关于虚拟及模拟技术在基层泌尿外科医师腔镜外科技能培训中的一些体会

张 川,祝青国,胡兴平,金承洛

(1.哈尔滨医科大学附属第二医院,黑龙江 哈尔滨 150086,2.成都市第五人民院,四川 成都 611330)

泌尿外科手术发展至今,从开放手术到腔镜手术,基于腔镜手术发展机器人手术,泌尿外科作为腔镜外科发展最全面,最迅速的一个学科,如何培养本学科基层进修医师腔镜外科技能关乎未来泌尿外科基层医疗事业的发展及人才的培养。为此通过总结,笔者通过教与学两个角度,浅析关于腔镜虚拟及模拟训练在泌尿外科基层进修医师腔镜外科技能培养中的一些体会:

一、资 料

资料2010年5月至2011年5月我院参加泌尿外科腔镜技术培训的基层医师共62名。根据已建立的模拟操作考核标准,分别于培训前后对培训者进行考核,考核内容主要包括腹腔镜模拟器及虚拟腹腔镜下的缝合、打结、切割、分离操作及其操作时间、准确度及动物手术评价。满分50分。

二、虚拟及模拟设备训练结果

(一)模拟设备训练。

目前有多种用于腔镜训练的模拟器。这种模拟器模拟了腔镜下手眼分离的操作,操作者可边看监视器,边在箱外使用器械完成箱内的操作,锻炼其腔镜下空间感、方向感及手眼的协调运动,是初学者较好的一个训练工具,经过上述的训练课程后,促进初学者熟悉了解腔镜下的常用手术器械及操作技巧。同时通过模拟训练掌握腔镜器械的正确认识和使用,为规范化的虚拟设备训练奠定基础[1]。

(二)虚拟设备训练。

通过腹腔镜手术的虚拟仿真研究,以外科仿真模拟系统加强对于腔镜外科医生的培训。腔镜虚拟现实模拟出的环境和操作较普通的机械视频训练箱相比更为接近真实情况。较理想的虚拟现实训练可完全实时模拟如组织器官的弹性变型、回缩、出血以及术者可以感受到使用器械的触觉感及力反馈。虚拟现实设备还可以完全模拟整个手术操作者的手术过程,就如在真实人体上手术的感受一致。在本组数据当中可以清晰的发现,虚拟技术结合模拟训练后,在动物手术考核中,分数较高,学员对于腔镜仅能掌握程度较高(见附表)。

附表 培训前后学员技术掌握情况比较(±s)分

附表 培训前后学员技术掌握情况比较(±s)分

＊P<0.05模拟器组VS模拟器结合虚拟组

分组人数(人)培训前(分)培训后10天(分)培训后10天(动物手术)(分)模拟器3124.6±3.040.6±4.238.4±3.7模拟器及虚拟3126.1±2.746.8±3.2＊44.1±2.6＊

(三)虚拟及模拟设备训练优势。

从虚拟设备视频中,基层进修医师可以进一步加深泌尿系解剖和周围组织器官解剖,了解腔镜外科手术的入路、分离、牵拉、暴露、结扎、缝合等基本操作。通过整个虚拟手术过程让基层进修医师更加形象、生动地学习腔镜泌尿外科常见问题的处理以及何时终止手术,或者腔镜手术中转开放等。通过虚拟设备逐步让基层进修医师加深理论同实际联系,形成从视频二维图像形成三维感觉,形象地掌握解剖层次和手术步骤[2-3]。利用虚拟技术虚拟出治疗过程中出现的问题及对策医学场景:(1)针对不同的手术方案把每一种手术过程中容易出现的问题及相应的对策都虚拟出来,如血管缝合,输尿管缝合等;(2)进行个性化手术.和针对性训练,提高手术疗效,弥补实物教学资源的不足。使得一些在教学中由于多方面的原因而无法开设的教学实验可以顺利进行,并可以针对器官周围粘连,出血修补等不易处理情况进行针对性训练;(3)同时利用虚拟现实系统,进一步使学生可以做各种各样的操作,获得与真实实验一样的体会,从而丰富感性认识,加深对教学内容的理解[4]。

