jié)果還顯示，觀察組在教學(xué)后立即考核的完成時(shí)間短于對照組，而精確度和準(zhǔn)確度均高于對照組，提示VR技術(shù)教學(xué)可以更好地讓手術(shù)室護(hù)士把所學(xué)腹腔鏡手術(shù)知識運(yùn)用到實(shí)際操作中，可以更快、更精準(zhǔn)地完成腹腔鏡手術(shù)考核，與徐協(xié)群等［12］研究結(jié)果一致。

綜上，相比于傳統(tǒng)教學(xué)，VR教學(xué)可以讓手術(shù)室護(hù)士更有效、更長期地掌握腹腔鏡手術(shù)技能，更好地把所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際操作中，可以更快、更精準(zhǔn)地完成腹腔鏡手術(shù)考核，值得臨床推廣應(yīng)用和進(jìn)一步研究。