機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在泌尿外科住院醫(yī)師微創(chuàng)技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用

李天宇 陳 陽 鄧爾勒 呂宇琦 馮 鑫 莫林鍵 顏海標(biāo) 黎承楊 程繼文

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科，廣西南寧市 530021)

【提要】 達芬奇手術(shù)機器人因在腹膜后、恥骨后等狹窄區(qū)域的手術(shù)中具有更高的靈巧性，受到了泌尿外科醫(yī)師的青睞。但由于手術(shù)機器人的價格昂貴和臨床工作安排緊湊，對住培醫(yī)師進行達芬奇手術(shù)機器人的操作培訓(xùn)難以實現(xiàn)。通過模擬醫(yī)學(xué)的方法，讓住培醫(yī)師熟悉機器人的構(gòu)造和操作流程，提高其手術(shù)技巧，是目前機器人手術(shù)操作培訓(xùn)最為可行的方法。

達芬奇手術(shù)機器人自2000年在美國面世后，首先應(yīng)用于前列腺癌根治術(shù)，其在恥骨后等狹窄區(qū)域具備更高的手術(shù)靈巧性和精準(zhǔn)性。近年來手術(shù)機器人在前列腺癌根治術(shù)中的運用比例從13.6%上升到了72.6%，并在臨床上得到推廣和普及[1-2]。而與之相對應(yīng)的是在住院醫(yī)師中進行手術(shù)機器人的微創(chuàng)技術(shù)培訓(xùn)，也經(jīng)歷了單控臺、雙控臺、機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺的變遷。本文結(jié)合手術(shù)機器人的培訓(xùn)需求、目的和現(xiàn)存培訓(xùn)方式等，探討機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在泌尿外科住院醫(yī)師微創(chuàng)技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用效果，以期提高泌尿外科住院醫(yī)師的微創(chuàng)操作技術(shù)。

1 手術(shù)機器人概述

目前的手術(shù)機器人主要分為腹腔鏡手術(shù)機器人、骨科手術(shù)機器人、神經(jīng)外科手術(shù)機器人及血管介入手術(shù)機器人。達芬奇手術(shù)機器人作為高級的腹腔鏡系統(tǒng)，其在手術(shù)機器人中的技術(shù)成熟度高，應(yīng)用的范圍廣，是手術(shù)機器人行業(yè)的研發(fā)重點。隨著國內(nèi)外不同品牌的手術(shù)機器人不斷地在臨床上投入使用，手術(shù)機器人在醫(yī)院的普及程度得到進一步提升。與此同時，手術(shù)機器人手術(shù)的逐步推廣也對臨床醫(yī)師的操作技術(shù)提出了新要求。

手術(shù)機器人是未來微創(chuàng)治療的主方向之一。其可以在骨盆內(nèi)、腹膜后間隙等狹窄區(qū)域進行手術(shù)，達到精細分離、精準(zhǔn)切割以及縫合重建等目的。手術(shù)機器人具有三維視野、“仿生手”操作便利、機械臂過濾人手不自主震顫等優(yōu)勢。達芬奇手術(shù)機器人自2006年進入國內(nèi)醫(yī)院開展臨床治療后，其在泌尿外科領(lǐng)域發(fā)展迅速，陸續(xù)被應(yīng)用于多種高難度手術(shù)，如前列腺癌根治術(shù)、腎部分切除術(shù)、腎盂輸尿管重建術(shù)和下腔靜脈癌栓取出術(shù)等，并提出了新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3-5]。

