简易腹腔镜模拟训练系统的自制方法及其在腹腔镜技能培训中的应用

通讯作者：李和程。E-mail：oliverlee0615@163.com

简易腹腔镜模拟训练系统的自制方法及其在腹腔镜技能培训中的应用

李钊伦，李和程，种铁，王子明，陈海文，张鹏，李洪亮，陈琦，王振龙，陈娟

(西安交通大学 第二附属医院泌尿外科，陕西 西安710004)

摘要：介绍利用物品整理箱、带灯可调焦距摄像头、市场零售训练模块、万能视频捕获软件和笔记本电脑组合自制腹腔镜模拟训练系统的方法。以市售腹腔镜训练器为参照，对68名参与培训人员就腹腔镜基础理论、手术观摩、模拟箱内操作等内容进行培训，对训练结果和满意度进行了调查。结果显示68名参与培训人员对培训课程设置均满意。自制腹腔镜模拟训练系统除摄像视野略有不足，在图像清晰度、操作灵活性和模拟训练效果三个方面与市购成套腹腔镜训练器相比无显著性差异，但更具有便捷性。自制腹腔镜模拟训练系统具有经济、有效、便捷的特点，可以缩短腹腔镜操作学习者的学习曲线，值得青年医师和基层医院医师借鉴参考。

关键词：腹腔镜；模拟培训系统；医师培训

收稿日期：2015-01-24

作者简介：李钊伦(1973-)，男，主治医师，博士，研究方向为泌尿外科腔镜技术研究。

中图分类号：G642

DOI:10.13555/j.cnki.c.m.e.2015.05.053

Home-made Laparoscopic Simulation System

and Its Application in Laparoscopic Training

LI Zhao-lun, LI He-cheng, CHONG Tie, WANG Zi-ming, CHEN Hai-wen,

ZAHNG Peng, LI Hong-liang, CHEN Qi, WANG Zhen-long, CHEN Juan

(Department of Urology, the Second Affiliated Hospital,

Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710004, China)

Abstract：In the paper, we introduced the method of home-made laparoscopic simulation training system by using goods sorting boxes, adjustable focal length camera, the market retail training module, universal video capture software and personal computer. With a commercially available laparoscopic training device as a control, 68 trainees participated in a course including studying of laparoscopic basic theory, operation observing and simulation box operation training. Training and satisfaction survey results showed that all the 68 trainees were satisfied with the training curriculum. Compared to the commercially available laparoscopic training device, the home-made laparoscopic simulation training system had analogous image clarity, flexibility of operation, simulation training effect and convenience except slightly unsatisfactory imaging field. The home-made laparoscopic simulation training system proved to be economic, effective and convenient with the ability of shorten the learning curve of laparoscopic surgery.

Key Words：laparoscopy; simulation system; training

自20世纪70年代末期，腹腔镜技术引入临床后，该技术在普通外科、妇科、儿外科、胸外科及泌尿外科等多个学科发展迅猛。我国国内许多县级基层医院都已开展部分腹腔镜手术治疗，但腹腔镜技术的临床发展势头与专科医师的教学和培训呈不对称性发展。在美国和西欧等发达国家，腹腔镜医师进入临床前均需接受严格的技术培训和考核，才能取得准入资格[1]。在我国三级医院的相关科室，虽已广泛开展腹腔镜手术，但由于临床工作繁忙，大多数青年医师并未得到规范的腹腔镜技术培训或训练。尽管术中有所接触，但多处于助手的角色。腹腔镜下绝大多数手术操作均集中于主刀医师手中，助手除持镜外很少有实际操作机会，往往对腹腔镜操作仅处于一种感性认识，导致学习曲线延长。由于培训设备缺乏、培训经验不足及缺少经费资助等原因，基层医院医师能得到腹腔镜培训或训练的机会更少。本文的目的是结合我院泌尿外科举办的三期腔镜培训班的经验，介绍一种价廉物美的腹腔镜模拟训练系统的自制方法，并与市售腹腔镜训练器在腹腔镜技能培训中的应用价值进行了比较，希望给青年医师和基层医师的培训提供一些借鉴和参考。

