应用仿真模拟训练器进行精细解剖操作训练的效果分析*

袁野，潘一峰，巫放明，黄安妮

（中南大学湘雅医院肝胆肠中心，湖南长沙410008）

应用仿真模拟训练器进行精细解剖操作训练的效果分析*

袁野，潘一峰，巫放明，黄安妮

（中南大学湘雅医院肝胆肠中心，湖南长沙410008）

目的评价LapSim虚拟仿真系统对无内镜操作经验的医学生进行精细解剖训练的效果。方法选择中南大学临床医学生，进行两根大血管分别环绕两根小血管、两根大血管分别围绕三根小血管、三根大血管分别围绕两根小血管和三根大血管围绕三根小血管等4项精细解剖操作训练，对比训练前和训练后的效果。结果经过训练后，4个课程的操作通过率得到很大的提升，操作成绩明显提高。受试者在4个课程上训练3次和训练5次的“防止主血管被不正确地撕裂或烧掉”评价参数上表现，差异有统计学意义。结论对于没有内镜操作经验的医学生来说，经过训练后，可以更好地完成精细解剖的操作，训练器非常容易上手，对于培养内镜医师左右手配合方面有很大的辅助作用。

虚拟仿真训练器；精细解剖；内镜培训

医学教育史上，最早的临床模拟技术培训起源于解剖学。随着医学教育内容的不断丰富、应用于医学的现代化信息科学技术日益提高以及医学模拟技术的不断发展和完善，世界各国医学研发机构都建立了适用于医学临床教育的模拟教学模型，如实物模拟系统、视屏模拟系统、真人模拟系统和虚拟触

觉模拟系统等。在美国、英国和德国等发达国家，医学教育模型得到不断采用和完善，并建立根据医学教学的模拟中心，制定了有关的政策和标准[1-2]。如德国教育部2003年规定医学教育模拟教育中心必须配备人类患者模拟器（human patient simulator，HPS）和急救计算机模拟器（emergency care simulator，ECS）。现如今在西方，腹腔镜模拟训练机已广泛应用于年轻的临床医师的培训[3]。

在我国，从事内镜与微创诊疗技术的临床各专专科内镜微创医师，大多还是以“师傅带徒弟”的方式来进行教育和培养的，“徒弟”长时间地观摩和学习某一个“师傅”的技术。但是，每位“师傅”的专业业务水平不尽相同，有高有低，导致“徒弟”的水平参差不齐，没有经过系统、规范的内镜与微创理论学习和专业技术操作训练，也没有规范的统一标准的教学大纲、教材、课程。在传统的外科医师培养模式下，年轻医师培训时间漫长，技术提升速度慢。目前，我国对内镜微创医师的临床操作技能还没有一个统一的、科学的、客观的资质认证体系和诊疗质量评价标准[4]。

近年来，我国借鉴国际上的成功案例和经验，开始着手建立自己的医学教育模拟机构。首先在四川大学华西医学中心、中国医科大学和北京大学医学部等高等医学院校及其附属医院建立医学教育模拟中心或临床技能中心，引入国内外先进医学教育模拟装置及方法用于临床教学中，并积极探索更加完备的培训方案[5]。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择中南大学临床医学专业学生24人，在虚拟仿真训练器下进行精细解剖操作训练。最终收集到20人数据（由于部分受试者的个人时间与培训时间相冲突，未能完成虚拟仿真训练）。本实验使用瑞典Science Surgery公司生产的虚拟仿真训练器（Lap-Sim系统）进行操作训练[6]。

1.2 实验方法

1.2.1 培训方法每个受试者要参加精细解剖4个课程的训练（见图1），从易到难分别是“精细解剖1”（两根大血管分别环绕两根小血管）、“精细解剖2”（两根大血管分别围绕三根小血管）、“精细解剖3”（三根大血管分别围绕两根小血管）、“精细解剖4”（三根大血管围绕三根小血管）。

