三维重建技术在肝脏解剖及手术规范化培训教学中的作用

王威巍，李 靖，郑 璐，张 宇，尤 楠，吴 柯

第三军医大学第二附属医院肝胆外科， 重庆 400037

三维重建技术在肝脏解剖及手术规范化培训教学中的作用

王威巍，李 靖，郑 璐，张 宇，尤 楠，吴 柯

第三军医大学第二附属医院肝胆外科， 重庆 400037

目的探讨三维重建技术在肝胆外科规范化培训教学中的作用及效果。方法选取于第三军医大学第二附属医院肝胆外科进行住院医师规范化培训的40名住培学员，随机分为对照组和试验组各20人，对照组采用传统肝胆外科临床教学方案，不进行三维重建技术的培训;试验组采用传统方案+Myrian XP-Liver 软件进行临床教学，然后对2 组学生进行出科考试测验和问卷调查。结果试验组和对照组学生出科考试平均成绩分别为(88.4±9.2)和(72.3±8.3)分，组间比较差异具有统计学意义。出科成绩大于80 分的学生，试验组为15 人，对照组为8人；试验组学员对培训的兴趣、知识的掌握以及解剖认知均优于对照组。结论与传统教学方法比较，三维重建系统在肝胆外科医师临床规范化培训教学中具有明显优势，值得在临床教学中推广。

住院医师规范化培训；肝胆外科；三维重建；解剖；临床教学

住院医师规范化培训是医学专业毕业生在完成学校教育后，所接受的以提高临床能力为主要目的的系统、规范的培训，是毕业后教育的重要组成部分，对优秀临床医师的培养起着促进和保障作用[1]，也是目前国家卫生体制改革中重要的环节之一。但由于培训学员教育层次及生源不同，几乎跨越整个高等教育阶段，所接受的以及能接受的知识都不一样。而且从国家层面而言，对于如何达成规范化培训无“规范”可循。每个地方医疗机构所谓的规范化培训也多遵循该医疗机构自成一派的“传统风格”。因此，如何最大程度地实现规范化是一个迫在眉睫的问题。

为了使规培学员更好地理解肝内正常解剖结构及手术方式，笔者将三维重建技术应用于肝脏解剖及手术规范化培训，现总结如下。

1 教学对象和方法

1.1教学对象

选取2016年1月—2016年12月于第三军医大学第二附属医院肝胆外科进行住院医师规范化培训的40名学员，随机分为对照组及试验组各20人，对照组采用传统肝胆外科临床教学方法，不进行三维重建技术的培训，试验组采用传统方法+Myrian XP-Liver 软件进行临床教学。

1.2教学方法

根据教学目的，共选择3例影像学资料。其中，1例为于医院体检中心行体检的成年健康男性，1例确诊为“原发性肝癌”且拟行“肝脏部分切除术”的男性患者，1例确诊为“原发性肝癌”拟行“右半肝切除术”的男性患者。

3例对象均于医院影像科行GE公司64层薄层CT扫描，层厚6 mm，并分别行肝动脉、门静脉及肝静脉的三维重建。然后将3例对象CT数据导入法国My- rian系统进行肝动脉、门静脉、肝静脉及肿瘤的三维重建。

参照Mody S K等的方法，教学分为三个阶段[2]：首先讲解正常肝内解剖结构，主要着重于以下几个方面：①正常肝脏的大体解剖结构；②第一、二及三肝门的正常解剖结构及常见变异情况；③肝脏的断层解剖学及相对应的CT影像；④如何在CT影像上对肝脏进行分区，以及第一、二及三肝门、肝动脉及胆道系统的识别。根据肝脏Gliison系统，利用Myrian系统血管分支工具对例1分别将门静脉二级属支以不同颜色标记，最后利用血管引流区域计算工具分别将各二级属支所引流的区域以相应的门静脉属支颜色标记出来，符合肝脏“五叶八段”分区。通过该阶段的学习，加强肝脏正常解剖的理解，为后续学习奠定基础。

对例2患者，首先与学员一起了解病史，通过辅助检查及检验结果等讲解患者行“肝部分切除术”的原因，明确原发性肝癌的诊断原则以及与其他肝脏占位性病变的鉴别，与学员一起利用Myrian系统利用血管分支工具及引流区域计算工具将肿瘤所占据的肝段用不同于正常肝脏的颜色进行标记，然后与例1所讲解的解剖变异进行对照学习，讲解该患者是否存在解剖变异情况，明确第一、二及三肝门、肝动脉的位置，再在CT影像上讲解该患者的肝占位性病变所处的肝段，再讲解肝脏部分切除术的手术原则(如肝门阻断方案及时间，手术切缘的标准等)，规划手术方案，引导学员利用Myrian系统虚拟手术刀工具进行肝脏肿瘤的切割。