1　资料与方法

1.1主要材料

腹腔镜训练器由我院腔镜培训中心购自北京前程博达科技有限公司(含监视器、摄像系统和模拟操作箱)，持针器、分离钳、抓钳和剪刀均由日本Olympus公司提供。自制腹腔镜模拟训练系统所用物品中的整理箱、带灯可调焦距800万像素摄像头、训练模块均由零售市场购置。万能视频捕获软件由网络免费下载并安装于笔记本电脑(系统：Windows 7.0，CPU：Intel Core i5, 内存：4G, 显卡：Intel(R)HD graphics family)。4-0爱惜康带针缝合线购自美国强生公司。

1.2简易腹腔镜模拟训练系统的自制方法

市场购置40L硬塑料制物品整理箱(50cm×35cm×25cm)，距离箱盖边缘约12cm和15cm分别凿出直径约10mm共两排4个圆孔作为器械操作通道。将市场购置的带灯可调焦距800万像素摄像头底座用螺钉固定于40×30cm长方形木板上，将木板置入物品整理箱作为模拟训练操作工作台，摄像头USB数据线连接已经安装万能视频捕获软件的笔记本电脑。在模拟训练时启动软件调整为视频预览模式，如需要录像可调整为视频捕获模式。

1.3培训对象

68名参与培训人员包括参加我院泌尿外科3期腔镜培训班的泌尿外科基层医院学员48名、进修医师15名和研究生5名。其中男性67人，女性1人。高级职称23人，在其它单位接受过初级腹腔镜培训3人、有简单腹腔镜操作经验者20人。68名学员均先后使用市购腹腔镜训练器和自制腹腔镜模拟训练系统进行体外模拟操作训练。培训周期为1周。

1.4培训模块

一些颇具规模的家族企业在接班过程中都不同程度地遭受了失败，一再验证了“富不过三代”的俗语。因此，如何通过接班人选择，在避免风险的同时，将最有能力者置于家族企业管理层的顶端，进行企业权力的顺利交接，实现企业的良性发展，已成为一个非常现实的问题。用家族成员可以实现企业稳定，用外部成员可以解决企业发展，[1]家族企业在不同的发展阶段，需要对三种主要的接班模式进行选择，按照科学的企业接班机制，顺利完成接班过程。

基础理论课采用多媒体授课。包括泌尿外科腹腔镜手术基础、腹腔镜手术模拟训练方法简介、后腹腔镜肾癌根治术与保留肾单位手术、后腹腔镜肾盂成形术、后腹腔镜肾上腺肿瘤切除术及后腹腔镜下肾蒂的解剖与处理。主要涉及腹腔镜手术解剖基础、腹腔镜原理、腹腔镜手术中器械应用介绍、腹腔镜中“手眼脚脑”协调和二维视野训练方法，腹腔镜手术操作中夹、持、挑、勾、拔、挡、戳、剪、冲、吸、缝合和打结，具体不同手术操作流程、解剖和操作关键点，术中及术后可能出现的并发症及处理策略等。以上课程共计8学时。

手术观摩。所有参与培训人员在手术演播室进行腹腔镜手术现场转播观摩，并每4人为一小组轮流进入手术室现场观摩。观摩手术内容包括腹腔镜前列腺癌根治性切除术、后腹腔镜肾癌根治术、后腹腔镜保留肾单位手术、后腹腔镜肾盂成形术及后腹腔镜肾上腺肿瘤切除术等。手术直播室主持人详细讲解病例选择、术前准备、Trocar定位、手术解剖顺序和标志、手术关键点等。主刀医师根据术中进展进行现场讲解并与学员问答互动。共计24学时。

简易模拟操作训练。在市购腹腔镜训练器或自制腹腔镜模拟训练系统中进行模拟操作训练。内容包括以下几个训练模块：①梅花桩夹豆训练：左手持抓钳将黄豆大小的塑料珠子从小盘中夹持放在高低不等的梅花桩上，右手持分离钳再将其取回；②套圈训练：左手持抓钳将塑料套圈套在桩柱上，右手持分离钳再将其取出；③鞋带过孔训练：左右手分别持抓钳和分离钳配合下将鞋带穿过高低不等的孔道；④剪纸训练：左手持抓钳或分离钳，右手持剪刀，按虚线剪出半椭圆。上述简易操作练习共计8学时。

模拟箱内缝合与打结训练。在市售腹腔镜训练器或自制腹腔镜模拟训练系统中进行缝合与打结训练。内容包括以下几个训练模块：①裸针缝合：缝合针不带线，只练习进针和出针；②带线缝合：缝合针带约4cm缝合线，练习针方向调整、进针和出针；③间断缝合：使用带线缝合针练习间断缝合；④连续缝合：使用带线缝合针练习连续缝合；⑤打结：间断缝合“笑脸”打结法、“缠绕”打结法、“投针式”打结法和连续缝合Aberdeen打结法。以上课程设置6学时。

