3D4K 外视镜在神经外科临床教学中的应用

韩硕，乔思雨，洪新杰，侯立军

1.海军军医大学附属长征医院神经外科，上海 200003；2.上海中医药大学附属龙华医院，上海 200000

纵观现代神经外科100 余年的历史，神经外科诊治水平的提高都伴随着手术精细化以及临床教学的不断改进，但神经外科手术手术难度大，传统手术教学仅通过回放手术视频以及图片等资料无法帮助学生正确直观地理解神经系统解剖，从而在临床操作上表现不佳。目前手术录像多来自于显微镜和神经内镜，都存在着只能2D 显像、景深浅、焦距短、显示屏幕过小等问题。2008 年MAMELAK 等开始研发一种可替代传统显微镜的2D 外视镜系统，并推出新一代高清3D 外视镜[1]，能够使学生拥有和主刀相同的手术视野，可以实时观察神经系统解剖结构，通过3D 成像观察患者全息解剖图像，可大大推动神经外科教学的发展[2]。本研究选取2019 年1月—2021 年12 月期间海军军医大学附属长征医院神经外科的60 名神经外科临床专业学生作为研究对象，研究神经外科临床教学中3D4K 外视镜的应用效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取本院60 名神经外科临床专业学生为研究对象，按随机数表法对等分为两组，各30 名。对照组男16名，女14 名；年龄23～28 岁，平均（26.31±1.38）岁。干预组男17 名，女13 名；年龄22～29 岁，平均（26.29±1.52）岁。两组一般资料对比，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：入组的神经外科临床专业学生均对本研究有知情权并自愿参与本次研究。排除标准：自本研究中途退出的学生；教学依从性且配合度不高的学生。

1.3 方法

对照组学生采取传统教学法（多媒体、手术图谱等），课题教学分2 节课进行，每节课时长为1 h。第1 节课由授课老师通过多媒体（PPT 和神经外科的动画短片）讲解神经解剖、神经生理、神经病理、神经外科常见疾病的发病机制和临床表现、神经外科疾病手术适应证（如脊髓肿瘤引起呼吸和肌力问题）及禁忌证（如生命体征不平稳禁行手术）。第2 节课由授课老师介绍实际手术视频和手术图片（如脊髓肿瘤的完整手术视频和重点截图）中的解剖结构、手术步骤及重难点内容，通过手术图谱的形式回顾神经解剖，并选取10 道神经外科经典考题进行提问，课堂教学中学生以听讲为主，并对内容进行记录，最后授课老师出题考试相关解剖学及外科学内容。

干预组学生采取裸眼3D4K 外视镜教学法，第一节课和传统教学法一样。第二节课向每位学生提供3D 眼镜，并带学生进入手术室（每次不超过5 名学生），告知进入手术室的注意事项，并在手术时观看外视镜的外接显示屏，在显示屏上现场讲解手术步骤及相应的神经解剖，如选取高颈段脊膜瘤手术：移动外视镜抵近观察，让学生在3D4K 视野下观察脊膜瘤好发于髓外硬膜下，以及与周围蛛网膜、脊神经的前根和后根的解剖关系。让学生在3D4K 视野下观看如何使用高速磨钻磨除椎板暴露肿瘤及待肿瘤完整切除后准备进行融合固定时，观看如何通过椎间融合器将颈椎进行融合固定，并掌握椎间盘、椎间孔、椎动脉等解剖结构。裸眼3D4K 外视镜教学根据手术时长决定，一般在3 h 左右完成。学生进行记录，围绕手术选取10 道神经外科题目进行提问，最后学生在和传统教学法相同的考题上答题。

1.4 观察指标

①两组教学满意度对比：教学结束后，将自制教学满意度调查问卷当场交给神经外科临床学生填写，共20 个问题，总分100 分。＞80 分为非常满意，60～80 分为基本满意，＜60 分为不满意，问卷采用匿名方式填写，20 min 后收取问卷。②两组理论知识对比：理论知识考核在教学结束后，对照组和干预组同时考核，包括脊髓肿瘤手术适应证、禁忌证、相关解剖知识、围术期管理以及并发症5 个维度进行考核，每个维度得分20 分，总分100 分。③两组教学效果对比；以学生学习前后表现、理论考核等为依据，病例讨论选取脊髓肿瘤进行分组讨论，由带教老师给出教学效果评价，包括专业知识、专业技能、临床思维、临床沟通以及学习兴趣的提升情况，进行评价。

1.5 统计方法

采用SPSS 20.0 统计学软件处理数据，符合正态分布的计量资料用（）表示，组间差异比较采用t 检验；计数资料用[n(%)]表示，组间差异比较采用χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组学生教学满意度对比

与对照组（70.00%）比较，干预组教学满意度（93.33%）较高，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组学生教学满意度比较[n(%)]

2.2 两组学生理论知识对比

与对照组比较，干预组脊髓肿瘤手术适应证、禁忌证、相关解剖知识、围术期管理以及并发症理论专业知识成绩均更高，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组医学生理论知识对比[（），分]

表2 两组医学生理论知识对比[（），分]

2.3 两组学生教学效果对比

与对照组比较，干预组专业知识、专业技能、临床思维、临床沟通以及学习兴趣提升比例均更高，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 两组学生教学效果对比[n(%)]

