电磁导航技术在介入超声规范化培训中的应用

陈晓波 陈飞 黄涌泉

介入超声技术作为现代超声医学的一个分支，当前在临床上应用广泛，并且逐渐普及化[1-3]。超声引导经皮穿刺的诊断如组织器官的活检、置管引流等，治疗上如化疗药物注射、肿瘤射频消融等大大提高了诊断与治疗的效率[3-6]。很多医院对于介入超声医师的需求日益增长，但由于培养周期较长，长此以往形成了供需矛盾。传统教学方式是在超声仪器实时监视下进行引导穿刺练习，很多初学者容易在穿刺过程中偏离进针轨道，需多次调针，从而可能误穿靶目标周围组织，引起并发症，继而导致学员自信心不足，失去学习的兴趣。如何提高介入超声的培训效果，缩短学员的培训周期，是目前急需解决的问题。研究拟将电磁导航技术引入日常教学中，探讨其在介入超声规范化培训中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019 年7 月—2020 年7 月在中山大学附属第五医院超声科进行住院医师规范化培训的10 名学员作为研究对象，分为试验组和对照组，随机分组，每组5 名。试验组中男性4 名，女性1 名，年龄25～28 岁，平均（26.40±1.14）岁，本科学历2 名，科研型硕士3 名。对照组中男性3 名，女性2 名，年龄24～28 岁，平均（25.80±1.48）岁，本科学历1 名，科研型硕士4 名。两组学员的基线资料差异无统计学意义（P＞0.05）。所有学员均未进行过介入超声亚专业培训，既往无介入操作经验。两组学员进行为期1 个月的培训，带教老师由介入超声亚专业组高年资主治医师和副主任医师担任。

1.2 研究方法

1.2.1 仪器及穿刺模型建立

采用优胜Ultrasonix XP 超声诊断仪，配备SonixGPS电磁导航系统和L14-5 线阵探头及C5-2 凸阵探头。

在体模中不同深度（2 cm 和6 cm）分别置入小钢珠作为穿刺靶目标，建立穿刺模型。操作过程中，对于深度为2 cm 的靶目标使用线阵探头，深度为6 cm 的靶目标使用凸阵探头。

1.2.2 对照组教学

采用传统教学方式，包括带教老师进行理论知识授课（如介入超声概论、各种超声介入手术的具体操作步骤讲解及并发症的预防等），指导学员如何应用超声探头进行引导穿刺和学员体模练习等。

1.2.3 试验组教学

采用电磁导航技术辅助教学方式。首先，带教老师进行电磁导航技术相关理论知识授课（如电磁导航技术的原理、优势、引导穿刺步骤讲解及在超声介入手术中的具体应用等），指导学员如何正确应用该技术。其次，带教老师在体模上进行引导穿刺演示，并详细讲解注意事项，如穿刺针尖的准确判断及虚拟针道的实时完整显示等，有助于增加学员的感性认识，加深其对电磁导航技术的正确理解。最后，学员在带教老师指导下反复进行体模练习，总结经验，不断完善穿刺技巧，逐步建立空间立体感，有助于实现对穿刺针尖具体位置的实时掌控。

培训结束后，两组学员均进行体模穿刺考核。试验组和对照组分别完成电磁导航引导下和常规超声引导下的同平面和非同平面穿刺，重复操作3次，记录全部数据；同时对引导穿刺过程进行录像。

1.3 观察指标

1.3.1 体模穿刺考核指标

操作时间：穿刺针接触体模开始，到刺中靶目标所需的时间。

调针次数：学员在穿刺过程中回拔穿刺针重新调整进针路径的次数。

针体显示率：同平面下通过录像回放，记录图像中完整显示穿刺针针体的累积时间，计算针体显示率，其计算公式：针体显示率＝（超声显示完整针体的累积时间/操作时间）×100%。非同平面下，由于图像显示的是穿刺针横断面，无法显示完整针体，故未纳入该指标。

1.3.2 问卷调查

培训结束后，对两组学员进行不记名问卷调查，了解两种教学方式的培训效果。问卷调查表内容包括学习兴趣、训练积极性、手术操作能力、自信心以及教学方式的满意度等5 个指标。每个指标满分为5 分，代表满意度最高。

1.4 统计学方法

应用SPSS 20.0 统计学软件进行统计学分析。计量资料以（）表示，操作时间、针体显示率和问卷调查表各个指标得分采用两独立样本t检验，调针次数采用Mann-WhitneyU检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 同平面下两组学员引导穿刺结果比较

对于2 cm 和6 cm 靶目标，试验组的操作时间、调针次数均较少，针体显示率较高，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 同平面下两组间穿刺考核的数据对比（）

表1 同平面下两组间穿刺考核的数据对比（）

注：＊为两独立样本t 检验的t 值；#为Mann-Whitney U 检验的z 值。

2.2 非同平面下两组学员引导穿刺结果比较

对于2 cm 和6 cm 靶目标，试验组的操作时间、调针次数均较少，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 非同平面下两组间穿刺考核的数据对比（）

