计算机模拟训练在泌尿外科微创手术教学中的应用和效果评价

刘俊杰+陈仁富+陈家存

摘 要 随着内镜与腹腔镜技术的应用和发展，微创技术逐渐成为现代泌尿外科手术主流。然而，传统的外科教学模式及基本技能的训练如今已无法满足微创外科的发展需要，如何快速提高微创外科基本技能，逐渐成为当今外科临床教学面临的一大挑战。应用计算机模拟训练操作系统辅助进行相关内容的临床教学，结果表明，模拟系统可有效降低手术风险，显著提高学员的学习兴趣和实践能力，同时可以缩短学习曲线、提高教学效率，教学效果良好，为泌尿外科的临床教学工作提供了一个有益的思路。

关键词 计算机模拟训练；微创技术；泌尿外科手术；临床教学

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）22-0048-03

Application and Effect of Computer Simulation Training in Tea-ching of Urology Minimally Invasive Surgery//LIU Junjie， CHEN Renfu， CHEN Jiacun

Abstract With the application and development of endoscopic and

laparoscopic techniques， minimally invasive techniques have gra-

dually become the mainstream of modern urology surgery. However，

the traditional pattern of surgical teaching and the basic skill trai-

ning is now unable to meet the needs of the development of mini-mally invasive surgery， how to quickly improve the minimally inva-

sive surgical basic skills， become a big challenge faced by the current

clinical teaching of surgery. In this paper， application of computer simulation operating system support on related contents of clinical teaching， the results show that the simulation system can effectively reduce the operation risk， improve students interest in learning and practice ability， can shorten the learning curve at the same time， im-prove teaching efficiency and teaching effect is good， for urology clinical teaching work provides a useful idea.

Key words computer simulation training； minimally invasive tech-nique； urology； clinical teaching

1 前言

21世紀是微创医学的时代，微创技术的不断发展使手术创伤越来越小。目前而言，约90%的手术可以通过微创技术进行诊治。泌尿外科手术所涉及的器官大多数通过尿道与外界环境相通，因此是应用内镜及腔镜技术较多且比较合适的学科之一。手术者利用专门的器械，通过尿道或经皮穿刺等手段，在泌尿器官空腔内或器官外进行相应的手术操作，如膀胱镜、经皮肾镜、输尿管镜腹、腔镜等。

有别于开放手术，内镜技术及微创手术并没有所谓的简单手术，单纯通过观摩和做助手，初学者往往无法得到足够的训练，从而可能导致手术操作不规范，手术时间延长，甚至进而可能会发生比较严重的并发症。因此，缺乏理想的技术训练手段已成为制约微创技术发展的一大障碍，探索规范而有效的微创手术培训方法是教学中亟待解决的课题[1]。

计算机模拟仿真训练是近年来出现的新技术，它通过计算机技术及硬件设备构建内镜操作的虚拟环境，让学生在接近临床实际操作环境下进行训练。在实际临床教学过程中，采用计算机模拟仿真这一系统，徐州医科大学附属医院对研究生及进修医师进行微创手术的相关培训，比较学员培训前后运用该系统施行肾囊肿切除手术情况，评价其教学效果，为该仿真系统应用的推广提供科学依据。

2 研究对象和方法

研究对象 计算机模拟仿真系统，可以虚拟包括输尿管镜、经皮肾镜等多种泌尿外科常见微创手术的操作过程。该系统内设评分机制，可以显示手术操作的时间、切除率、出血控制率及安全性等指标。本研究选择肾囊肿切除模块评价培训效果。

研究方法 研究选取2014年1月—2015年12月期间，25名在徐州医科大学附属医院泌尿外科参加住院医师规范化培训的学员。所有学员都进行计算机模拟训练，每次训练一小时，每周两次，连续三月。在培训前、后分别使用计算机模拟系统施行肾囊肿的切除术，重点考查学员腹腔镜手术的基本技能，包括分离、显露、切割、止血、缝合及打结等任务，主要比较培训前后手术用时。

