模拟医学教学在介入放射学中应用的思考

易 强 熊 强

（重庆医科大学附属儿童医院肝胆外科 国家儿童健康与疾病临床医学研究中心 儿童发育疾病研究教育部重点实验室 儿科学重庆市重点实验室 重庆 400014）

介入放射学（Interventional Radiology，IR）是继内科学、外科学之后的新兴临床学科。IR以其微创、精准、见效快等优点，极大改变了医学领域的诊疗现状，受到了国内外医学界的高度重视。由于IR的复杂性，要求从事介入诊疗的医师必须具备扎实的理论基础和娴熟的操作技巧。然而，目前IR培训系统尚不成熟，导致各个介入医疗中心从业医师的诊疗水平存的发展极不平衡，限制了介入医学的良性发展。

长期以来，介入医师的培养主要采用传统的学徒式教学模式，该教学模式容易出现缺乏介入操作经验的医师直接在患者身上进行操作的情况。在当前医患关系较为紧张的环境下，这种传统培养模式显然存在一定隐患。这将导致并发症发生的风险的增加。模拟医学教育 (simulation based medical education，SBME) 是通过对医学技术、患者和临床场景进行模拟，进而进行临床教学实践的教学方法[1]，在其他临床学科中已广泛应用。它具有较高的安全性、可重复性和真实性，能明显减少医疗差错，提升医疗安全。研究表明[2-4]，在医学和非医学领域，模拟培训都能在高风险或罕见情况下始终带来更好的结果。目前SBME在IR研究较少，本文对SBME在IR中的应用进行回顾及探讨，以促进SBME在IR中的推广和应用。

一、目前介入放射学培养模式存在的不足

介入诊疗操作涉及全身每个器官和系统，其复杂性大、手术时间长，对术者有较高的要求。医师除必须具备扎实的理论基础和熟练的操作技巧以外，还要求术者熟练掌握人体全身各系统解剖。介入操作还因影像引导的特殊性，要求操作者能够在二维的图像的实时引导下，通过远离目标区域的操作通道对患者的三维器官进行操作，因此要求操作者有较强的空间认识能力。另外由于操作器械与传统器械的极大差异，还需要熟悉成百上千种器械的使用方法及特性。这些内容均需要通过长期大量的反复练习方能掌握，因此术者都需要耗费大量的时间和精力。

传统的IR操作培训以传统的学徒模式为主。然而，在教学模式未定型之前，教学效果在很大程度上依赖于培训师。并且如果受训者在培训过程中得到的操作机会较少，则在亲自操作时可能会影响患者的安全。由此可见，传统的教学模式存在明显的弊端，其可能导致部分患者手术时间延长、手术相关并发症发生率增加，以及手术效果不佳。最终的结果可能导致增加医疗风险、病人权益受到损害、甚至导致医患信任危机以及医疗纠纷等严重问题。

目前有研究认为采取模拟手术与实际操作相结合的医学操作培训方式，可以明显缩短学习周期，减少手术相关并发症。因此，通过模拟教学实现从理论到实践的过渡。学员在进行真实介入操作之前，先在零风险的模拟环境中反复练习，并通过实时客观的评估反馈，夯实介入基础知识，提升操作能力，提升医疗安全性[5]。

二、SBME在介入放射学中研究现状

目前在我国开展地最为普遍的医学SBME课程，主要用于训练相对简单的单项临床操作技能。由于IR的SBME培训要求较高，现有的SBME系统还不能满足IR模拟培训的要求。目前SBME在国内IR领域也仅用于初级介入医师基础培训，通过该项技术帮助介入初学者掌握血管介入的基本技能，包括特定部位的血管解剖知识、介入手术器械的选择、基础穿刺插管技术以及手眼的精细配合能力等。

在血管介入三大类别即外周介入、神经介入和心血管介入中，国外有一些医学和外科专业已经尝试将基于模拟的培训纳入学习。通过初期研究[6-8]认为，通过SBME，在介入基本技能训练、手术技术提高、手术技巧、手术时间控制、手术整体流程以及操作经验和信心的提高上均可取得积极效果，并且在改善患者的安全和护理方面也显示出积极的成果。国内也有文献表明[9-10]，介入SBME能提高介入初学者脑血管造影的操作水平，肝动脉插管技能和经子宫动脉介入诊疗水平。在心血管介入专业中，由于操作及术式的相对固定，一些地方已将SBME用于在介入手术室之外学习导管技能的前提要求。尽管如此，由于开展的介入模拟的研究中心较少，规模较小，操作者在介入模拟器的操作表现与临床的介入操作之间的相关性还尚未明确。介入模拟培训的效果仍需更多设计良好的前瞻性对照临床实验进一步证实。

