三维影像重建技术在胸外科规培生肺段解剖教学中的应用研究

于跃　王伟　叶俊　许晶

【摘 要】肺段切除术是胸外科前沿技术之一，但因解剖结构复杂难以被理解和掌握。课题组利用三维影像重建技术对规培生进行肺段解剖的教学培训，并将采用普通CT扫描教学的学生作为对照组。教学结束后，采用临床考核和调查问卷分析效果。研究发现三维影像重建技术有助于规培生掌握肺段解剖结构，能提高其学习兴趣和临床思维能力。

【关键词】三维影像重建;胸外科;肺段解剖;规范化培训

中图分类号： G642;R-4文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）01-0180-002

肺癌是目前发病率及死亡率最高的肿瘤[1]。随着低剂量计算机断层扫描检查的普及，目前以磨玻璃影为主要影像学表现的早期肺癌检出率明显增加[2]。解剖性肺段切除术对于部分不适合行肺叶切除术的早期肺癌患者是一个较好的选择，目前在胸外科临床的应用逐渐得到推广[3]。而肺段切除术的关键技术在于肺段血管及支气管的解剖结构的判别，但肺段解剖结构及手术操作相对复杂，因此该术式具有较高的手术风险与难度，临床掌握较为困难。

按照我科诊疗常规，以磨玻璃影为表现的肺结节患者术前需要接受计算机断层扫描血管成像，并利用Deep Insight软件进行三维计算机断层扫描气管血管重建（Three-dimensional computed tomography bronchography and angiography，3D-CTBA），可精确定位肿块位置，并分析其与段支气管、动静脉以及临近组织结构的关系[4]。同时，术中应用电视辅助胸部外科技术（Video-assisted thoracic surgery，VATS）进行手术并录像，有利于精细解剖肺段结构并进行术中、术后教学。为此，我们通过分析南京医科大学第一附属医院胸外科规培生利用术前3D-CTBA影像重建技术结合VATS录像学习肺段结构的情况，探讨3D-CTBA影像重建技术在胸外科规培生肺段解剖教学教学中的应用效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象及方法

选取2016年1月至2017年12月在南京医科大学第一附属医院胸外科规培的医生46人为研究对象。将规培生随机分为3D-CTBA影像重建教学组（实验组）和普通CT教学组（对照组），每组各23人。教学老师由具有多年教学经验的南京医科大学第一附属医院胸外科主治医师担任，并经集体备课后进行讲解肺段解剖结构。

具体研究方法为：选择既往行肺段切除术的患者（右上肺前/后/尖段、右中肺外侧/内侧段、左上叶舌/固有段、下叶背/基底段各一例），所有患者均有术前3D-CTBA、普通CT扫描和术中录像。利用3D-CTBA结合VATS录像对实验组进行肺段结构的教学，利用普通CT结合VATS录像对对照组进行教学。

1.2 教学效果评价

通过客观与主观两种形式进行评估。客观临床考核内容包括，教学完成后另外选择五例接受肺段切除术的肺部小结节患者术前影像资料和术中录像作为考核资料，内容包括：根据术前影像资料判定（1）肺结节所在肺段并拟定（2）手术方案，根据术中录像判定（3）肺段动脉、（4）肺段静脉、（5）肺段支气管。取五例患者的平均分，每项20分，总计100 分。

主观考核以调查问卷体现，每组学生出科时均进行一次问卷调查，问卷涉及学习兴趣和内容理解、临床思维模式培养及应用、手术过程的认识、临床知识的回忆和掌握情况、临床思维模式培养及应用等方面问题。

1.3 统计学分析

利用SPSS软件分别对实验组和对照组的考试成绩和调查问卷进行t检验和卡方检验分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床考核

两组学生在性别、年龄以及既往胸外科及影像科工作时间方面无统计学差异（P>0.05）。实验组和对照组的临床考核成绩提示：实验组在肺结节所在肺段、手术方案拟定以及肺段解剖结構辨认高于对照组（表1）。

2.2 调查问卷

调查问卷结果提示：实验组对于学习兴趣和内容理解、临床思维模式培养及应用和手术过程的认识三个方面的满意度高于对照组（P<0.05），而两组在临床知识的回忆和掌握情况、语言表达能力的提升两个方面的满意度无明显差异（P>0.05;表2）。

3 讨论

临床医学是实践性很强的学科，而胸外科的专业性及实践性要求更高，需要通过长期实践积累才能很好地掌握。然而，目前胸外科的住院医师规范化培训存在一些局限性，非胸心外科方向的规培生在胸外科轮转时间仅为1-2个月。即使是胸心外科方向的规培生，往往要在参加住院医师规范化培训的第2-3年才会来胸外科轮转半年。作为江苏省级三级甲等医院，每年有许多基层医院的规培生来我院参加规培轮转，如何在较短的时间内让年轻的规培生掌握胸外科最新技术和发展方向，是目前临床教学中亟待解决的重要问题。

