腔镜模拟训练器模块化分层教学体系在胸外科临床教学中的实践探索

赵鲁峰 柴王莹 伍品 黄利坚 吴一竁 范军强

浙江大学医学院附属第二医院胸外科，杭州 310009

近年来，胸腔镜技术因为微创、并发症少、迅速康复等优势，受到了医患的好评，已经成为国内外胸外科微创手术最为常用且技术进步最快的领域之一[1-3]。在医学生的成长过程中，学习和掌握一定程度的微创技术，能够更好地适应经济社会和科技发展下的现代医学要求，有助于积累更多的临床操作实践经验。在临床实践中，由于胸外科微创手术的专业技术门槛较高、术中大出血风险较大等因素，加之医患关系的复杂性，都限制了医学本科生、住院医师规范化培训学员以零起点知识或技能储备直接在临床医疗中进行相应手术操作或技能培训。目前，各层次学员在临床学习的各个阶段，普遍处于偏重书本理论学习而动手操作机会缺少的困境。通过各种类型的仿真模型、教具来增加操作练习，并将可重复的操作练习设置为课程并以学分制度评价，已经成为临床教学改革的方向之一。

自从2018年以来，浙江大学医学院附属第二医院(以下简称我院)胸外科应用腔镜模拟训练器的不同训练模块，通过系统化分层，尝试构建胸外科微创手术临床教学和技术培训的新体系和相应的教学方案，将训练模块按照难易程度分层为递进关系的空间操作训练、基础操作训练、生物材料训练3个层级教程，以体现从易到难的操作训练。现将我们的实践探索报告如下。

1 腔镜模拟训练器及其主要教学模块的构成

腔镜下的操作特点是术者的手不直接接触患者的身体，而是通过长杆器械间接进行医疗操作，使术者失去了触觉带来的感知帮助，并导致术者力反馈出现不同程度的失真[4]。目前，在临床教学中使用的腔镜操作器械，主要来源是临床手术室的更替器械。在临床教师的指导下，学员利用这些器械在塑胶教具和实验动物身上分别开展基础的和较为复杂的操作训练。传统的腔镜操作教学存在的主要问题是费用过高、缺乏实境感、教师指导不便等。因此，腔镜模拟训练器应运而生。

1.1 腔镜模拟训练器的构成

腔镜模拟训练器的主要构成：一个近半球形或矩形的主机身作为模拟人体腔隙(胸腔或腹腔等)；腔镜摄像头(可以手动调整角度、距离和焦距)，自带显示器或外接显示设备的视频输出。我院首批腔镜模拟训练器是由美国美敦力公司(Medtronic，Inc.)无偿捐赠的SL-PE480腔镜手术模拟训练系统。该系统经过多次反复使用体验，所显示物体的清晰度和放大效果均比较理想，用于教学的效果也比较满意。

1.2 腔镜模拟训练器教学模块的分类

腔镜模拟训练器练习模块是具有各种功能的模拟操作器具。其种类较多，主要可以分为2大类：其一，空间操作感练习模块，其主要作用是适应从人眼立体三维视野到腔镜摄像头显示下的二维平面感的视野改变，包括夹豆子、穿“隧道”、圈转移等。其二，模拟临床常见缝合、打结操作的训练模块等。这2大分类也是本研究分层教学的主要依据之一。

2 腔镜模拟训练器模块化分层教学体系的探索

2019年，我院将“腔镜模拟训练器对胸外微创手术入门的模块化教程建立”列为院级教学改革培育项目，以更好地推进腔镜模拟训练器教学模块在胸外科临床教学中的应用。我们从研究和评价等维度，对在我院胸外科轮转的各类学员，经过本人知情同意后接受腔镜模拟训练器教学或培训。不同层级的学员对提供的练习模块进行操作实践后，按照满意、一般、没有帮助3个效果等级做出评价。根据评价结果，经过简单统计分析，在此基础上对各种练习模块进行系统化和层级化梳理，根据练习模块的难易程度分组构建模块化分层教程(具体包括临床见习生和实习生、规范化培训住院医师和专科医师等层次)，并在实践中对腔镜模拟训练器教学模块在胸外科临床教学中的适宜性进行实证检验，以进一步优化模块化分层教学体系。

