医学模拟教学和动物实验在眼科显微手术培训中的应用

刘大川,董 莹,戴惟葭,蒋慧中

首都医科大学宣武医院眼科,北京 100053

近年来,医学模拟教育在医学教育中的应用受到了广泛关注。许多发达国家和地区的高等院校都已经在系统地规划和建设医学模拟培训场所,建立现代医学模拟中心,期望通过开展医学模拟教学,寻求针对传统医学教育的全方位的创新[1]。随着模拟技术的不断发展以及医学教育环境的不断变化,模拟技术在医学教育中的作用显得越来越重要。模拟教育在临床医学教学中主要用于单项技能操作训练、急诊医学培训、外科教学、产科教学、复杂病案练习、客观结构化临床考试或客观结构化虚拟考试[2-3]。模拟教学有它不可替代的优势,也有其局限性。因此,应该充分发挥模拟教学的优势,提高模拟教学的水平。眼科显微手术模拟器是医学模拟教学设备中的一种,它在眼科显微手术培训中取得了很好的效果[4]。我们在眼科显微手术操作培训中应用模拟设备和动物实验进行教学,并通过白内障手术培训对它们的效果进行了比较分析。

1 研究内容和方法

1.1 眼科显微手术模拟器训练

眼科显微手术模拟器(德国VRmagic公司)是一个由计算机驱动在模拟眼上进行手术的训练系统,包括:模拟显微镜、模型眼、模拟显微器械及计算机系统。通过它可以进行显微镜下基本操作训练,包括显微镜下稳定性和准确性训练、显微镊子使用训练;并可分步骤进行白内障手术的撕囊和超声乳化操作训练。可按不同难度反复进行训练,最后根据学习者操作的熟练程度及操作中出现失误的情况由计算机综合给出一个评分。

1.2 动物实验方法

取当日新鲜的猪眼球,固定在特制的托盘上,在眼科手术显微镜下使用显微器械进行巩膜切口、角膜切口制作及晶状体前囊撕囊练习。还可用动物实验专用超声乳化仪在猪眼球上进行晶状体超声乳化吸出练习。

1.3 培训对象和方法

培训对象为北京市不同医院工作3-5年的住院医师48人,分4期进行培训,每期12人,培训3天。每期培训前理论授课及示教3学时,讲授显微操作的基本原则、白内障手术的操作规范,并在模拟器和动物实验上进行演示。然后分为2个组轮换进行动物实验和模拟手术器训练,每组有两名带教教师指导。

1.4 培训内容

主要训练的内容为白内障超声乳化手术。

在模拟器上进行前房注入透明质酸钠、环形撕开晶体前囊,乳化吸出晶状体。每一个步骤反复练习,直到能熟练完成操作再进入下一个步骤。最后把整个手术连续完成,模拟器根据操作者的操作情况自动打分。

在动物实验上进行角膜缘切口、前房注入透明质酸钠、环形撕开晶体前囊,乳化吸出晶状体。因为动物实验的限制,在一只猪眼球上所有步骤应连续完成,再换一只猪眼球进行新的练习。训练结束后由带教教师根据操作完成情况进行打分。

2 评价方法

2.1 现场点评

带教教师集体观看学生模拟器和动物实验的操作,并对其操作规范、动作稳定性、准确性、能否顺利完成手术及操作发生的并发症等方面进行评价。

2.2 问卷调查

发放调查问卷,调查学生对两种培训的效果、不同特点的体会以及对显微手术培训的建议。

3 结果

3.1 操作完成情况

通过3天的训练,在模拟器上46人能熟练完成环形撕囊(95.8%),45人熟练完成超声乳化步骤(93.7%)。在动物实验上35人能熟练完成环形撕囊(72.9%),22人能完成超声乳化步骤(45.8%)。经过模拟器训练后,初次在动物实验上能熟练完成环形撕囊的学生为5人(10.4%);经过模拟器训练后初次在动物实验上均不能完成超声乳化步骤。

3.2 问卷调查

所有学生都认为模拟器在训练显微操作的稳定性和准确性方面收获最大,46人(95.8%)认为模拟器在白内障手术训练中撕囊步骤的练习对手术技术的提高最有帮助,44人(91.7%)认为动物实验操作较模拟器更接近于实际手术,47人(97.9%)认为经过模拟器训练后在动物实验上操作进步更快。

4 讨论

4.1 目前眼科显微手术的培训方式

眼科显微手术操作是培训眼科专科医师的一项重要内容,白内障手术是眼科医师必须掌握的眼科显微手术。传统的学习过程是在上级医师的指导下在临床实践中学习。住院医师先学习手术的原理等理论知识,然后观摩手术,了解手术的步骤。在对整个手术过程都非常熟悉的基础上就可以在实际的手术中分步骤进行学习,这是眼科目前采用的主要培训方法。在这个培训过程中,尤其是在开始阶段对于住院医师和上级医师都有很大的压力。眼科显微手术是在显微镜下操作,由于操作空间小,指导教师对学习者的操作不容易控制,略有失误就可能给病人造成严重的损害。动物实验和模拟器训练是为了使住院医师能掌握显微手术技能,顺利进入实际手术阶段而进行的一项培训。动物实验较早就在一些有条件的医院应用于住院医师培训,对于眼科显微手术学习发挥了很大作用。医学虚拟现实技术是近年来发展起来的一项新技术,虚拟手术是这一领域正在发展起来的研究方向,其目的是在计算机中建立一个虚拟环境,医师借助虚拟环境中的信息进行手术演练、手术教学、手术技能训练[5],眼科显微手术模拟器就是应用这一技术的产品,是一个由计算机驱动、在模拟眼上进行手术的训练系统。