随着低剂量CT平扫的在我国的普及，使得肺癌的检出率显著提高，尤其是对于早期肺癌的诊断[5]。目前针对以磨玻璃影为主要影像学表现的早期肺癌的治疗手段，由原先标准的解剖性肺叶切除逐渐转向解剖性肺段切除术。解剖性肺段切除目前成为治疗早期肺癌的热点，但是肺段解剖结构复杂，其动、静脉及支气管树变异多并且相互交叉，部分临近段平面的结节很难判断其肺段归属。术前常规进行的普通CT扫描能够提供的信息有限，这给规培生学习肺段切除术的解剖结构造成很大困难。即使目前常规应用VATS进行手术，助手或者参观手术的医生可以从屏幕上直接看到手术流程，仍然有很多规培生反馈无法理解和掌握肺段切除术的流程。

目前我科与东软公司合作研发了Deep Insight软件，利用该软件可以对患者进行术前3D-CTBA影像重建，重建后可以从电脑上直观地显示患者的结节所在肺段位置及肺段血供和支气管的解剖。新的2.0版软件重建后的图像可以利用不同颜色将动静脉进行区分，更加有利于初学者掌握肺段解剖结构。目前在我科拟接受肺段切除术的患者，术前需要常规进行3D-CTBA影像重建以便于了解患者肺段解剖结构[6]。为保证和提高我科住院医师规范化培训的质量，我们尝试将3D-CTBA影像重建技术应用于规培生的临床教学。

既往我们主要采用普通CT扫描结合手术录像对规培生进行肺段相关知识的教学，由于普通CT扫描得出的是二维图像，需要学生凭想象构建出肺结节的毗邻关系和所在肺段的结构，这对于年资尚浅的规培生来说非常困难。因此，我们随机选取一部分学生接受以3D-CTBA影像重建为基础的实验组教学，具体教学内容包括：规培生入科后，将既往接受解剖性肺段切除术的患者，结合术前3D-CTBA影像重建和手术录像进行讲解，3D-CTBA重建后的影像可以真实模拟患者的肺部血管、气管树的解剖及肿瘤位置，其生成的图像可以在电脑屏幕上360°自由旋转，有利于规培生从各个角度观察肺段的解剖结构;随后使用五例肺段切除术的患者数据进行考核，要求规培生通过术前影像资料辨认结节所在的肺段及最佳手术方案，最后观看患者VATS录像判定肺段动脉、肺段静脉和肺段支气管的归属关系。

两组学生的考核成绩显示，实验组规培生在考核总成绩、结节所在肺段、最佳手术方案选择、肺段解剖结构辨认等方面成绩高于对照组。调查问卷显示大多数实习生均认可这种教学模式，3D打印模型教学组学生在学习兴趣和内容理解、临床思维模式培养及应用和手术过程的认识三个方面得到了明显的提高。

综上所述，我们采用的3D-CTBA影像重建技术结合VATS录像在胸外科规培生临床教学中取得了良好的效果，不仅加深了学生对肺段结构和手术的理解，而且调动了学生的学习热情和学习兴趣，提高了学生臨床思维模式培养及应用，增强了学生对肺段切除术手术流程的认识。并且，在一定程度上缓解了教学时间短和学习内容复杂的矛盾。3D-CTBA影像重建在临床教学中已显现出了巨大的应用价值，值得进一步研究、应用及推广。

【参考文献】

[1]Yu Y， He J. Molecular classification of non-small-cell lung cancer： diagnosis， individualized treatment， and prognosis [J].Frontiers of medicine. 2013，7：157-171.

[2]高丰，葛虓俊，李铭，等.不同病理类型肺部磨玻璃结节的CT诊断[J].中华肿瘤杂志.2014，36：188-192.

[3]吴卫兵，陈亮，朱全，等.ⅠA期周围型非小细胞肺癌的全胸腔镜肺段切除术[J].中华胸心血管外科杂志.2013，29： 399-401.

[4]佘晓伟，顾云斌，徐春，等.3D-CTBA及3D-VATS单操作孔行解剖性肺段切除治疗非小细胞肺癌[J].中国肺癌杂志. 2017，20：598-602.

[5]李雪梅，武刚.肺局灶性磨玻璃结节的高分辨CT表现与病理对照分析[J].哈尔滨医科大学学报.2016，50：67-70.

[6]于跃，孟阳春，孙云刚，等.胸腔镜下肺段切除在孤立性肺动静脉瘘中的应用[J].中国医师进修杂志.2017，40：721-723.