1.5评价方法

模拟操作训练评价：分别记录并比较接受培训前后放置和取下所有5个梅花桩塑料珠的时间(夹豆时间)、按限制线剪出半椭圆的时间(剪半椭圆时间)、缝合1针并打4个方结的时间(缝合打结时间)。

简易腹腔镜模拟训练系统评价：经过上述操作评价后，对市购成套腹腔镜训练器和自制腹腔镜模拟训练系统进行评价：分别就图像清晰度、操作灵活性、模拟训练效果、视野范围、便捷性五个方面进行问卷调查，每个问题设置为20分(0-5分为不满意，6-10分为尚可以接受，11-15分为满意，16-20分为很满意)；最后以问题“自己愿意拥有哪套模拟训练系统”给出个人模拟训练系统倾向性选择。

1.6统计学方法

各组数据以均数±标准差表示，使用SPSS 17.0软件进行统计学处理。培训前后操作评价采用独立样本t检验；对自制腹腔镜模拟训练系统评价采用配对样本t检验，P<0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1简易腹腔镜模拟训练系统制作效果

简易腹腔镜模拟训练系统制作顺利，视频流畅，无延迟现象。整个系统制作花费仅需要约150元人民币，如果购买训练模块组合，花费也仅约500元人民币(不含腹腔镜操作器械和笔记本电脑)。操作训练极方便，训练完毕可将训练器械和训练模块完整装箱，便于搬运和物品整理。

2.2模拟操作训练评价结果

经过为期1周的系统培训后(包括8学时的简易模拟操作训练和6学时的缝合与打结训练)，夹豆训练时间由(106.2±20.9)秒缩短为(60.8±8.9)秒，剪半椭圆时间则由(281.7±34.6)秒缩短为(186.9±12.9)秒，缝合打结时间由(325.3±54.2)秒缩短为(167.7±18.6)秒，与接受培训前相比，P值均小于0.001，操作熟练程度均大幅度提高。

2.3简易腹腔镜模拟训练系统评价结果

68位参与培训人员对课程设置均非常满意。调查问卷结果显示，与市购成套腹腔镜训练器相比，自制腹腔镜模拟训练系统在摄像视野方面得分为14.2分，略次于前者；便捷性则为18.9分，高于前者的15.5分。在图像清晰度、操作灵活性和模拟训练效果三个方面二者无统计学差异(表1)。68位参与培训人员中56位(82.4%)倾向选择拥有自制腹腔镜模拟训练系统。

表1　满意度调查结果( n=68)

3　讨论

腹腔镜手术创伤小、疼痛轻、恢复快和美容效果好，自其问世以来便得到广大医务工作者和患者的青睐。尤其是近10余年来，随着临床微创应用相关领域的科技进步，如摄像、操作器械等的不断更新换代，更是加快了腹腔镜技术发展的势头。在美国和西欧等发达国家，临床医师必须接受严格的技能培训和考核，才能取得腹腔镜操作准入资格[1]。耶鲁大学医学院一项研究表明，绝大多数住院医师(91.0%)认为在培训课程中应该保证充分的时间在模拟环境中进行技能训练[2]。在虚拟环境中应用模拟箱或虚拟现实模拟器(Virtual reality simulator，VRS)进行腹腔镜技能培训可获得与传统培训方法相似的基本操作技能[3]，对于提高腹腔镜手术技能和缩短学习曲线的价值已获广泛公认。

在我国，经过多年的学习与追赶，目前临床腹腔镜技术基本与世界水平齐头并进，但发展极不均衡，在规范化教学与培训方面更是与临床技术的迅猛发展势头呈现出不对称性发展趋势。基层医院往往因经费不足，难以提供模拟训练器和技能培训。部分大型医院虽已建立腔镜培训中心并配备较完善的市购模拟训练器，但往往因青年医师日常医务工作繁忙而无暇前往腔镜培训中心进行模拟训练，使得这些中心和设备形同虚设。