2.1 医学见习生和实习生对训练模块的反馈

在教学实践中发现，刚接触临床的见习生、实习生对于模拟腔镜二维平面感的操作视野改变和空间操作感适应非常快，绝大多数学生经过几分钟的练习，就能够很好地适应并达到操作得心应手的程度。对其而言，模块的趣味性、多样性是激励他们更多地进行操作练习的重要因素。许多学生表示有“像在打电子游戏”的新鲜感，但是重复简单操作很快就会产生疲劳和倦怠感，相对复杂的操作更容易吸引学生。调查结果显示，受到学生好评前3位的模块训练内容分别为：夹豆子、穿“隧道”、高低柱；而实际观察发现，学生对所有未尝试过的练习模块都抱有普遍兴趣。我们把这类练习模块设定为模块化分层第一阶段：空间操作训练。

2.2 规范化培训的住院医师对训练模块的反馈

住院医师层次的学员大多在临床工作中作为助手已经具有一定的腔镜操作观摩经历，在临床实践中对腔镜下缝合、打结等操作的困难性也有一定认知，因此更加关注对此类操作的练习，对模拟打结和模拟缝合的训练模块需求比较高。这些操作相对第一阶段的练习更为复杂、临床实际意义更大，而主要担任扶镜助手的住培学员经常缺乏动手机会。许多学员需要缓慢、重复操作以逐渐增加熟练度。本研究后续又引入了管状吻合的模拟训练，即使用最大号硅胶引流管模拟管状结构，用剪刀离断后在模拟训练器内作为操作对象，开展腔镜下管状吻合缝合练习。我们把缝合、打结、管状吻合这3个练习模块设定为模块化分层第二阶段：基础操作训练。

2.3 胸外科专科进修医师对训练模块的反馈

专科医师层次的学员对操作训练的要求最高，一般的练习模块对其意义有限。他们追求更接近真实情景的练习方式，对练习中被缝合组织的韧度、打结时的组织张力、操作器械接触组织时的力反馈等特点关注度较高。国内外普遍的训练方法是使用生物材料来模拟更接近真实手术的效果。考虑到生物材料的卫生性差、可重复性低，目前无法在院内获得相关条件支持此类训练。因此，制定一个标准化的生物材料训练教程意义重大。在实践中，我们根据经验选取的生物材料包括：切开的香蕉皮用于模拟普通组织缝合；切开的猪肺用于模拟肺缝合修补；切开的猪主动脉用于模拟血管缝合等。这类训练作为模块化分层第三阶段：生物材料训练。

3 腔镜模拟训练器模块化分层教学体系的初步成效

本研究中参加培训的人员包括：2019年1月～6月，在浙江大学医学院附属第二医院胸外科进行临床教学的浙江大学医学院5年制临床医学专业2015级24名见习生、2014级12名实习生，浙江大学医学院附属第二医院招录的26名外科学规范化培训住院医师、3名胸外科专科进修医师。全体学员对分层阶段各练习模块的总体满意度调查结果如表1所示。其中，第三阶段生物材料的应用引入较晚，临床见习生和实习生并未做此类操作练习，故未进行第三阶段满意度调查。而相对简单的第一阶段、第二阶段练习也没有针对专科医师开展，故而也舍弃了相应的评价。

表1 浙江大学医学院附属第二医院胸外科不同类别65名学员对腔镜模拟训练器模块化分层教学体系的评价结果[例(%)]

从表1结果可见，我院胸外科不同类别65名学员中，绝大多数学员对腔镜模拟训练器的模块化教学体系以及其学习方式总体表示满意。在操作后即对每一位学员进行了简单访谈，征询其感受和意见，所有学员均认为其对提高学习积极性、增加实践能力锻炼有帮助。其中，满意度评价较低的部分主要集中在住培医师对第一阶段模块的评价，其主要原因是练习模块设计动作过于简单，对其帮助不大。