对例3患者，首先讲解该患者行“右半肝切除术”的原因及“解剖性肝切除”的概念，然后在CT影像上讲解该占位所处的位置，利用Myrian系统血管分支工具将门静脉右支及右肝静脉完全切割，以引流区域计算工具将门静脉右支所引流的区域用不同于正常肝脏的颜色进行标记，讲解门静脉右支供应区域及右肝静脉引流区域的异同，同时分析半肝切除术与肝部分切除术的差别，强调肿瘤手术中遵循的“无瘤原则”，以及肝静脉在半肝切除术中的重要性，最后引导学员利用Myrian系统虚拟手术刀工具沿缺血线进行右半肝的切割。

最后，观看例2及例3患者手术录像，比较模拟手术和实际手术的差异；通过自行设计的问卷调查学员的满意度，通过关于肝脏解剖及手术的专业出科试题测试学员对知识的掌握情况，统计考试成绩。

2 统计学方法

采用SPSS 19.0中文版进行数据统计，组间比较采用t检验，以P<0.05为差异具有统计学意义。

3 教学效果评价及结果

出科成绩采用第三军医大学第二附属医院肝胆外科肝脏亚专业组教授所制定的出科试题，共计50题，全部采用客观化试题，其中单项选择题为40题，每题2分，共计4个答案；多项选择题为5题，每题4分，共计4个答案，根据所选择的正确答案计分，不实行倒扣分。主要包括以下几个方面：①肝脏的正常解剖形态；②肝脏的“五叶八段”分区法及与相对应的CT断层解剖知识；③三个肝门的识别；④常见肝占位性病变的影像学鉴别；⑤肝段切除术的解剖基础；⑥半肝切除术的解剖基础；⑦肝脏切除手术的风险评估及与肝脏体积的关系；⑧如何合理规划肝切除范围。

然后以问卷形式评价学生满意度，满意度调查表分为五项[2]，参照LIKERT五分量表法进行评分[3]，积极态度语句的给分方法是：十分同意5分，同意4分，未定3分，不同意2分，十分不同意1分；消极语句的给分方法恰好相反：十分同意1分，同意2分，未定3分，不同意4分，十分不同意5分；然后统计平均分。

3.1出科成绩比较

试验组和对照组出科考试平均成绩分别为(88.4±9.2)和(72.3±8.3)分，组间比较差异具有统计学意义。出科考试成绩分数高于80分的人员，试验组为15人，对照组为8人，如表1所示。

表1 不同组别之间的成绩比较

3.2问卷调查

采用Myrain软件可明显提高实习学生的学习兴趣，加深学生的记忆，加深学生肝脏手术的认识和参与度，等，如表2所示。

表2 不同组别之间的满意度评分表

4 讨论

就肝胆外科而言，肝内外解剖结构无疑是最重要的基础知识。然而，由于规培学员的教育层次不同，对该知识的理解也存在明显的差异。

长期以来，我国的解剖教育多依赖于解剖图谱及尸体解剖来达到认知目的。但是解剖图谱完全来源于正常解剖结构的统计结果，因此会给学员造成一种先入为主的感觉，认为所有的解剖结构都是一样。然而事实并非如此。

尸体解剖虽然弥补了图谱的一些缺点，但由于我国目前医学教育资源的紧张现状，常常出现几十人围着一具尸体的现象。而且，经浸泡的尸体其解剖结构多少会发生改变，再加上多批学员反复对尸体解剖及观察，造成尸体的损坏特别是重要解剖结构更容易受损，因此给后学者造成了极大的困扰，对尸体上缺失的一些重要解剖结构甚至造成完全无法认知的现象。

近年来，虚拟现实技术弥补了上述缺憾。随着虚拟现实技术在临床的广泛应用，越来越多的患者因此受益。三维重建技术作为虚拟现实技术最基本的技术，不仅仅局限于临床应用，在教学中应用虚拟现实技术能为学习者模拟逼真的学习环境，打破教学的时空限制，提升医学教学的水平[4-5]。既往有研究曾对实习学员及研究生进行了类似的测试，发现对上述人员的教学效果较理想[6-7]。