统计学方法 应用SPSS13.0软件进行统计学分析，数值变量用均数±标准差（mean±SD）表示，应用t检验比较培训的初评与复评客观评分，P<0.05认为具有统计学意义。endprint

3 教学效果评价

参加培训研究的对象共计25人，均为男性，年龄在23～25岁。表1展示了计算机模拟培训前后手术时间对比，即初评、复评客观评分结果。可见，相较于培训前，培训后肾囊肿切除的手术时间明显缩短（P<0.01）。

4 讨论

随着技术和设备水平的不断提高和改进，腔道泌尿外科学得到急速发展，并已逐渐取代多数泌尿外科的传统开放性手术。如何能够快速学习并掌握其基本知识及操作技能，是综合型教学医院泌尿外科临床教学过程中不得不面对的一大挑战。然而，传统的教学方法并不完全适用于腔内泌尿外科的教学，对抽象性、局限性等问题，学员通常理解起来较为困难，结合实践来进行讲授，一般才能取得比较好的效果[2]。

与传统开腹手术相比，微创泌尿外科手术以腔内手术为主，包括膀胱镜、腹腔镜、输尿管镜及经皮肾镜等。以腹腔镜手术为例，分离、结扎、止血、缝合等操作均借助器械，通过观察显示器进行，大部分操作由手术者独立完成，因此，手术者必须具备良好的空间感知和手眼协调能力。对于手术助手而言，无法像传统开放手术那样，可以直接接触操作组织，手术者也无法做到“手把手”进行纠错。所以，助手在术中锻炼机会明显减少，熟练掌握腔内手术的时间明显延长。

由于腔内泌尿外科具有操作过程可以实时显示在显示屏的特点，这就为计算机模拟系统的应用提供了可能，因此，计算机模拟训练手段随之涌现。计算机模拟系统是指借助于计算机技术及硬件设备，构建内镜操作的虚拟环境，能够更加真实地反映临床实际操作环境。计算机模拟手术教学通过程序性化的训练，使学员可以通过不同模块的训练，循序渐进地掌握腔内泌尿外科手术的方法和技巧，并且根据计算机系统的反馈，可有效发现手术操作过程中存在的薄弱环节，从而更有针对性地进行侧重训练和反复训练。计算机模拟的微创手术训练，有助于快速培养学员的空间感知能力、手眼协调能力，熟悉内镜下解剖结构，掌握内镜下手术操作技能，并对手术并发症的处理能有更深刻的感性认识。

常用的泌尿内镜模拟器如URO Mentor等，可以帮助学员了解泌尿系统在内镜下的解剖标志和结构，掌握膀胱镜、输尿管镜的应用技巧，以及在导丝引导下对上尿路常见疾病（结石、狭窄和肿瘤等）的治疗。

医学模拟教学是代替真实病人进行临床教学和实践的一种教学方法，主要指利用模拟技术来创设出模拟病人和/或模拟临床场景。模拟器材不同，其作用与使用范围亦不同，医学模拟技术可以分为五种类型，按照从低到高排序，分别为基础解剖模型、局部功能性训练模型、计算机辅助模型、虚拟现实模拟系统和生理驱动型模拟系统。相较于前三种模型，后两种模型往往被称为高端医学模拟系统。其中，生理驱动型模拟系统被认为是最为高端的模拟系统，可以对包括病人、病情及治疗环境等多种情况在内的整个医疗环境进行较为完整的模拟，对于培养、提高和考核学员的临床实际工作能力都大有裨益。

虚拟现实模拟系统可以真实再现疾病诊治的过程和方法，操作者（手术者）可以在视觉上实时看到手术过程的真实场景，通过触觉上的“力反馈”技术，能够更加真实感受手术中各种有效的触觉信息。这一系统将手术操作中的视、听和触三觉融为一体，因此在微创外科技能训练等领域得到较为广泛的应用。研究表明：外科医生经过虚拟现实模拟系统训练后，手术时间可缩短29%，手术失误率下降70%。需要指出的是，无论是对于初学者还是经验丰富的医师，该训练都可以有效提高手术技能。