4 腔镜模拟训练器模块化分层教学体系的思考

4.1 腔镜模拟训练器模块化分层教学体系对临床教学具有更精细的指导作用

本次临床教学改革实践探索表明，对品种繁多的训练模块进行系统化结构化组织后形成的模块化分层教学体系，有利于提高胸外科微创手术临床教学和技术培训的适宜性，即模块化分层教学体系对应不同层次学员的教学，显得更有针对性和有效性。学员可以清晰地了解每个阶段模块化教学的目的和内容，以及自身应该具备的操作技巧程度；同时，模块化分层教学体系具有一定的趣味性和挑战性，有利于激励学员的练习热情。例如，在实践中就有初学的见习生可以很好地完成打结动作，由此极大地增强了学习的自信心和兴趣。

4.2 腔镜模拟训练器模块化分层教学体系较好地体现了现代医学与医学教育理念

现代医学以患者为中心，强调健康至上、生命至上；同时，伴随着患者法律意识的逐步增强，临床诊疗活动中对患者知情权、隐私权的保护愈加严格，客观上造成了不具备执业医师资格的学员在操作实践方面有所不足。腔镜模拟训练器的模块化分层教学体系，一定程度上体现了问题导向(临床手术风险大、准入要求高与医学教学加强实践的矛盾)、需求导向(不同层次的学员对练习难度的需求不同)、目标导向(培训的目标是使各层次的学员都能够在原有基础上有所提高)和持续改进(在虚拟化但尽量接近临床的“真实情境”中，学员在操作失败后仍然有练习机会，经过反复练习可以从生疏至熟练以达成教学目标)的理念。近年来，已经有数字化虚拟VR模拟教学的报道[5]，但其使用尚未普及，其用于实践教学的效果有待进一步观察。

4.3 腔镜模拟训练器模块化分层教学体系的建立可以向更专科化方向延伸拓展

对传统的教学模块进行教学目标导向后的模块化分层教学体系，使其教学功能得到拓展和延伸，不仅可以用于目前学员临床教学、住院医师规范化培训，将来也可以为高年资专科医师的复杂操作训练提供便利。10余年前，我院开展腔镜下气管袖式吻合等复杂手术操作的练习主要依赖实验动物，其成本非常昂贵。本研究结果表明，结合腔镜模拟训练器的教学体系建设已经可以通过预先准备的生物材料代替实验动物开展相关练习，从而大大节约了培训成本和增加了可重复性使用。

4.4 腔镜模拟训练器模块化分层教学体系尚待改进和完善

腔镜模拟训练器模块化分层教学体系仍然有一些尚待改进和完善之处。目前训练所采用的教学模块属于腔镜模拟训练的基础通用模块，所有涉及腔镜手术的科室都在开展类似的训练，不能体现专科化特点，临床专科手术的实践往往直接由带教教师在真实病例中带教施行。对初学者性别、心理准备[6]、轮转时长未做进一步细分；尚未开展课程化、常态化的教学实践活动等。

练习模块的总体难度不高，即使是初级学员(临床见习生、实习生)经过一定训练量之后，大多也可以顺利完成本来为住培医师设计的第二阶段模块操作(如腔镜下缝合和打结)。住培医师在完成第二阶段模块操作后，也希望得到更高难度的训练。这对训练模块的构建、尤其是专科化教程的建设提出了更高的要求，引入生物材料的操作练习将会是更加逼真和有助于提高的可行方案。

综上所述，在实践探索的基础上，本研究初步构建了腔镜模拟训练器的模块化分层教学体系，其有望成为一种技术门槛低、可以重复、容易复制的医学教学方式[7]，为类似学科的临床教学改革、特别是临床实践中具有较大手术风险的临床操作教学与培训，提供了一种可能的解决路径，对缩短微创外科学习曲线具有积极作用。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明赵鲁峰：课题申请、论文撰写；柴王莹：统筹指导；伍品、黄利坚、吴一竁：带教学员操作及访谈记录；范军强：训练模块和耗材提供