因此，我们再次将三维重建系统应用到住院医师规范化培训中，所不同的是对规范化培训医师增加了考核难度，加入了较多的临床专科知识。与实习学员不同的是，三维重建系统可以提高规范化培训医师的考核成绩，这可能与实习学员相比较而言掌握了更多的解剖知识。但是，在满意度调查中发现三维重建系统并不能使其成为永久性的记忆，对其他学科的学习也无太大的帮助，可能达到的效果最多就是规范化培训医师记得曾经接受过某些三维重建的培训。但较为可喜的是，住培医师在经过三维重建的培训后，对肝胆外科专科手术有了较好的认识，一定程度达到了“规范化培训”的要求，更可以延伸至腹腔其他器官的解剖教学，对各个器官的结合形式以及它们的变异类型有更多的了解，其形象性、直观性、生动性可直接激发学员兴趣，提高解剖学教学质量[8-9]。

不仅如此，三维技术还可以应用于规范化师资培训[10]，通过此过程将有助于住院医师规范化培训，使规范化培训医师不仅有感性的认识，对实际手术操作及流程有了更直观的感受，也使手术培训的时间大为缩短，同时三维重建技术的应用为学员提供了丰富的解剖教学资源来源，减少了对昂贵的实验尸体的需求。

[1]陈莉,顾琴龙,马进军,等.上海市住院医师规范化培训生源情况统计分析与思考[J].上海交通大学学报:医学版,2013,33(8):1150-1154

[2]Mody S K,Kiley J,Gawron L,et al.Team-based learning:a novel approach to medical student education in family planning[J].Contraception,2013,88(2):239-242

[3]Adleman J,Gillan C,Caissie A,et al.Development of a Quality and Safety Competency Curriculum for Radiation Oncology Residency:An International Delphi Study[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，2017,96(2S):E411

[4]谢蓉蓉.数字化学习背景下三维虚拟学习环境的模式与分类研究[J].远程教育杂志，2015(1):87-92

[5]莫海燕,刘静,曹慧.虚拟现实技术在康复医学中的应用与发展[J].医疗卫生装备,2014,35(11):100-102

[6]赵弘智,甯交琳,陈思芳,等.肝脏三维手术计划系统在八年制肝胆外科临床教学中的应用[J].中国高等医学教育,2014(4):85-86

[7]赵向前，梁斌，孟翔飞.三维图像构建法在肝胆外科研究生教学中的应用[J].西北医学教育,2014(4):682-683

[8]解学乾，陈海曦，刘爱群,等.三维重建技术在肝脏和胆道系统影像学PBL教学中的应用[J].卫生职业教育,2016,34(8):54-55

[9]胡亨伍,张俊兰,李敏.分割及三维重建在解剖实验教学系统中的应用[J].智能计算机与应用,2012,2(2):52-57

[10]蔺晨,赵峻,杨华,等.规范化外科教学中三维可视化触屏平台应用的师资培训效果分析[J].基础医学与临床,2016,36(3):419-423

Roleof3Dreconstructiontechnologyinstandardizedtrainingofliveranatomyandoperation

WangWeiwei,LiJing,ZhengLu,YouNan,WuKe

DepartmentofHepatobiliarySurgery,TheSecondAffiliatedHospitalofThirdMilitaryMedicalUniversity,Chongqing400037,China

ObjectiveTo explore the role and effect of 3D reconstruction technology in resi- dent standardized training of hepatobiliary surgery.MethodsWe selected 40 students under resi- dent standardized training in our department and randomly divided them into control group and experimental group, with 20 in each. The control group

the traditional hepatobiliary sur- gery clinical teaching plan, but without 3D reconstruction technology training. The experimental group used the traditional plan + Myrian XP-Liver clinical teaching software. The two groups of students were given a test and questionnaires.ResultsThe average test score was (88.4±9.2) for experimental group and (72.3±8.3) for control group, respectively, with significant difference bet- ween the two groups. There were 15 students in experimental group and 8 students in control group who scored over 80 points. Students' interest in training, knowledge grasp and anatomical cognition were superior in experimental group to control one.ConclusionCompared with the tra- ditional teaching method, 3D reconstruction system has obvious advantages in clinical standard- ized training of hepatobiliary surgery and thus deserves popularization in clinical teaching.

standardized training of residents; hepatobiliary surgery; 3D reconstruction; anatomy; clinical teaching

2017-03-29

王威巍(1982-)，男(苗族)，重庆人，主治医师，硕士，主要研究方向：肝胆外科临床实习及规培教学。

G434；G642.0

：A

：1004-5287(2017)05-0589-03

：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201705026