3D腹腔镜模拟训练器在外科临床教学中的应用效果

张 波,张广东,卜广波,康 泰,王开雷,张 国

(济宁医学院附属滕州市中心人民医院胃肠外科,山东 滕州,277500)

腹腔镜技术经过几十年的发展已成为外科医生必备的技能,因此在外科实习教学中进行2D腹腔镜模拟培训是十分必要的[1],2D腹腔镜模拟器可使训练者熟悉腹腔镜技术,缩短学习曲线[2],对于初学者尤其实习生,视野从二维到三维的转变及深度感知的缺失是面临的主要难点。3D视觉系统被认为是2D系统的替代品,可克服深度感知的缺乏,并降低腹腔镜手术的操作难度[3-5]。本文主要探讨3D腹腔镜模拟系统在外科实习教学中的培训效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2021年9月至11月在我院实习的60名学生,培训前均未接触过腹腔镜技术,均由同一老师带教,进行理论课学习与腹腔镜器械练习,按照随机分组的方式将60名学生平均分为2D组(n=30)与3D组(n=30)。两组学生年龄、性别比例、左眼及右眼矫正视力的差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。视力检测采用标准对数视力表(GB11533-2011)。

表1 两组学生一般情况的比较

1.2 培训方法

1.2.1 理论课学习 1课时。对60名学生统一授课,授课内容主要包括:外科及腹腔镜外科发展历史与现状,腹腔镜技术的基本原理,腹腔镜手术器械的功能、用途、用法,常见操作手法,基本手术步骤。结合外科教材讲解外科常见病的手术适应证、禁忌证,手术步骤,注意事项,手术操作及术后并发症的处理等。主要培养学生的微创外科理念、腹腔镜的基本理论及基本技能。

1.2.2 腹腔镜及腹腔镜器械的使用练习 1课时。主要包括熟悉腹腔镜系统,掌握腹腔镜常用器械的基本使用方法,一对一地进行讲解与指导,使学员亲自感受腹腔镜手术的特点,熟练触觉缺失后的操作技巧,建立腹腔镜手术的基本操作习惯。考核为闭卷考试,满分为100分(试卷为A、B卷,难度适中,为我院外科题库中抽取的题目,培训前考核卷A,培训后考核卷B)。

1.2.3 模拟器模拟训练 共10课时。培训内容由简至难。主要包括精准定位训练、手眼协调训练等。精确定位训练(套圈模块、轮胎塔模块、夹塑料球模块):训练操作者腹腔镜环境下动作的精确度。套圈模块:要求操作者在腹腔镜下将直径约2 cm的塑料圈分别套入12个高2 cm、直径0.4 cm的柱子上。见图1。轮胎塔模块:要求操作者在腹腔镜下将直径约1.5 cm的中空乳胶轮胎塔分别套入12个高2 cm、直径0.4 cm柱子上。见图2。夹塑料球:要求操作者在腹腔镜下将散在盘子中的直径0.5 cm的塑料球夹住,并精准放入12个高2 cm、直径0.4 cm的柱子上。见图3。手眼协调训练(穿针引线模块、剪圆圈模块、缝合打结模块):主要训练腹腔镜下手眼协调能力及三维空间识别能力。穿针引线模块:要求操作者利用两把分离钳左右交替,将一根长30 cm、直径0.5 cm的粗绳依次穿入直径约0.8 cm的环形孔中。见图4。剪圆圈模块:要求训练者利用一把分离钳、一把剪刀,将训练纸上的直径约3 cm的圆圈剪下来。见图5。缝合打结训练模块:训练者利用分离钳与持针器在仿真皮肤上进行间断缝合,腹腔镜下打5个外科结。见图6。

图1 套圈模块 图2 轮胎塔模块 图3 夹塑料球模块

图4 穿针引线模块 图5 剪圆圈模块 图6 缝合打结模块

1.3 评判标准 客观评价标准主要是测试各模块完成时间,其优点是简便、准确性好。主观评价标准采用改良全球评价量表(global rating scale,GRS)评分[6-7],见表2,其优点是可评价操作手法、操作技巧及操作失误等情况。GRS评分均由胃肠外科同一名主任医师、同一名副主任医师同时对学员给出得分,取平均值。教学满意度评价表包括课程内容、课程设置、教学手段、课程互动、教学效果5个项目,每项20分,总分100分,得分≥80分定义为满意。培训考核后发放满意度调查表并填写。视觉疲劳评价表包括眼周不适、眼干、眼部疼痛、眼部紧绷、光线敏感、视物模糊、视物重影、阅读费力8个项目。总分24分,得分≥16分则判定存在视疲劳。培训考核后两组学生填写视觉疲劳评价表(1张考核后即刻填写,1张休息1 h后再填写)。

表2 腹腔镜模拟培训改良GRS评估表

1.4 统计学处理 应用SPSS 26.0软件进行数据分析,计量资料以均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验,组内比较采用配对样本t检验。计数资料采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 理论课考核结果 两组培训前理论课得分差异无统计学意义(P>0.05),经过培训后两组得分较术前提高,3D组高于2D组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组学生培训前后理论课得分情况的比较