2 住院醫(yī)師的規(guī)范化培訓(xùn)和模擬醫(yī)學(xué)的發(fā)展

住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)是培養(yǎng)臨床人才最重要的一環(huán)，其重要性不言而喻。國家在住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)期間，對不同專業(yè)的住院醫(yī)師賦予差異化的培養(yǎng)目標(biāo)與任務(wù)[6]。目前，泌尿外科的內(nèi)鏡技術(shù)等微創(chuàng)技術(shù)在外科領(lǐng)域發(fā)展迅猛，這對泌尿外科專業(yè)住院醫(yī)師的規(guī)范化培訓(xùn)、帶教老師和培訓(xùn)基地都提出了更高的要求，同時泌尿外科住院醫(yī)師還面臨培訓(xùn)時間短、培訓(xùn)內(nèi)容多和技術(shù)更新快等挑戰(zhàn)?；诖?，對于泌尿外科住院醫(yī)師的規(guī)范化培訓(xùn)，需借助現(xiàn)代教學(xué)新手段，進行教學(xué)改革，才能適應(yīng)新的要求和培養(yǎng)出適用型醫(yī)學(xué)人才。由于侵入性操作具有創(chuàng)傷大、創(chuàng)口恢復(fù)時間長、易造成感染等弊端，泌尿系統(tǒng)疾病患者在接受治療時對這一操作有較強烈的排斥，故而借助內(nèi)鏡的微創(chuàng)技術(shù)治療泌尿系統(tǒng)疾病時患者的接受度較高。因此，對泌尿外科住院醫(yī)師微創(chuàng)操作技術(shù)進行培訓(xùn)十分必要，但這一培訓(xùn)存在如下困難：(1)住院醫(yī)生在常見病例中使用內(nèi)鏡等微創(chuàng)技術(shù)進行操作的實踐機會較多，如尿道膀胱鏡檢查等，然而其在罕見和高危患者中的操作機會則較少；(2)昂貴、易損壞的器械操作限制了住院醫(yī)師在規(guī)范化培訓(xùn)中的學(xué)習(xí)和操作機會；(3)在傳統(tǒng)的泌尿外科帶教和培訓(xùn)過程中，住院醫(yī)師獲得學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的機會不穩(wěn)定，對于部分操作薄弱的環(huán)節(jié)，帶教老師無法進行專項強化和針對性訓(xùn)練。

模擬技術(shù)是利用相似原理建立研究模型，通過模型間接研究原型規(guī)律的實驗方法，而醫(yī)學(xué)模擬教育則是將模擬技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育[7]。當(dāng)前現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模擬教育進入了快車道。在對患者進行臨床實踐和有創(chuàng)操作之前，充分的模擬培訓(xùn)是降低醫(yī)療風(fēng)險、提高醫(yī)師操作熟練程度、保證醫(yī)療安全的重要一環(huán)。模擬醫(yī)學(xué)為泌尿外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)提供了更多的模具，例如模擬膀胱鏡檢查、輸尿管鏡檢查、普通腹腔鏡操作器械、全功能微創(chuàng)外科手術(shù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺等，這些模具能讓泌尿外科住院醫(yī)師反復(fù)練習(xí)，不斷強化其專項技能，在不涉及患者醫(yī)療隱患的前提下充分了解泌尿外科常用的內(nèi)鏡系統(tǒng)，從而熟練掌握操作流程和技巧，為日后的臨床實踐打下堅實的基礎(chǔ)[8]。

3 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在泌尿外科住院醫(yī)師微創(chuàng)技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用

3.1 達芬奇手術(shù)機器人的傳統(tǒng)培訓(xùn)模式及其在應(yīng)用中存在的困難 達芬奇手術(shù)機器人在住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的傳統(tǒng)模式如下：(1)使用單控臺達芬奇手術(shù)機器人對住培醫(yī)生進行技能培訓(xùn)，培訓(xùn)和手術(shù)的時間必須間隔開來。由于單控臺達芬奇手術(shù)機器人在設(shè)計上存在局限，外科手術(shù)的“傳幫帶”無法在一個控制臺上同時完成，需要術(shù)者退出紅外線感應(yīng)區(qū)才能切換手術(shù)醫(yī)師進行其他手術(shù)步驟的操作。(2)雙控臺達芬奇手術(shù)機器人的優(yōu)勢在于其具備了主控制臺與副控制臺，若住培醫(yī)師在學(xué)習(xí)手術(shù)操作的過程中遇到難以處理的情況，帶教老師可以通過另一個控制臺即時切換并順利完成手術(shù)，給接受培訓(xùn)的住院醫(yī)師提供更真實的體驗和學(xué)習(xí)，且術(shù)中患者出現(xiàn)手術(shù)相關(guān)風(fēng)險的概率較低[9]。雖然通過雙控臺對住院醫(yī)師進行達芬奇手術(shù)機器人操作技術(shù)的培訓(xùn)有一定的優(yōu)勢，但由于達芬奇手術(shù)機器人耗費昂貴，目前我國僅僅擁有252臺，其中北京、上海和廣州的達芬奇手術(shù)機器人數(shù)量占全國的27.3%；而其他地區(qū)，尤其是西部地區(qū)較少有醫(yī)院引進這一手術(shù)機器人，因而在實際的住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中，較難實現(xiàn)達芬奇手術(shù)機器人的相關(guān)操作培訓(xùn)[10]。此外，能夠操作達芬奇手術(shù)機器人進行外科手術(shù)的臨床醫(yī)師因繁重的工作任務(wù)，難以在規(guī)范化培訓(xùn)中對住院醫(yī)師進行達芬奇手術(shù)機器人的操作培訓(xùn)和帶教。綜合上述多種原因，泌尿外科住院醫(yī)師接觸達芬奇手術(shù)機器人的機會、學(xué)習(xí)的時間和難度不言而喻。