虚拟现实模拟系统在泌尿外科的应用越来越广泛，在技能训练中其不仅可以培训学员的空间感、眼手协调能力，对于解剖结构的学习、正确处理术中并发症以及外科技能教授的课程评估和反馈等，也都具有重要作用。总结起来，主要包含以下几个优点。

1）时间安排相对灵活。带教教师与学员可以双方共同协调，与手术室内带教相比，时间选择相对更自由。

2）训练效果评价客观，能够及时客观反馈培训结果，对操作中的错误也可以及时进行纠正，使得学员的操作更规范，并且具有较好的可重复性。

3）标准化的模拟系统，干扰变量相对较少，从而可以构建一个重复的、循序渐进的学习过程，技能维持时间长。

4）技能训练可灵活调节，可以依据每个学员不同的特点，在系统中设置个性化情境或任务，更有针对性地进行训练。

5）学习曲线相对较短，缩短手术技能培训时间、降低培训费用，同时，手术安全性相应提高。

然而，计算机模拟系统归根结底毕竟还只是一种“模拟”，只是通过这种模拟训练来寻找真正手術时的“感觉”，而无法完全替代真正的临床操作，临床上不允许也不能“试错”。需要在正确认识腔内泌尿外科临床实践特点的基础上，充分利用模拟系统对于临床实践的促进作用，从而进一步提高微创泌尿外科手术教学质量。

徐州医科大学附属医院泌尿外科微创手术教学培训中心配置了包括经腹腔镜、泌尿内镜、经皮肾镜等在内的多种模拟系统，这些系统能对操作进行追踪观察，并对操作熟练程度进行客观评估，通过系统反馈强化薄弱环节训练。同时包含丰富的实际病例，可提供模拟病人的病史、查体、实验室检查以及影像学检查等资料，学员可以通过这些信息熟悉并掌握各种内镜操作的适应证和禁忌证，通过高度仿真效果的反复练习，减少临床的操作失误。

依托于手术模拟培训中心，对研究生和住院医师进行系统培训。本研究回顾分析了25名学员为期三个月的计算机模拟系统培训的情况，评估培训前、后分别使用该系统进行肾囊肿切除手术操作。结果显示，在未进行训练之前，肾囊肿切除术的操作时间为91.2±11.4 min；经过培训后，手术操作时间缩短为62.7±7.1 min。这就说明该模拟训练系统有效地提高了学员进行微创手术的基本技能，对于提高学员的动手能力有很大帮助。与此同时，通过临床带教医师的反馈，不单单是表现在模拟器上的成绩，经过该系统规范培训后，学员可以更好地进入临床实践状态，手术操作也更加规范。

计算机模拟训练系统通过包括分离、显露、切割、止血、缝合及打结等任务培训，从而达到对泌尿外科培训学员进行腹腔镜基本操作训练的目的，进而为低年资泌尿外科医师进行微创泌尿外科手术打下坚实基础。同时，需要指出的是，由于本研究的样本量较少，模拟教学与临床实践的相关性问题以及最合适的培训时间问题还需要进一步研究来明确。

参考文献

[1]张克勤，李蜀婧，毕罡.内镜与微创培训在泌尿外科临床教学中的应用[J].局解手术学杂志，2014，23（3）：318-319.

[2]张克勤，江军，靳凤烁.腔道泌尿外科的临床教学[J].现代医药卫生，2004，20（11）：1060-1061.

[3]宋健.医学模拟教学在泌尿外科专业硕士研究生手术训练中的作用[J].临床和实验医学杂志，2012，11（13）：1080-1081.

[4]李金虎.手术模拟教学在泌尿外科教学中的应用效果分析[J].医药前沿，2015，5（24）：327-328.

[5]周杰彬，卢尚光，罗向东，等.手术模拟教学在泌尿外科专业硕士研究生培养中的探索研究[J].转化医学电子杂志，2016，3（10）：91-92.

[6]康宁，邢念增，胡燕生.手术模拟教学在泌尿外科教学中的应用[J].中国病案，2013，14（8）：61-63.endprint