图1 受试者在使用虚拟仿真训练器进行训练

1.2.2 操作方法“精细解剖”的操作步骤是：摄像机由计算机控制，一个器械设定为抓钳，另一个为透热钩，可以在屏幕中央看到包含血管和附着在血管上的小组织串的抽象结构；抓持血管束的顶部，开始操作；牵张血管，用钩子小心钩住细小的组织串，牵张组织串离开血管附件，然后灼烧组织串；切除所有组织串，直到完成练习[7-8]。见图2。

1.2.3 注意事项在训练过程中，应时刻尽力避免灼伤血管；激活之前，确保透热工具不在任何重要结构的附近。本项目训练目的是：学习如何从血管结构上安全切除周围的组织片段[9]。

1.2.4 评价标准每一次操作完成后，LapSim系统会自动生成一份成绩单，成绩单显示训练总成绩（0～100分）以及是否通过该课程的训练，见图3。评价参数分别为：总时间、撕裂或烧掉血管百分比、血管能量损伤百分比、撕裂的小血管百分比、烧掉的无牵张小血管百分比、抓钳路径长度、抓钳角度路径、抓钳超出视场的时间、手术刀路径长度、手术刀角度路径和手术刀超出视场的时间，每个受试者的总成绩是由评价参数的成绩加权计算得到。所有受试者在训练前完成一次测试，之后在规定的一段时间内进行多次训练[10]。因为各评价参数之间存在相似性，故选取其中几个参数进行重点分析。选取参数：从“时间”角度，选取“总时间”（完成任务快慢表现）；从“主血管损伤”角度，选取“撕裂或烧掉的血管百分比”（防止主血管被不正确地撕裂或烧掉）；从“细脉管损伤”角度，选取“烧掉的无牵张血管百分比”（防止未经拉伸的细脉管被烧伤）；从“抓握器仪器路径”角度，选取“抓钳路径长度”（合适的抓钳路径）；从

钢带式输送机在石子煤输送系统中的应用 …………………………………………………………………………… 王 芳（4/23）

“切割器仪器路径”角度，选取“手术刀路径长度”（合适的手刀路径）。

图2 牵张血管，用钩子小心钩住细小的组织串

图3 LapSim系统自动生成的成绩表

1.3 统计学方法

使用SPSS 17.0进行分析，选取参数的成绩采用配对样本t检验，计量资料采用均数±标准差（±s），以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 训练前与训练后的通过率比较

共有20位受试者完成4个课程的训练。在前3个课程中，训练前分别有4人（20%）、3人（15%）、4人（20%）通过，训练3次后分别有20人（100%）、18人（90%）、17人（85%）通过，训练5次后全部人通过。在精细解剖课程4中，训练前没有人通过，训练3次后有3人（15%）通过，训练5次后有11人（55%）通过。训练3次后，前3个课程的通过率增长明显高于第4个课程。再训练两次后，第4个课程的通过率的增长高于前3个课程。见图4。

图4 训练前后通过率比较

2.2 训练前和训练后的成绩比较

将训练成绩分为3个等级：优（86～100分），良（71～85分），中（56～70分）。根据4个课程训练通过的受试者的成绩分布来看，训练前没有人得优，训练3次后，前3个课程分别有9、8和8人是优，第4个课程没有人得优。训练5次后，4个课程分别有10人（50%）、11人（55%）、10人（50%）和3人（15%）的成绩是优。见表1。

表1 课程训练通过的受试者的成绩比较人

2.3 训练3次与训练5次的各参数成绩比较

训练3次和训练5次的参数成绩比较，如表2所示。在精细解剖1中，“完成任务快慢表现”和“防止主血管被不正确地撕裂或烧掉”参数成绩相比，差异有统计学意义（P＜0.05）；在精细解剖2中，“完成任务快慢表现”、“防止主血管被不正确地撕裂或烧掉”和“防止未经拉伸的细脉管被烧伤”参数成绩相比，差异有统计学意义（P＜0.05）；在精细解剖3中，“防止主血管被不正确地撕裂或烧掉”和“防止未经拉伸的细脉管被烧伤”参数成绩相比，差异有统计学意义（P＜0.05）；在精细解剖4中，所有参数成绩比较，差异均有统计学意义。在前3项课程训练中，“合适的抓钳路径”和“合适的手术刀路径”这两个评价参数成绩的比较，差异均无统计学意义。在精细解剖4中，训练成绩提升很大，5次训练的成绩波动均大于3次训练的波动。