2.2 腹腔镜模拟培训考核 模拟培训考核中,两组学生均成功完成了腹腔镜模拟考核项目。3D组在套圈、轮胎塔、夹塑料球、剪圆圈、穿针引线、缝合打结模块中的用时均短于2D组,在以上模块中的GRS得分高于2D组,差异有统计学意义(P<0.05),见表4、表5。

表4 两组学生考核成绩的比较

表5 两组学生GRS得分的比较

2.3 培训满意度与视觉疲劳 3D组对培训满意度、操作后眼疲劳发生率高于2D组,差异有统计学意义(P<0.05)。眼疲劳主要症状为眼干(5例)、眼部紧绷(4例)、眼周不适(4例)、视物模糊(3例)、视物重影(2例)、阅读费力(1例)。光线敏感(1例)。培训考核后1 h,两组眼疲劳发生率差异无统计学意义(P>0.05),眼部主要症状为眼干2例,眼部紧绷2例,眼周不适1例,无其他严重的眼部不适症状。见表6。

表6 两组学生培训满意度与操作后视疲劳的比较(n)

3 讨 论

经过几十年的发展,腔镜手术已在全世界范围内广泛普及,目前已成为外科医生必备技能。与欧美等发达国家相比,我国的实习学生腹腔镜模拟培训教学体系仍有较大差距[8-9]。美国有完善且正规的教学体系为医学生提供腹腔镜基本理论、基本操作的模拟训练。而在我国腹腔镜培训尚不规范,也不够重视。目前我国的腹腔镜培养模式滞后,已完全不能满足新时代外科医生的培养要求[8-9]。本文主要探讨3D腹腔镜模拟系统在外科实习教学中的应用效果。期望进一步规范腹腔镜培训,缩短学习曲线,为实习同学将来进入外科工作并快速胜任腹腔镜手术打下基础。

腹腔镜手术教学与传统教学有显著不同,开腹手术多需要上台亲自带教,无法满足每一位实习学生的要求。而腹腔镜手术配备高清显示器,可通过讲解、观看手术录像等方式进行多人教学。腹腔镜手术操作完全不同于开腹手术,更加需要相互配合,操作均通过器械完成。无腹腔镜操作经验的实习学生需要面临同轴效应、筷子效应及视觉的深度缺失等困难[10-11]。开腹手术中原本简单的钳夹、止血、分离、缝合、打结等基本操作,在腹腔镜下难以完成。通过腹腔镜模拟训练,操作者可快速熟悉镜下组织辨认,适应腹腔镜器械抖动的放大及固定的操作孔对操作的限制,强化腹腔镜手术中的手眼配合等[10-11]。通过学习、模拟训练,再学习、再模拟训练的方式,快速掌握腹腔镜操作的基本技能及基本技巧。本文中两组学生通过腹腔镜模拟教学及训练后,理论课成绩均有明显提高(P<0.05),原因可能是两组学生通过腹腔镜模拟训练,理论知识与实际技能相互联系,知识点记忆更加深刻,从而提高了学习效果。

本研究中,3D腹腔镜组较2D腹腔镜组在精准定位、手眼配合、复杂任务的处理等方面具有明显优势。3D组所有培训模块的用时均短于2D组(P<0.05),GRS得分高于2D组(P<0.05)。更高的GRS得分意味着操作更准确,动作更流畅,误操作及组织损伤更少。这与国内外的研究基本一致[10,12-13]。其原因主要是2D腹腔镜模拟中主要缺点为触觉与视觉深度的缺失,会造成初学者必须依赖于间接的视觉线索,如阴影、纹理、相对颜色差异等才能提取视觉深度信息,这样容易使操作者的动作不协调、僵硬、笨拙,操作不准确,无效操作、操作失误增加,从而延长学习曲线。而3D腹腔镜模拟训练可提供立体视觉,提高操作准确度,减少操作失误,从而降低操作难度,缩短学习曲线,非常适合初学者及实习教学[14-15]。需要指出的是,虽然3D腹腔镜模拟具有更加精确的显示效果及视觉深度,但也存在眩晕、视疲劳、视力模糊、聚焦困难等不良影响较2D腹腔镜增多的情况[16]。但以上影响持续时间较短,多数不良反应可在停止操作30～60 min后消失。这也与本文的研究结果基本一致[13]。

大多数实习生在实习期间无法真实地独立完成腹腔镜手术,无法真实地在腹腔镜下进行分离、止血、缝合、结扎等操作。而通过3D腹腔镜模拟训练,可进行大量仿真、可重复、多样化、模块化、规范化的训练[17],与传统外科学的医学生教育培养模式相比具有很大优势[18-19]。医学生在进入临床工作前即接触腹腔镜技术,利于在今后的工作中树立信心,为将来可能进入外科工作打下基础[18,20]。不足之处在于腹腔镜模拟训练器模拟的是腹腔镜基本操作,而非整个手术过程;且无法模拟手术的真实环境及操作器械时组织器官的反应,如切开组织器官时的出血,也感受不到使用器械的触觉感及力反馈。以上问题可在今后的工作中进一步改善与补充。