三、SBME在介入放射学培训中的优势

将SBME应用于介入放射医师培训，解决了年轻医生临床实践机会有限的问题。学员在高度逼真的、完全沉浸式的环境中提高介入操作技能，这种经历会降低学员在临床出错的概率并提高应急反应能力，增强医疗安全。即往研究认为，介入模拟培训能够提升操作者的操作水平并增强自信，继而改善患者的预后[11-12]。通过对不同病例的反复培训，学员能在相对较短时间内学会多种疾病及并发症处理经验，提升了医疗安全[13]。

通过SBME，初级学员可以在手术室外学习介入手术的基本技能，从而使他们可以将注意力集中在实际病例中更值得关注的方面。另外，SBME对高级从业者好处是减少了新术式的学习曲线[14]。受训人员在首次进行某项手术时，这将为患者的安全提供巨大的好处。术者将有机会反复训练基础知识，从而减少了放射剂量、手术时间、插管时间以及镇静时间。对高级从业人员而言，可用于复杂病例的手术设计及模拟，以增加复杂病例的手术成功率[10，14]。

SBME的另一个优点是，它可以使IR手术尽可能早的与医学生进行接触，以使医学生对IR的兴趣增加，可将IR的培训时机大大提前[15-16]。

四、目前介入放射学的SBME系统主要分为虚拟现实技术和介入模拟训练系统

虚拟现实技术是一门新兴的人机交互技术，通过借助计算机和传感技术构建一个与现实环境尽可能相近的虚拟环境[17]。它以计算机技术为基础，利用人体解剖学视觉重建和力反馈技术，通过语音、手势等方式，训练医师进行训练。相比与传统的在患者身上直接练习介入诊疗操作，虚拟现实技术的最大优势是可以使学员在模拟环境下尽可能接近真实的开展血管内介入诊疗操作，尤其是熟悉血管内介入基本操作，可以反复练习，可以迅速提升学员的操作技能，为学员实际操作打下扎实基础。

介入模拟训练系统可通过系统内预置病例模板和导入临床数据新建病例两种方式，进行多种疾病如动脉瘤、动脉狭窄、动静脉畸形、心律失常在内的模拟练习[9]。操作者需要根据病变情况选择合适介入器材 (导管、导丝、球囊等) ，并学会对器材的长度、直径、种类进行挑选，系统应用改造后的真实介入器材通过机械感应装置传递触觉和力反馈，操作者在模拟X线显示屏的引导下进行介入手术操作。操作者在进行正确或不正确的操作后，模拟系统还会出现良性或恶性的生命体征变化，操作者需迅给予相应的处置，以达到并发症处理的培训目的。该系统可同时对介入基本技能和临床综合能力进行更全面的培训。

五、SBME在介入放射学中应用的不足与展望

(一)医学模拟中心建设成本与运行成本过高[14，18]

介入模拟训练系统的采购和维护费用较为昂贵，因此目前以低层次的模拟类型为主。虽然模拟系统的费用昂贵，但充分利用该系统后却能够提高培训效率，节约医疗成本。随着计算机技术的不断发展，介入模拟训练系统将取得更多的改进和成本控制，该应用将越来越广泛。

(二)当前模拟器的最大问题是仿真度欠佳[9]

设备的实时感应装置可能会有一定误差，无法精确传递介入器材的实时位移和旋转。另外，设备的触觉反馈与真实操作有一定的差距。因此，图像与操作系统在实时性、模拟准确性方面不能真实还原介入操作。但随着相关设备的改进和迭代，以及工程学的进步，该问题会得到良好改善。

(三)当前模拟器不能模拟IR全部场景

与其他学科的SBME不同，IR的一个特殊挑战是在于，IR涉及全身每个系统，需要的场景范围要大得多[14]。目前IR的SBME系统通常仅适配少数场景，无法做到全身所有系统、所有疾病适配。另外，模拟器的广泛适配将增加建设与运行成本。

(四)理想的SBME培训程序尚未确定

第一，目前还没有足够的客观证据来专门针对IR进行模拟训练[14]。尽管SBME对初学者和有经验的从业者都显示出好处，但是有证据表明，随着学员对程序的熟练程度的提高，学员收益会递减。因此，还需要进一步的证据以取得培训时间与学员最高收益间取得最佳值。第二，SBME的适用人群尚未完全确定，有研究建议血管外科手术包括在入职时进行强制性模拟训练，并建议在整个训练过程中继续使用SBME。有证据表明[18]，新手和高级从业人员都可以进行模拟培训。随着SBME在IR中应用的推广以及应用数据量的积累，这些问题将很快得以解决。

介入放射学是一个快速发展的专业。尽管其他学科都采用了SBME来进行培训，但IR仍然相对缺乏这种新颖的培训方式。在目前医疗资源相对短缺、医患关系相对紧张的背景下，SBME在临床教学中的应用是医学发展的必然趋势。它能够解决目前IR教学中的一些问题，提高教学水平，但SBME由于其自身的局限性，目前还不能完全替代临床实践。然而，SBME被证明具有极高的成本效益，并且可实现IR培训的标准化，以减少各地区IR水平的差异，有良好的应用前景。因此，应该根据实际情况将SBME与传统教学相结合，切实促进IR教学的发展。