4.2 模拟手术培训的优势

模拟手术训练不受时间限制能反复练习,学生能根据自己的时间制定训练计划,在不影响其他工作和学习的情况下有更多的机会进行手术训练。

模拟手术训练可设计不同难度的课程供不同水平的学生学习,同时能记录训练过程以便对训练结果进行评价,让学生了解自己操作中存在的问题。回放自己的操作过程对学生操作技术的提高具有非常重要的作用。学生在操作过程中注意力往往都集中在要完成的步骤上,而容易忽略对周围组织的损伤。如进行撕囊时注意力都在囊膜上,而没有察觉到镊子碰到角膜,或过分用力向下压晶状体损伤晶状体韧带造成一些手术并发症。在回放自己的操作过程时,这些问题学生自己就能发现,便于不断地改进。模拟手术训练的这些特点有利于学生自己训练,是一种自学的好方法。

模拟器的程序设计是标准的手术操作,注重规范操作训练和基本功训练。如对于初学者设计有显微操作稳定性和准确性训练,主要训练在显微镜下显微器械的使用和训练使用显微器械准确地完成规定的任务。这是显微手术的基础,只有在具备了这些技能后才能进行其他手术操作,这也是模拟手术训练的一个重点内容。

该研究中学生都感觉到在显微操作的稳定性和准确性方面收获最大。白内障手术中环形撕囊是手术的一个重要步骤,影响整个手术效果,也是训练的重点内容之一。模拟器训练可以体会不同角度撕囊的结果,还可以体会撕囊失误的后果,以及在撕囊过程中出现失误如何改变撕囊方向以完成手术。在实际手术操作中虽然都在努力避免失误,但失误偶尔还会存在。此前都是一旦有失误就会马上停止操作,由指导教师完成下面的手术。这样一方面可能给病人造成不必要的损伤,另一方面学生还是不能体会如何处理失误造成的后果。这种体会失误的过程和处理失误的后果也是模拟操作的一个优势,学生只有体会了操作失误的情况才能更好地知道如何避免失误,使手术操作进步的更快。该研究中,通过3天训练,91.7%(44人)的学生都能在模拟器上熟练完成环形撕囊,并感觉到这个步骤的训练对他们手术技术的提高最有帮助。

模拟手术训练有其独特的优势,是住院医师技能培训过程中的一个重要手段,它在一定程度上弥补了临床实践机会不足的问题:①基本掌握了显微镜下的操作要领,能较好地控制器械的位置和稳定性。显微镜下操作与大视野下的操作不同,初学者往往不容易准确控制器械的空间运动和立体位置,这需要一段时间反复训练。这个训练最适合在模拟手术器上学习;②规范基本操作。在模拟手术过程中,教师便于示范并同时讲解,不用考虑需要征得病人的同意,这样在一开始住院医师就能以比较规范的动作进行操作。例如:要将镊子闭合好再进出眼球切口、器械在前房要避免触碰角膜内皮以及在推注透明质酸钠前要先排气等这些基本的操作动作,养成良好的操作习惯;③对整个手术过程有更好的理解。通过模拟训练,学习者更加理解了手术每一个步骤的原理及如果发生失误可能会产生哪些不良的损害,懂得了手术是一个连续的过程,按规范完成的每一个步骤都是下一步能顺利进行的基础。

4.3 模拟手术培训的局限性

模拟手术训练虽然有其不可替代的优势,但也有其局限性,模拟手术与实际手术还是有很大的差别。首先,模拟手术的显微器械与真实器械的手感不同;模拟眼的组织与真实组织不同,操作用的力度也不同;模拟手术的手术视野比实际手术清晰,操作相对容易;另外,模拟器在程序设计方面还有不够完善的地方,还不能把所有的操作步骤都实现模拟。如:在超声乳化吸出晶体的训练方面,模拟器只是乳化吸出一块一块碎的晶体而与实际的超声乳化过程有较大的差距。该研究中,训练结束后,93.7%(45人)的学生都能完成超声乳化手术,但学生感觉训练与实际手术操作有一定差距。这些差距还有待于模拟设备的硬件和软件的不断改进。再逼真的模拟操作也不能与真实的手术相比,模拟操作只能作为临床技能训练的一部分,不能代替实际操作训练[6-7]。

4.4 动物实验在眼科显微手术培训中的作用

眼科显微手术训练一般都是采用猪眼球进行训练。猪眼球的组织结构与人眼球相似,使用的手术器械也是实际手术中使用的显微器械,手术操作步骤和感觉更接近于实际手术。该研究中有91.7%(44人)的学生认为动物实验操作较模拟器更接近于实际手术。训练结束后能在动物实验上完成环形撕囊和超声乳化的人数都明显低于模拟器训练。分析原因:一方面动物实验操作相对较难,需要更长时间才能掌握操作技术;另一方面猪眼球的角膜只能保持一天的透明,角膜混浊后眼内结构看不见,无法进行眼内操作,猪眼球就不能使用了。因为材料的限制,使动物实验在相同的时间内操作机会相对较少。动物实验是一个很好的训练方法,但它需要新鲜的猪眼球。同时,不同手术训练还需要相应的手术设备,如进行白内障手术训练就需要专用的超声乳化仪,很少有医院能提供这样的条件。材料和设备的限制使动物实验不能像模拟器训练那样反复练习。动物实验不适宜作为一种常规性的训练,可以作为进入实际手术前的阶段性训练。

临床技能培训,尤其显微操作技能培训是眼科住院医师培训的一项重要内容。这个学习过程应该把模拟训练、动物实验和实际手术学习相结合[8]。随着医学模拟教学设备的不断完善,模拟教学将在临床教学上发挥越来越重要的作用[9-10]。

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