外科治疗教学实践中虚拟手术系统的应用分析

摘要：目的：探讨三维可视化及虚拟手术技术在医师肝脏手术规范化培训教学中的作用及效果。方法选取我院肝胆外科的40名医师（包括规范化培训医师、进修医师及该院医师）作为研究对象，随机分为对照组（n=20）和试验组（n=20）。对照组采用传统的肝脏解剖、手术图谱及二维的CT或MRI图像进行手术规划及手术路径制定的教学;试验组采用重建软件生成的肝脏三维重建可视化模型及虚拟手术模块，结合高清手术录像进行教学。教学结束后对两组医师进行考核评分，评价其手术规划能力及对手术路径的理解力，最后进行问卷调查，评价医师对教学方法的体会及满意度。结果试验组手术规划及手术路径理解的考核总得分为（7.450±1.468）分，显著优于对照组的（4.950±1.146）分，差异具有统计学意义（P<0.01）;试验组对肝脏病变与肝动脉、门静脉、肝静脉、胆道关系的判断正确率显著高于对照组，试验组制定的切肝平面准确率显著高于对照组（P<0.01）。试验组对肝脏外科手术教学的兴趣及满意度显著高于对照组（P<0.05）。结论应用虚拟手术系统辅助教学能够提高学员对临床知识难点的掌握，增强学员的临床实践能力。这种新的临床教学模式受到学员们的良好评价，值得在教学活动中进一步推广应用。

关键词：外科治疗;教学实践;虚拟手术系统

引言

外科作为技术要求最高的医学专业之一，要求外科医师不仅需要有高水平的理论知识，还需要有超高的操作技巧，以确保减少任何不必要错误操作，因为任何错误都会导致严重的后果，因此模拟手术便成为每一个外科医师保持自己手术技巧的日常训练。在现代，模拟在医学和非医学领域都着极其重要的作用，尤其是承担着高风险和高成本的领域。通过模拟，人员能对高复杂的内部交互作用的系统进行研究和实验，能设想各种不同方案，观察这些案对系统的结构和行为的影响，选择最佳方案。

1资料与方法

1.1一般资料

选取2018年6月—2019年12月我院外科的40名医师作为研究对象，其中包括20名参与规范化培训的医师，16名进修医师及4名该院低年资医师。将三种不同背景的医师随机分为对照组（n=20）和试验组（n=20）。两组医师年龄、性别、从事医疗工作时间等基线信息的差异无统计学意义。试验组与对照组的教学过程均由相同的3名高年资主治医师代教。所有研究对象均签署知情同意书，表示知晓该研究内容并同意参与研究。

1.2方法

对照组采取常规教学。观察组采取虚拟手术系统教学，具体内容如下：

首先由带教教师在课前利用Mimics软件将CT数据构建成数字化三维模型;在课堂中，通过PPT进行理论授课的同时，向学生展示虚拟手术设计，利用3-matics软件在三维模型上演示手术切割以模拟手术流程，让学员从各个方向观看结构变化并讲解血供分布，结合CT二维图像讨论如何制定合理计划;最后带领学员观摩手术，加深对课程内容的理解。

1.3观察指标

教学结束后由带教教师结合1例复杂肝切除病例对两组医师进行考核评分，考核项目包括：①肝脏外科解剖知识考试;②肝脏肿瘤定位;③肝动脉、肝静脉、门静脉、胆道肝内走行描述是否正确;④肿瘤与肝内管道、下腔静脉关系的判断;⑤肿瘤切除范围及断肝平面的确定;⑥选择需要离断的肝内管道是否正确;⑦残余肝脏体积是否足够的判断。三位带教教师通过问答的方式评价医师对手术规划及手术路径理解的能力，问答结束后根据医师的总体表现给予主观评分，分值范围为0～10分，取三位带教教师评分的平均值为最终得分。

1.4统计学方法

采用SPSS22.0对研究对象采集的数据进行分析处理，计量数据采用（ ±s）表示;计数资料采用%表示，使用χ2对数据进行校检;P>0.05为差异无统计学意义。

2结果

2.1两组医师考核评分成绩

试验组在以下几项的判断正确率明显高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05），包括：①肝脏肿瘤定位;②肝动脉、肝静脉、门静脉、胆道肝内走行及与肿瘤关系;③需要离断的肝内管道;④残余肝脏体积是否足够。两组医师对肝肿瘤与下腔静脉关系判断的正确率无明显差异（P>0.05）。试验组肝脏外科解剖知识考试、对手术规划及手术路径的理解得分显著高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）。试验组回答所有问题所需的时间明显少于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）。具体结果如表1所示。

2.2两组医师对各自教学方法的体会及满意度

教学结束后对两组医师进行问卷调查，评价医师对教学方法的体会及满意度，共发出问卷40份，并全部收回。相比对照组，试验组医师认为三维重建模型教学的学习难度更低，更能激发其学习兴趣，提高学习效率，拓宽知识面（P<0.05）。试验组教学满意度评价为优或良的比例为70%，显著高于对照组的15%（χ2=12.379，P<0.05）。具体结果如表2所示。

3讨论

数字化模型良好的拟真性可以在外科治疗教学中以三维方式展示解剖结构，学生可以自由地全方位观看手术进程并学习术中相关知识点。与传统教学相比，数字化教学在真实性、互动性、信息丰富程度等方面具有显著的优势，并且能够提高学生的学习积极性，有望取得更好的教学效果。该研究选择以肝脏手术为教学目标探讨数字化教学的效果有以下四点考虑：第一，该手术是目前外科的常见手术之一，具有重要的临床意义;第二，该手术是国内外外科领域最成熟、最热门的数字化技术辅助术式之一，其数字化教学的可行性较高;第三，该手术难度大、过程复杂，是该学科教学难点之一，在研究两种授课模式中容易产生教学效果的差异性;第四，两组学员在该次授课前对此类手术并没有前期的接触，所以学员个体间的基础相近，考核成绩具有较强的可比性。手术教学方面，传统方式是跟着带教教师上台手术，边手术边进行授课教学，主要是针对所遇到的解剖结构进行讲解。医学生如果术前没有充分的知识储备，难以对教师在手术台上的讲解留下深刻印象。虚拟手术可对各具体操作步骤进行重复、暂停、标准化的测量，可进行旋转、放大、缩小等操作，可从各个角度展示手术细节。同时，我们在课堂积极鼓励学员参与对部分手术步骤的设计和讨论。

结束语

综上所述，该研究成功将手术的3D模拟系统应用于临床教学中。相较于传统教学模式，虚拟手术教学可以显著提高学员对临床知识难点的掌握，增强学员的临床实践能力。这种新的临床教学模式受到学员们的良好评价，值得在教学活动中进一步推广应用。

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作者简介：秦钰（1986-01-），女，汉族，本科，广西桂林人，讲师，研究方向：临床医学。