表2 非同平面下两组间穿刺考核的数据对比（）

注：＊为两独立样本t 检验的t 值；#为Mann-Whitney U 检验的z 值。

2.3 两组学员问卷调查结果比较

培训结束后，共发放问卷调查表10 份，有效回收率100%。结果显示，试验组在学习兴趣、手术操作能力、自信心及对教学方式的满意度方面的评分均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组学员问卷调查结果比较（分，）

表3 两组学员问卷调查结果比较（分，）

3 讨论

介入超声一直是超声医学规范化培训的薄弱环节之一，很多初学者容易失去学习的耐心，学员对穿刺针尖的判断容易存在误差以及未快速形成正确的持针手势是主因，导致培养周期长及教学效果不佳。既往介入超声培训多采用传统教学方式，即在上级医师指导下，通过超声仪器的实时监视进行引导穿刺练习。赵吉英等[7-8]报道传统超声引导方式在PICC 置管及颈内静脉穿刺术中的培训效果优于盲穿教学，可以提高一次穿刺成功率、减少穿刺次数及降低并发症发生率等。目前这种方式在教学中应用最为广泛，但是该方式以带教老师为主导，学员处于被动地位，“填鸭式”接受相关知识，对穿刺过程缺乏空间感，限制了学员的学习自主性和创新性。部分学者对传统教学方式进行了创新，主要表现在超声引导方式的改良及联合教学模式的应用等。叶平等[9-11]通过对超声引导方法的改进，进一步提高了穿刺的成功率，增加了学员的临床操作信心。马艳辉等[12-15]积极探索各种联合教学模式，如结合以问题为基础的学习（problem-based learning，PBL）、以能力为导向（competency-based education，CBE）、以案例为基础（cabed-based learning，CBL）及阶梯式教学等各种方法，丰富了教学手段，带动了学员的学习积极性，有助于学员理论知识与实际操作能力的有效融合，从而提高整体教学质量。传统超声引导方式的创新，一定程度上增加了学员的学习兴趣，改善了教学效果，但是依然无法解决学员穿刺引导过程中对穿刺针尖空间判断能力不足的难题，尤其对于初学者，依然容易误判针尖位置，进而引发心理紧张，对介入超声产生一定的恐惧。本研究中问卷调查结果显示，虽然对照组学员训练积极性高，但是随着培训过程推进，学员逐渐出现学习兴趣低下、训练及考核过程自信心不足以及动手能力欠缺等问题，这与早期培训过程中对穿刺针尖无法准确掌控息息相关。为了提高介入超声规范化培训效果，需要尝试应用新技术，对传统教学方式进行合理、有效的改革。

电磁导航是一种新的穿刺引导技术，利用磁场空间定位的原理，确定穿刺针内电磁感应器的位置，实时模拟显示穿刺针的进针路径及针尖位置，从而准确引导穿刺针安全进行[16]。与传统的超声引导相比，电磁导航技术具有以下优势：（1）可以在任意角度观测到针尖的位置，尤其在非同平面条件下意义更大，有助于提高初学者的信心；（2）可以实时显示穿刺针的路径，提高穿刺的安全性；（3）保证最佳穿刺平面与最佳成像平面一致性。以上优势有助于提高一次穿刺成功率及缩短手术时间，而这些是提高超声介入手术成功率的关键所在。本研究中体模穿刺考核结果显示，试验组在电磁导航技术的辅助引导下，对于2 cm 和6 cm 靶目标，同平面穿刺的操作时间和调针次数均较少，针体显示率较高，非同平面穿刺的操作时间和调针次数亦较少，培训效果明显优于对照组。电磁导航技术对穿刺针进针路径及针尖位置的实时显示，有助于试验组学员在早期体模训练中及时调整进针路径，锻炼正确的持针手势，增强穿刺针尖的空间位置感，解决了传统超声引导过程中容易出现穿刺针尖误判从而引起并发症的难题；同时有利于提高学员的介入操作能力，这在体模穿刺考核结果中得到了很好的体现。

将电磁导航技术引入日常教学中，有助于进一步提高教学质量。在既往的传统教学模式中，穿刺针尖的判断通常在带教老师的指导下进行空间想象，大部分学员难以快速、准确理解，大大降低了学习效率。而在电磁导航技术引导下，能够实现对模拟针尖的实时观测，消除了学员的紧张心理，增强其穿刺过程的自信心，从而激发学员的学习兴趣，提高学习积极性。本研究中问卷调查结果显示，试验组的教学满意度明显高于对照组，体现了电磁导航技术有助于学员更易掌握介入手术操作，充分激发学员热情。

综上所述，介入超声培训教学实践中，采用电磁导航技术这种新的引导方式，充分调动了学员学习的积极性，极大地锻炼了学员介入操作能力和立体空间感培养，有效地提高了教学质量。该教学模式适用于初级介入超声医师的培训，有助于缩短其学习曲线，亦适用于医学影像学专业本科生的超声教学，值得推广应用。