椎弓根置钉模拟训练在男性住院医师技能训练中的应用

腰椎椎弓根螺钉内固定是脊柱外科领域常用的手术技术，是目前胸腰椎骨折及退行性改变的主要治疗手段之一，是脊柱外科医师的必备技术。在临床实践中，腰椎椎弓根螺钉置钉技术有一定的学习曲线，其技术要点多、操作较复杂，往往给医师的早期操作带来困难。传统的训练办法包括讲课、带教和术中指导等，但初次操作时仍面临置钉成功率低、操作时间长和并发症多等难题。近年我院推出了腰椎椎弓根螺钉置钉单项技能模拟训练课程，本研究通过对脊柱外科轮转的住院医师的训练，比较传统训练与模拟训练的效果，力求找出更有利于脊柱外科住院医师掌握腰椎椎弓根螺钉置钉的办法。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2017年1月1日—2018年4月1日在中南大学湘雅二医院脊柱外科轮转的60名住院医师作为研究对象。纳入标准：纳入规范化训练的未在脊柱外科轮转的本科毕业的男性住院医师。排除标准：硕士、博士研究生住院医师；学员已经独立完成过腰椎椎弓根螺钉内固定操作；学员已经过其他方式的腰椎椎弓根螺钉内固定操作训练。以简单随机法按1∶1的比例，将学员分为传统训练组（TG）30人和模拟训练组（SG）30人，分别进行训练。两组学员基本资料见表1，两组研究对象年龄对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。负责分组者不参与培训，两组的培训导师为同一人，培训导师不参与评估。

表1 两组学员一般情况（±s）

表1 两组学员一般情况（±s）

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1.2 方法

1.2.1 腰椎椎弓根螺钉置钉方法 均采用人字嵴顶点法。选取不存在手术禁忌的手术患者，全麻后取俯卧位，常规消毒铺巾中线。选取无骨质疏松或低骨量的患者，由评估导师切开皮肤、皮下组织，剥离椎旁肌，显露手术节段腰椎的椎板、关节突关节和横突。正、侧位透视以确定椎体的位置。学员以腰椎椎板外侧缘、横突及上关节突基底的交汇点（即人字嵴顶点）可作为进钉点，先以开路器在其上开孔，以扩孔器按一定角度向内扩孔（内倾角：L1～L4为5°～10°，L5为10°～15°，头倾角度：平行椎体的上终板），进入深度为20 mm后透视，导师通过透视图像评估穿刺位置，随后导师以探针探查钉道有无破坏穿孔。如有穿孔，给予一次机会重新开孔并改道扩孔，若改道成功，视为并发症并可继续操作，若改道失败则视为置钉失败并停止操作。若钉道无穿孔或经改道后无穿孔，学员以6 mm攻丝器攻丝，再次以探针探查并经导师确认。如有钉道的内、外、上、下或底壁的一处穿破，再给与一次改道机会，改道成功视为并发症并可继续操作，若有两处及以上穿破、或改道失败则视为置钉失败并停止操作。再次经导师确认钉道后，学员选取6.0 mm×40.0 mm的椎弓根螺钉拧入钉道，再次透视螺钉位置。置钉后导师通过透视图像评估螺钉位置，若影像学位置良好即视为置钉成功。扩孔或攻丝时有穿破但经改道成功，螺钉最终位置良好者仍视为置钉成功。

1.2.2 传统训练 集中进行操作讲座（内容包括解剖讲解、技术要领介绍和并发症预防等）1次，观摩真实操作4例，培训导师术中指导操作4例。

1.2.3 模拟训练 集中培训1次，包括观看科室制作的训练视频（包括3D解剖动画、3D动画及真人动态演示操作要领及并发症的预防），介绍自制腰椎椎弓根螺钉置钉模型使用方法，通过模型操作掌握操作方法（每个学员使用1个模型，每个模型可置入10例椎弓根螺钉）。

1.2.4 经过两种不同训练后，每个学员独立完成1例真实手术的腰椎椎弓根螺钉置钉。

1.3 评价指标

两组学员的成功率、操作时长、试操作次数和并发症发生率等。

1.4 统计学分析

采用SPSS 17.0软件对数据进行分析处理，计量资料以（均数±标准差）表示，采用t检验；计数资料以（n，%）表示，采用χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

所有学员均完成训练并独立完成1例手术操作。模拟组的成功率高于传统组，差异具有统计学意义（Pearson χ2=4.800，P=0.028）；模拟组的操作时长短于传统组，差异具有统计学意义（P=0.000），模拟组的试操作次数与传统组相比明显减少，差异具有统计学意义（P=0.000）。此外，模拟组的并发症发生率低于传统组，差异具有统计学意义（Pearson χ2=5.000，P=0.025）（表2）。