三、动物模拟手术

模拟器和仿真虚拟设备训练与人体仍然是存在差异的,初学者必需进一步接受手术台上的训练,在手术中进一步学习和熟练腔镜手术操作,掌握腔镜手术操作。文献报道国外腔镜医师重视模拟手术训练后实验室动物手术的训练,一般在整个训练过程中动物实验室的训练比例为总学时40%[5]。然而通过文献报道分析,我国一般动物实验培训一般只占训练的5%-10%左右,主要原因在于动物训练成本较高,动物再利用率低。为此,我们应当加强临床技能实验室的建设和投入,吸取刘双林等[6]经验,改进动物模型的建立方法。让基层进修医师在真实的手术环境下充分体会不同角色的作用和不同角色之间的衔接和配合,从中学习指导医生的优点和长处,且注意自己的薄弱点和不足,以便进行针对性训练[7]。

四、讨 论

虚拟现实(virtual reality,VR)是用于创建一个虚拟世界的计算机系统,是一种新的人机界面.可在计算机里构建出一个形象逼真的模型。从而生成一种具有三维世界效果的模拟环境。同时利用各种传感设备使用户融人该环境,实现用户与环境的直接交互.并产生与现实世界同样的反馈信息。虚拟现实技术是集计算机图形学、人工智能、网络技术、传感与测量技术、人机接口技术、仿真技术等高技术于一体的实用化技术。该技术具有沉浸性(immersion)、交互性(interaction)、构想性(imagination)等特点[8]。加强训练、提高技能是掌握腔镜手术基本技术的关键,是拓展腔镜手术范围的基础,腔镜手术除需要传统的外科技术外,尚需具备特殊的操作技能。腔镜外科手术是在二维平面上远距离操作,使用的是较长的、专业性较强的特殊器械,缺乏直接敏感的手指触觉,是通过器械接触来处理器官和组织,要求手眼协调配合、定位准确。正是由于这些特点,虚拟现实技术及模拟器械操作避免真实情境所带来的各种危险,并可模拟一些罕见的、凶险的、必须进行迅速和正确救治的病例,反复进行相关临床技能的训练[9]。

应用医学模拟系统可进行一些新技术操作或者某些旧技术在新领域应用的标准化训练。此次研究结果显示应用虚拟现实技术同动物模拟训练相结合,更加有利于有的放矢的训练,提高学习的效率和质量,缩短培训的时间。同样的病例和场景可被重复使用,针对个人操作和处置中的问题,可个性化的模拟出不同的情况,在不危害病人的前提下进行相应的处理和针对的训练,以专项技能的强化训练,掌握操作要领,提高熟练程度,同时基于虚拟环境与真实实践相比较,更加有利于带教老师更加直观的发现基层进修医师在学习过程的误区、盲区、不足,便于进行针对性的教育,做到真正意义的因材施教,和教学相长。因此,针对基层进修医师群体的虚拟技术在腔镜外科规范化和科学化的培训体系中,有利于一支素质高,业务强的专业化、规范化的泌尿外科腔镜队伍建设。

[1]钟先荣,李金明.浅谈腹腔镜医学生入门[J].中国普通外科进展,2007(5):427-429.

[2]方驰华,吴东波,鲍苏苏,等.腹腔镜手术的虚拟仿真研究[J].中国内镜杂志.2009(15):337-341.

[3]黄 志,陈 琼,程 敏.利用现代教育技术促进继续医学教育的飞速发展[J].中国医学教育技术,2004(18):152-155.

[4]王 利,姜 红,张兆臣.虚拟现实技术在手术方面的应用[J].中国医学装备,2008(2):23-26.

[5]Poulakis V,Witzsch U,De Vries R,et a1.Intensive laparoscopic training:the impact of a simplified pelvic-trainer model for the urethrovesical anastomosis on the 1earning curve[J].World J Urol,2006(11):804-807.

[6]刘双林,马 鑫,艾 星,等.泌尿外科腹腔镜技能培训模式的初步探索[J].中华泌尿外科杂志,2008(29):605-607.

[7]王永刚,赵继宗.参考美国住院医生培训制度改进我国临床医学专业基层进修医师的培养[J].继续医学教育,2011(25):54-56.

[8]张大新.虚拟现实技术(VR)在医学教育和实验中的广泛应用及意义[J].科技创新导报,2008(30):211.

[9]董爱荣,李小华.虚拟技术在医学领域的应用[J].中国数字医学,2009(3):90-92.