3.2 模擬醫(yī)學(xué)在泌尿外科住院醫(yī)師手術(shù)機器人操作培訓(xùn)中的應(yīng)用 機器人外科手術(shù)規(guī)范化培訓(xùn)分6個階段進行，分別是機器人理論知識學(xué)習(xí)、模擬器訓(xùn)練、顯微外科操作訓(xùn)練、實物模擬訓(xùn)練、動物手術(shù)訓(xùn)練以及手術(shù)觀摩學(xué)習(xí)等[11]，但由于這6個階段在住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)階段難以完全實現(xiàn)，因而在機器人外科手術(shù)傳統(tǒng)培訓(xùn)階段的基礎(chǔ)上聯(lián)合使用模擬醫(yī)學(xué)，有助于提升住院醫(yī)師對手術(shù)機器人的熟悉度及操作熟練度，避免因培訓(xùn)不足而在臨床上進行機器人外科手術(shù)時出現(xiàn)操作失誤等情況[12]。將模擬醫(yī)學(xué)應(yīng)用于住院醫(yī)師手術(shù)機器人操作規(guī)范化培訓(xùn)中，可以讓泌尿外科住院醫(yī)師熟悉手術(shù)機器人的構(gòu)造和操作流程，提高其機器人手術(shù)的操作技巧，并對薄弱環(huán)節(jié)進行強化。模擬醫(yī)學(xué)的上述優(yōu)勢在機器人手術(shù)培訓(xùn)中發(fā)揮了舉足輕重的作用。

3.3 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在泌尿外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用

3.3.1 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺的分類 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺經(jīng)過歷代的發(fā)展[13]，其學(xué)習(xí)的真實性和可轉(zhuǎn)移性得到了提高和肯定[14]。既往較常用的四種機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺為dV-Trainer、 Da Vinci Skills Simulator、Robotic Surgery Simulator、RobotiX Mentor[2]。經(jīng)過不斷的技術(shù)改進， mimic-dV-Trainer (MdVT)成為目前最通用的機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺，其除了能夠進行機器人手術(shù)基本操作技能的培訓(xùn)，還可以通過軟件導(dǎo)入不同術(shù)者的手術(shù)內(nèi)容，讓住培醫(yī)師在VR環(huán)境下參與模擬手術(shù)全過程。

3.3.2 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在外科手術(shù)培訓(xùn)中的運用 由于機器人手術(shù)的操作手柄、各種腳踏板(包括操控觀察鏡及能量平臺等)等工具與傳統(tǒng)的微創(chuàng)手術(shù)工具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計相差甚遠，因此，外科手術(shù)前對住院醫(yī)師進行模擬訓(xùn)練平臺的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、評估，能增進住院醫(yī)師對機器人手術(shù)中的操作手柄、各種腳踏板的功能和用途的了解和掌握。大型醫(yī)學(xué)中心通過讓住院醫(yī)師接受機器人模擬器下的培訓(xùn)，如觀察鏡的聚焦和移動、手術(shù)分離、持針縫合、切換能量工具等，縮短了住院醫(yī)師的學(xué)習(xí)時間，降低了患者的手術(shù)風(fēng)險。