表2 训练3次与训练5次的各参数成绩比较分

3 讨论

本研究可以看到，无内镜操作经验的临床医学生经过训练，可以更好地完成精细解剖的操作，而且训练器比较容易上手。本研究表明，训练3次之后，前3个课程的通过率大幅度提高，第1个课程已经达到100%，而最后1个课程的通过率依然很低。训练5次之后，前3个课程通过率为100%，而最后1个课程的通过率虽然迅速提升，但最后只有55%，这说明随着课程难度的增加，对于不同的课程需要不同的训练时间安排，避免浪费时间并且保证必要的训练时间。在成绩表现上，前3个课程的成绩分布是相似的，最后1个课程只有3人得优，这表明，对于难度最大的精细解剖课程4，虽然经过训练可以得到提升，但是如果要高水平的完成课程，还要多次训练增强左右手的配合能力，训练次数应在5次以上。

本研究还表明，受试者需要训练多次才能够防止血管被不正确地烧掉或撕裂，相对而言，对于抓钳路径和手术刀路径的掌握会快一些。在时间控制方面，平均成绩是最低的，这说明还需要更多次的训练提高速度，才能达到系统的要求，更好的完成精细解剖的操作。

通过短时间内的训练，可以看到受试者很容易利用训练器进行操作训练。因此，这样搭配很多课程的仿真模拟训练器可以从各个角度锻炼手术操作能力，不仅可以帮助经验较少的实习生和年轻的住院医师精进各项微创手术能力，更可以让无内镜操作经验的学生在通过一系列训练和临床实践的过程中快速的成长为一名优秀的微创手术医生。

现在，在全球范围内应用比较广泛的虚拟仿真模拟训练器是与LapSim系统相类似的包括基本技能训练模块和复杂手术过程训练模块但所提供的力触觉能力同样有限的Lap Mentor模拟器（美国simbionix），还有可以精确模拟不同生物组织但价格昂贵的Laparoscory VR（加拿大CAE），而Xitact LS500（瑞士Xitact）模块化，带有力反馈但是不能提供一些患者的模拟训练[11-12]。在虚拟仿真模拟器不断完善的过程中，现有的一些软件系统在应用中都存在一定的限制，但是在很多应用不同系统进行实验训练的研究中都有表明，受试者经过这些系统训练之后，手术技能都有所提高[13-14]。因此，不管有无内镜操作经验，结合虚拟培训系统和手术模拟箱的训练以及动物实验，都能够在微创外科教学中积累扎实的操作技能，为内镜手术奠定坚实的基础。

[1]徐学虎,郭元,邹钧,等.医学模拟培训中心在提高转型期附属医院教学质量中的效用[J].中国医院,2009,13(8):65-67.

[2]王奇金,徐晓璐,邹大进,等.教学医院住院医师临床技能培训实践与思考[J].中国高等医学教育,2009,184(2):96-97.

[3]文宏,邓东红,程鹏.临床技能培训中心在临床医学教育中的作用初探[J].医学与哲学:临床决策论坛版,2011,32(3):67-68.

[4]STEFANIDIS D,SCERBO MW,MONTERO PN,et al.Simulator training to automaticity leads to improved skill transfer compared with traditional proficiency-based training:a randomizedcontrolled trial[J].Annals of Surgery,2012,255(1):30-37.

[5]李涛,李爱华,刘明,等.如何建立医学模拟教育的路径管理和评价体系[J].中国高等医学教育,2012,187(7):4243-4243.

[6]金石华,张弋,孙国锋,等.腹腔镜模拟训练对不同经验医生腹腔镜手术基本技能训练的效果[J].中国内镜杂志,2014,20(1):34-37.

[7]VAPENSTAD C,BUZINK SN.Procedural virtual reality simulation in minimally invasive surgery[J].Surgical Endoscopy,2013, 27(2):364-377.

[8]TAN SC,MARLOW N,FIELD J,et al.A randomized crossover trial examining low-versus high-fidelity simulation in basic laparoscopic skills training[J].Surgical Endoscopy,2012,26(11): 3207-3214.

