医学模拟教育在运动医学专科培训中的应用与进展

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(南方医科大学第二临床医学院珠江医院，广东 广州 510282)

内镜微创化是当今医学尤其是运动医学的发展趋势。在运动医学专科培训(以下简称运动医学专培)中[1]，关节镜技能培训尤为重要。近几年来，模拟教育方兴未艾，结合医学模拟教育的关节镜技能培养方案，便应运而生。

一、 医学模拟教育在运动医学专培中的应用背景

20世纪30年代，运动医学作为一门完整的有理论和实践基础的独立学科正式建立。20世纪60年代，关节镜技术在骨科手术中显示出巨大的发展潜力[2]；尤其在外科微创化的今天，关节镜技术已经成为运动医学诊断与治疗疾病的主要手段，培养具有高水平关节镜医师迫在眉睫。传统关节镜培训模式为师承制，耗时长、效率低，伦理、传染病风险等问题制约着培训的开展[3]。模拟教育的兴起，为突破这一瓶颈提供了可能[4]。模拟腔镜教学最先开展于腹腔镜，之后逐渐扩展到关节镜领域[2]。腔镜模拟教学最初基于动物和大体标本，而1993年VR(Visual Reality,虚拟现实)用于腔镜技术的培训具有重要的划时代意义[5]，随后这一教学方法外延至关节镜培训。

二、医学模拟教育在运动医学专培中的应用现状

关节镜训练的重点培养能力在于手眼协调，实现由二维图像到三维立体空间的迁移[6]；因此，选用合适的训练方法，合理的训练方案，恰当的训练方式尤为重要。

(一)应用方法。

结合医学模拟教育的现代关节镜培训体系，根据模拟度由低到高，主要分为三个层次：模拟训练器(Box Trainer)、虚拟现实技术、复合虚拟现实技术(Augmented Visual Reality Trainer)[2]。

模拟训练器，通过方形盒模拟关节腔环境，以电子屏来模拟手术场景，进行镜下抓取、切除、缝合等，培训人群为运动医学专科的规培医生、住院医生等，适用于初级关节镜培训。针对关节镜训练的APP也可融入到培训中，如Touch surgery[7]。N.R.Howells等表明，与传统训练法相比，盒子训练器在操作时长、动作数量、动作路径均呈现下降趋势的学习曲线(P=0.001)，并且训练的总体评分明显高于未经过模拟训练组(P值0.0007vs0.0011)[8]，表明关节镜模拟器不仅能提高练习效果，还能促进练习成果向实战手术技能积极转化。

结合VR的关节镜培训体系，是目前的研究热点。这一体系基于计算机应用程序，操作者结合触觉反馈技术在虚拟环境中做出真实操作[2]，适用于运动医学专科中高级技能培训，培训人群为运动医学专科住院医生、主治医生等。Vikas K.等实验显示，以VR为基础的髋关节镜训练能极大改善培训者操作技能[9]。尽管VR训练法费用高，但是从训练效果来看，其在减少手术时间、改善患者预后、提高手术技能等方面的收益远远高于成本[2]。

复合虚拟现实技术是虚拟现实技术与生理模型的结合，即在VR的操作环境下，对真实的生理模型进行指定的手术操作。这一操作系统既能实现培训者与培训材料的交互，又能模拟多种复合的手术情况[2]，适用于高级关节镜培训。

(二)应用方案。

关节镜模拟培训体系通过分层训练，满足了运动医学专科不同层次人群的需求。初级技能培训，包括基础关节镜操作如缝合打结等，培训的重点在于动作的连贯性、熟练度、灵活度等。中级技能培训，包括常见病例演练如关节骨折、置换等，培训的重点在于对常见病种处理的掌握，使训练者在短时间内形成对常见病种的诊治思维。高级技能培训，覆盖高难度手术预演及练习、新术式的开发与练习等，通过病例演练，在掌握既有技能的基础上实现推陈出新。

整套关节镜模拟教育体系，贯穿整个运动医学专科医生的发展轨迹，具有形成一套全覆盖、多维度关节镜训练系统的强大潜力。初级培训，包括基础关节镜操作如缝合、打结等，重点在于动作的连贯性、熟练度、灵活度等。中级培训，包括常见病例演练如关节重建、关节置换等，重点在于常见病种诊治思维培养。高级培训，覆盖关节高难度手术预演及练习、新术式开发等，实现推陈出新。

(三)应用方式。

医学模拟教学适用于关节镜技能培训的操作与考核[2]。在操作方面，通过模拟度不同的教学手段实现对临床真实情况的模拟，以反复操作、病例演练为手段进行技能培训。关节镜模拟训练已经能提供不同关节的模型，如膝关节模型[10]、肩关节模型[11]、腕关节模型[2]。在考核方面，模拟关节镜操作能区分操作者的水平，初学者、经验丰富的关节镜医生在使用关节镜的运动轨迹、力学数据方面显示出差异，模拟关节镜操作考核是一种有效的评价手段。

三、医学模拟教育在运动医学专培中的应用优势

(一)多方位模拟。

从时间维度上，术前三维重建预演手术过程等[12]；术中模拟使培训者形成对手术过程的直观认识；术后模拟帮助培训者掌握术后并发症处理等[13]。在空间维度上，模拟关节镜培训可以实现由局部到整体的模拟。在结构维度上，结合患者数据模拟关节进行个性化的诊治[3]。

(二)多病种练习。

训练系统包涵巨大病例库，进行病种间横向和纵向对比，系统地形成培训者对不同病种处理方式的认识。不同模拟度的系统训练不同的项目，简单的盒子训练器提供基础技术的练习，VR训练器如PASSPORT模型能进行滑膜切除等高级技术的考察。

(三)多角度反馈。

实时评价与反馈是模拟医学教育的又一大优势。模拟器记录培训者的学习曲线[14]，进行自身纵向对比以及各个对象间的横向对比，建立个性化的培训方案[12]。VR培训系统能将操作力线具象化，为每一步操作提供具体的数据指标，有利于手术过程标准化。

四、医学模拟教育在运动医学专培中的应用展望

模拟医学教育在运动医学专科医生培训中具有独特优势，其中VR是未来医学模拟教育的发展方向[14]。在训练技能效果评估方面，需要建立一套标准的模拟关节镜培训评价体系[14-15]。此外，模拟度与真实临床环境的相差程度，对于模拟教育的效果评价还需要更深入的研究。

医学模拟教育是未来医学教育中的一片蓝海。结合医学模拟教育的运动医学专科培训更是具有强劲的发展势头，其中VR是今后的发展热点，正如Curry等构想未来形成“See one,practice one on a simulator,do one”的外科关节镜培养模式[16]。因此，形成一套标准化的关节镜技能培训方案，是目前我国在关节镜技能培训中亟待解决的问题。