3 讨论

如今，模拟训练已经被广泛应用于医学在校教育和继续教育领域，其优势是通过多种方式强化知识结构、熟悉操作流程和提供安全、无压力的操作机会。目前国内的模拟训练在心肺复苏技术（BLS、ACLS）、穿刺模拟（腰穿、胸穿、腹穿等）、中心静脉置管、气管插管等方面已经广泛开展并取得了良好的效果。但在外科、骨科操作技术方面的模拟课程尚待开发，课程效果也尚待检验。本研究意在探索模拟训练在脊柱外科的一项基本技术训练中的效果，比较与传统训练的效果。

脊柱椎弓根螺钉把持力强，可实现三柱固定，是目前脊柱外科手术中最常用的内固定方法[1-4]。成功置入椎弓根螺钉的关键是要确保螺钉能准确地通过椎弓根到达椎体前部，进钉方向偏差可能导致椎弓根皮质破裂、大血管损伤、脑脊液漏、脊髓或脊神经根损伤等严重后果[5-11]。腰椎椎弓根由于比较粗大，比较适合初学者。由于腰椎人字嵴顶点与椎弓根轴线吻合较好，采用人字嵴顶点法置钉准确率高，可以增加医师信心，减少并发症发生。在操作过程中，操作者对进钉点和置钉方向的把握是置钉成败的关键因素[12]。训练的要点是让操作者熟悉术中难以看到的腰椎三维解剖结构并充分了解操作流程，以增加信心，提高成功率。

传统的训练模式虽结合了三维结构的讲解、术中观摩学习并有导师指导操作，但仍存在成功率低、并发症高等特点，原因在于学员在患者身上操作前只有观察和思考的过程，而无具体操作的经历。操作过程中所需的力度、用力方式只能通过导师讲述，学员往往难以体会。对初学者而言，置钉方向的把握和调整需要X线透视，多次X线暴露对术者和患者都是伤害，但减少透视次数又容易出现偏差。另外，操作时的紧张和压力对学员也有较大影响。

为此，本研究团队在大量临床实践的基础上，研发了具有与正常椎体内部结构相似的3D打印置钉模型用于模拟训练。在训练过程中，由于出现了可以进行操作的置钉模型，为学员创造更多自由、安全的操作练习机会。由于模型的内部结构与正常椎体比较相似，学员在操作过程中能体会置钉的阻力感，通过边观察边进钉的方式，无需X线透视即可调整进钉方向。结果显示模拟训练组单次置钉成功率高于传统组，并且模拟组与传统组相比操作时长短、试操作数少和操作相关并发症少。有效地降低了椎弓根皮质破裂、大血管损伤、硬脊膜破裂及脊髓或神经根损伤等并发症的发生。充分显示了模拟训练在腰椎椎弓根螺钉置钉中训练的优势。

表2 两组训练方式的成功率、操作时长、试操作次数和并发症发生率比较（±s）

表2 两组训练方式的成功率、操作时长、试操作次数和并发症发生率比较（±s）

组别 例数 成功率（%） 操作时长（min） 试操作次数（次） 并发症发生率（%）传统组 30 53.33 10.40±1.49 2.30±0.84 43.75模拟组 30 80.00 8.57±1.40 1.50±0.82 12.50 P值 - 0.028 0.000 0.000 0.025

本研究为简单随机，样本量较小，患者有一定的纳入和排除标准，未能完全反映临床的实际情况。虽已把学员限定为本科毕业即参加住院医师培训者，排除了硕士、博士研究生住院医师，但学员之间由于轮转时间和科室的不同，仍存在一定工作经验的差别。本次选取的学员均为男性，未知道两种训练方法对女性学员的效果。传统训练组中每个学员操作机会只有4例，而模拟训练组中每个学员在模型上的操作机会能达到10例，这可能对最终的结果产生影响。但在现行培训体系下，由于受到轮转时间和病例数的影响，在相同的轮转周期内两组的操作次数难以达到一致。正常骨组织的硬度因人而异，模型不能完全模拟其硬度。如果模型的材质较患者的骨组织硬，可能导致学员操作时用力过大，造成钉道穿孔机会增加。如果模型的材质较患者的骨质硬度低，学员病人操作时可能因用力不足而延长操作时长。此外，由于器材所限，该模拟课程并未能真实模拟术中肌肉张力和出血对操作者置钉角度的影响，今后应进一步提高器材的仿真程度，开展更深入的训练，优化操作训练流程，进一步提高临床诊疗质量，从而提高该单项技能训练的效率和效果。