[9]BEYER L,DE TROYER J,MANCINI J,et al.Impact of laparoscopy simulator training on the technical skills of future surgeons in the operating room:a prospective study[J].The American Journal of Surgery,2011,202(3):265-272.

[10]VON WEBSKY MW,VITZ M,RAPTIS DA,et al.Basic laparoscopic training using the Simbionix LAP Mentor:setting the standards in the novice group[J].Journal of Surgical Education, 2012,69(4):459-467.

[11]高新,吴金术,邹声泉,等.创建“内镜诊疗技术培训基地”[J].中国内镜杂志,2014,20(5):480-482.

[12]郑晨,宋成利.腹腔镜手术模拟训练系统的研究现状与分析[J].中华消化外科杂志,2012,11(4):397-400.

[13]IWATA N,FUJIWARA M,KODERA Y,et al.Construct validity of the LapVR virtual-reality surgical simulator[J].Surgical Endoscopy,2011,25(2):423-428.

[14]张兰华,张金池,张兆臣,等.虚拟医学教学系统的实践应用研究[J].中国高等医学教育,2012,187(10):43-45.

（吴静 编辑）

第四届中国国际继续医学教育大会

尊敬的各位专家、同道：

第四届中国国际继续医学教育大会（The 4th China International Conference on Continuing Medical Education(CCME)）暨第十六届解放军总医院消化内镜年度学术会议（The 16th Digestive Endoscopic Annual Meeting of PLA Hospital）、2015北京消化-内镜节（2015 Beijing Digestive-Endoscopic Festive）、第五届消化内镜隧道技术论坛（The 5th Digestive Endoscopic Forum of Tunnel Techniques(DEFTT)）、第二届消化与消化内镜创新节（The 2nd Innovative Festive of Digestive and G.I.Endoscopy），将于2015年11月06-08日在北京国际会议中心举行。

消化与消化内镜已经进入快速发展时期，我们期望此次会议在会议顾问团、名誉主席我院高长青副院长、世界胃肠病主席曹世植教授、工程院副院长樊代明院士、中华消化内镜主委李兆申教授、中华消化主委、我科名誉主任杨云生教授的指导下，能够给您提供在该领域的一些新的概念与理论，并在内镜演示与现场互动中给您一些内镜技术与技巧方面的启迪与灵感，为消化与消化内镜的理论普及与技术发展做出应有的贡献。

名誉主席：杨云生

大会主席：令狐恩强

2015年3月

主办单位：中国继续医学教育杂志社

协办单位：中华胃肠内镜电子杂志

承办单位：中国人民解放军总医院消化科

咨询或报名：请联系010-57108108、18810236140、ccme_xhnj@163.com或登录会议网站www.ccme2010.org

Evaluating the performance of a virtual endoscopic operation system applied for fine dissection technical training*

Ye YUAN,Yi-feng PAN,Fang-ming WU,An-ni HUANG
(Hepatobiliary&Enteric Center of Xiangya Hospital,Central South University, Changsha,Hunan 410008,P.R.China)

【Objective】To evaluate whether Lapsim virtual endoscopic stimulator is suitable for fine dissection operation skill training of the inexperienced persons.【Methods】Medical students from Central South University were participated in an endoscopic operation skill training using virtual endoscopic stimulator.The professional skill was evaluated by their competence in fine dissection operation in 4 promoting levels:"two small vessels were surrounded by two large vessels","three small vessels were surrounded by two large vessels","two small vessels were surrounded by three large vessels","three small vessels vessels were surrounded by three large vessels",all data were processed by SPSS,and paired T test was used for analysing.【Results】The passing rate and the operating performance of four courses had been greatly improved.For the evaluation of performance parameters,"Preventing vessel burned incorrectly"showed significant difference in all operation training.【Conclusion】The students without endoscopic experience can better fulfill the operating of fine dissection after training,which will play a great role in cultivating the endoscopic operating skills.

virtual training simulator;fine dissection;endoscopic training

1007-1989（2015）09-0901-05

R602

A

2015-05-28

国家国际科技合作专项项目（No：2013DFA30590）

潘一峰，E-mail：1356931763@qq.com