我国已有医务人员使用纸箱、计算机、摄像头自制简易腹腔镜模拟器[4]，使用自制腹腔镜模拟训练装置进行夹豆、缝合打结及剪切等训练，每天坚持1小时，连续2周训练后，手术技能可得到明显提高[5]。这些自制简易腹腔镜模拟器一定程度上达到了体外模拟训练的目的，但过于简易粗糙。本文以硬塑料材质的物品整理箱代替模拟箱，具备诸多优势，如具有较好的透光性、易于搬运、不易损坏、经久耐用，便于整理训练器械和操作模块，尤其利于使用动物组织或器官进行训练。与市场销售的腹腔镜模拟训练器相比较，则更具有经济性和便捷性，适合个人配备在家庭或办公室于空闲时间随时进行训练，尤其适合于繁忙的青年医师和基层医师进行基本技能训练。本文对68位参与培训人员进行培训后调查问卷显示，在图像清晰度、操作灵活性和模拟训练效果几个方面，自制腹腔镜模拟训练系统与市场销售的腹腔镜训练器相比无显著差异，但便捷性更好。自制腹腔镜模拟训练系统也有一定缺点，如摄像视野偏小、操作时偶尔需要开箱对焦调节等。在倾向性调查中，考虑到经济性和便捷性，82.4%的参与培训人员更希望拥有真正属于自己的自制腹腔镜模拟训练系统。

在我们的培训课程中，为增加体外模拟训练的乐趣，设置了夹豆、套圈、穿鞋带、剪椭圆等游戏性较强的

训练科目，以期通过训练可以达到操作中“准、稳、轻、巧”的要求。为练习腹腔镜手术中精细操作，缝合打结采用进阶式练习方法。针对临床实际应用中不同场景，教授了间断缝合“笑脸”打结法、“缠绕”打结法、“投针式”打结法和连续缝合Aberdeen打结法等多种打结技巧。除了模拟箱内简易操作训练和缝合打结外，还设置了基础理论多媒体授课、手术观摩和动物实验。通过基础理论学习，可以让学员对腹腔镜的构造、保养、腹腔镜手术原理和对正常人体机能产生的影响、手术流程等进行了解和熟悉。通过手术观摩进一步熟悉人体相关解剖结构和完成手术的各种技巧。

通过短期的培训与学习，不大可能熟练掌握腹腔镜手术的每一种技能，培训后较长时间继续于体外模拟训练中练习不同的手术技能则显得尤为重要。接受培训的医师最喜好用活体动物进行模拟训练，其次是尸体组织和VRS[2]。在自制腹腔镜模拟训练系统或市场购置的腹腔镜模拟器中均无法进行活体动物模拟训练，但利用动物组织或器官进行训练则不存在问题，并且可明显提高腹腔镜培训的效果[6]，采用自制腹腔镜模拟训练系统在家庭中进行动物组织或器官训练则更便捷。此外，自制腹腔镜模拟训练系统中的视频捕获软件可以对训练者的操作进行随时录像回放，反复观摩改进操作技能，更易于针对自己弱点进行特殊训练。

通过对学员培训，证明该自制腹腔镜模拟训练系统是一种经济有效的腹腔镜培训器，结合科学的培训课程和有丰富经验的教员授课，可以方便快捷地提高学员的腹腔镜基本手术技能，缩短学习曲线，值得青年医师和基层医院医师参考借鉴。

参考文献：

[1]Holznecht C, Schmidt T, Gould J. The impact of training under different visual-spatial conditions on reverse-alignment laparoscopic skills development[J]. Surg Endosc, 2012,26(1):120-123.

[2]Shetty S,Zevin B,Grantcharov TP,et al.Perceptions, training experiences, and preferences of surgical residents toward laparoscopic simulation training:a resident survey[J]. J Surg Educ, 2014,71(5):727-733.

[3]Marlow N, Altree M, Babidge W, et al. Laparoscopic skills acquisition:a study of simulation and traditional training[J]. ANZ J Surg, 2014,84(12):976-980.

[4]鞠大闯, 杜红兵, 胡军红. 自制腹腔镜模拟训练系统在基层医院的应用[J]. 中华胃肠外科杂志, 2013,16(6):512.

[5]常永欣, 武玉东, 刘秉乾, 等. 自制腹腔镜模拟训练装置在腹腔镜基本技能训练中的应用[J]. 中国实用医刊, 2012,39(7):17-19.

[6]杨飞, 湛海伦, 卢扬柏, 等. 重视腹腔镜下动物组织模拟训练在腹腔镜培训中的作用[J]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2012(2):10-13.

(编辑：陈新东)