3 讨论

神经外科专业性强，对神经解剖要求较高，因而神经外科学生的学习曲线相比其他学科更长，神经外科专科化培训时间需要4 年，是所有医学专业专科化培训时间最长的。同时神经解剖又是神经外科临床教学中的薄弱环节，学生需要大量时间去阅读书籍和观摩手术才能逐步掌握，而这些知识获取方式不够直观和立体，无法直接在手术实践中应用。本研究将3D4K 外视镜引入神经外科临床专业医师的神经外科专科化培训中，提供了直观立体的神经解剖图像，改善了学生的教学满意度，提高了理论专业知识成绩分数，提升了专业知识、专业技能、临床思维、临床沟通以及学习兴趣，有望缩短神经外科专业学生培训时间。

3.1 3D4K 外视镜在神经外科教学中的优势

神经外科高度抽象化和概念化，解剖结构复杂，重要部位众多，传统通过解剖书籍和图谱的授课方式无法满足神经外科专科化培训要求。学生如果想要完全掌握神经外科解剖知识，需要立体直观地观察神经结构，才能更好、更快地进入外科医生的角色，而4K 高清视频辅助的3D 外视镜是实现立体直观的最好教学工具。3D4K 外视镜相比于传统的内镜和显微镜，具有深景深、宽视野、长焦距、重量轻、分辨率高、3D 视野以及内外视镜可自由切换，在为术者提供宽阔的手术空间、舒服的手术姿势以及立体感强的手术视野同时，也为学生提供了身临其境的学习体验，并激发学生的浓厚探索兴趣[3]。术者、助手以及学生在同一视野下操作，可缩短神经外科医生的训练时间，提高对于神经解剖的领悟。相关学者提出外视镜相比显微镜可以减少和患者的接触，对于患有传染性疾病的患者，外视镜更适合用于这些患者的显微手术[4]。

3.2 3D4K 外视镜为神经外科教学提供了技术革新

虽然外视镜作为近十年刚刚出现的新设备，尤其是3D4K 外视镜更是刚刚出现，只有少量文献报道其在临床教学中的应用，比如廖正步[5]提出外视镜能使传统被动抽象的教学变得直观形象，提高了神经外科手术的可视性和趣味性。但与外视镜显像技术接近的神经内镜在临床教学中的应用被广泛报道，如蔡强等[6]提出神经内镜提供实时、活体、多角度和零距离观察神经解剖结构，大大方便了神经外科教学。杜成华[7]抽取84 例神经外科临床专业学生进行对比，发现神经内镜可提高学生的理论水平以及实践操作能力。Ariffin MHM 等[8]认为外视镜学习曲线短，而且视野清晰，有助于住院医师和实习医师对于神经外科手术的掌握。另外Kijima N 等[9]提出外视镜可以使以前因为术者姿势不舒服而难以操作的手术变容易，并且帮助了解以前难以了解的解剖结构。Roethe AL 等[10]通过前瞻性随机对照试验得出：高清4K外视镜组比传统显微镜组的手术全切率明显提高（P＜0.05），并且使助手和术者的配合更加密切，且使学生能更好地看清神经解剖结构[11]。这些研究也证实外视镜为神经外科教学提供了技术革新，通过全新的方式让神经外科变得更立体、更直观、更高清，让神经解剖变得不再抽象难懂，为医生提供了全新的学习体验。

3.3 3D4K 外视镜提高神经外科临床专业学生的学习兴趣和信心

医学生的手术学习应该不仅仅停留在传统媒体教学上，而是注重通过3D 显示等可视化的方式使学生深入学习教学内容[12]。陈伟等[13]选取22 名进修医师，干预组采用可视化内镜颅底解剖训练，对照组采用常规内镜颅底解剖训练，结果显示可视化显著提高关键解剖结构的认识和手术计划能力。凌国源等[14]选取96 名本科生，干预组采用PBL 联合可视化教学模式，对照组采用传统教学模式，结果显示可视化教学提高医师学习的积极性，有助于提高临床工作能力，这些结果与本文一致。究其原因，3D 外视镜一方面提供医学生一个直观的手术感受，能够形成一个立体的解剖知识体系，另一方面提高学生对解剖学生的兴趣和信心，促使在日后自己手术时能够做到心中有数[15]。此外，学生通过3D4K 外视镜获得的手术图像清晰度远超别的手术设备和书籍，能够给学生一个难忘的视觉印象，并且外视镜作为最先进的手术设备，提前熟悉有助于了解未来外科的发展趋势[16]。

神经外科学生不能仅掌握理论知识，需要直观看到颅内及脊髓附近神经血管的实体位置，并且在真正参与手术前熟悉手术过程，反复观摩手术的具体操作[17]。而3D4K 外视镜能够很好地提供学生一个和主刀医生相同的视野，理解术中遇到的重要解剖结构及标志性结构，帮助学生跨过空间的局限，并且术中带教老师和学生能够随时互动，更好地实现知行合一，更好地理解神经外科手术的操作过程。随着外视镜技术的不断发展，在外科规培生、神经外科专培医师和进修医师的教学中不断发挥更多作用，成为神经外科教学中不可或缺的重要工具。