3.3.3 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在泌尿外科住院醫(yī)師培訓(xùn)中的運用 我們總結(jié)了近一年廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科住培醫(yī)師的模擬培訓(xùn)經(jīng)驗，具體如下：(1)MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在外觀、操控手柄、操控腳踏板和操作模式上與達芬奇手術(shù)機器人相似，利用其對泌尿外科住培醫(yī)師進行模擬培訓(xùn)，使住培醫(yī)師能夠近距離的接觸和體驗，可降低其對機器人手術(shù)及器械的陌生感。具體來說，3D立體目鏡的頭枕可使醫(yī)師適應(yīng)身體前傾和端坐位的操作模式，了解控制臺界面及功能，自主操控內(nèi)手腕器械和內(nèi)鏡，同時完成常規(guī)腹腔鏡手術(shù)中術(shù)者和扶鏡手的工作，了解各種腳踏板(器械臂切換踏板、內(nèi)鏡控制踏板、控制手柄離合踏板、能量器械激活踏板)的分布及功能等。但由于MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺尚未有針對頭部紅外線傳感器的功能設(shè)置，因而對于術(shù)者頭部退出紅外線感應(yīng)區(qū)后機器臂即刻停止工作的模擬情形尚無法設(shè)置。(2)MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺的反復(fù)練習(xí)可提高泌尿外科住培醫(yī)師尋找鏡頭、快速移動鏡頭、捕獲視野和手術(shù)器械、分離組織、操作縫針等技巧和手術(shù)效率。(3)MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺通過導(dǎo)入不同術(shù)者的不同手術(shù)內(nèi)容，讓泌尿外科住培醫(yī)師通過3D立體目鏡實景體驗諸如前列腺癌根治術(shù)等經(jīng)典手術(shù)過程，了解相應(yīng)的手術(shù)技巧、并發(fā)癥的防治等。(4)MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在泌尿外科住培醫(yī)師學(xué)習(xí)手術(shù)操作的過程中，可以幫助住培醫(yī)師了解機器人手術(shù)對助手的各種要求，例如協(xié)助主刀醫(yī)生抽吸煙霧以保持視野清晰、血管的離斷等。另外，MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺還兼具共同培養(yǎng)使用機器人進行手術(shù)的術(shù)者和助手的作用，可有效提高機器人手術(shù)術(shù)者與助手的默契程度，保障手術(shù)的效率和安全。(5)MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺可以對泌尿外科住培醫(yī)師的綜合訓(xùn)練做出即時評價，指出模擬訓(xùn)練的薄弱環(huán)節(jié)，并進行選擇性強化培訓(xùn)。(6)相較于傳統(tǒng)的達芬奇機器人手術(shù)醫(yī)師的培養(yǎng)模式，MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺具有更好的經(jīng)濟可及性及培訓(xùn)普及性。

3.3.4 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺的優(yōu)勢及可能存在的問題 機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在外科手術(shù)培訓(xùn)中具有讓外科醫(yī)師提前接觸和了解手術(shù)機器人結(jié)構(gòu)和特性等優(yōu)勢。同時，通過分梯次的培訓(xùn)，可以明顯縮短機器人主刀醫(yī)師的學(xué)習(xí)時間，也可減少后續(xù)的醫(yī)療損傷[12]。故而，機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺被越來越多的醫(yī)療中心及住培醫(yī)師接納[15]。然而，機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺在外科手術(shù)培訓(xùn)中也存在一些限制，例如其對培訓(xùn)基地、培訓(xùn)導(dǎo)師及培訓(xùn)的整體設(shè)計都提出了更高的要求，這也導(dǎo)致了其在近期內(nèi)無法實現(xiàn)廣泛推廣[15]。相較于其他常見的腹腔鏡微創(chuàng)外科培訓(xùn)，機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺對于師資力量的培訓(xùn)和課程的設(shè)計尚缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其仍處在繼續(xù)摸索、總結(jié)的階段。

4 小 結(jié)

綜上所述，我們通過早期的探索，讓我院的泌尿外科住培醫(yī)師在微創(chuàng)技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)階段盡早地接觸MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺，并進行相應(yīng)的培訓(xùn)，有利于住培醫(yī)師在完成規(guī)范化培訓(xùn)后更快地融入機器人手術(shù)團隊的工作中，且手術(shù)效率和安全性與文獻報道[15]一致，具有良好的應(yīng)用前景。MdVT機器人手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺的培訓(xùn)對于泌尿外科住培醫(yī)師的培訓(xùn)學(xué)習(xí)具有前瞻性的補充作用，豐富了規(guī)范化培訓(xùn)的內(nèi)容和深度，更加貼近快速發(fā)展的微創(chuàng)技術(shù)的前沿需求。