虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合手術(shù)教學(xué)在泌尿外科腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用

張萬(wàn)生，王立國(guó)吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院泌尿外科，吉林吉林132013

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合手術(shù)教學(xué)在泌尿外科腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用

張萬(wàn)生，王立國(guó)
吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院泌尿外科，吉林吉林132013

腹腔鏡手術(shù)在近年來(lái)發(fā)展較為迅速，隨著該手術(shù)在醫(yī)院中的應(yīng)用不斷推廣，泌尿外科手術(shù)也開(kāi)始進(jìn)入腔鏡時(shí)代，但是這種手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大，為了減少手術(shù)中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，在手術(shù)教學(xué)中對(duì)于初學(xué)者進(jìn)行教學(xué)不適宜采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，需要探索一種安全有效的培訓(xùn)方法加強(qiáng)對(duì)醫(yī)護(hù)人員的培訓(xùn)。文章主要探索泌尿外科腹腔鏡培訓(xùn)中虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和手術(shù)錄像結(jié)合的方法的應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)；手術(shù)教學(xué)；泌尿外科；腹腔鏡；培訓(xùn)；應(yīng)用

DOI：10.16659/j.cnki.1672-5654.2015.34.090

［Abstract］Laparoscopic surgery has developed very quickly in recent years in，with the application of the operation in the hospital continue to spread，urinary surgery also began to enter the laparoscopic era，but this kind of operation risk larger，in order to reduce the risks that may exist in the operation，in surgery teaching for beginners were teaching is not suitable to adopt the traditional teaching methods，the need to explore a safe and effective training methods to strengthen the training of medical personnel.This paper mainly explores the application of the virtual reality system and the video recording method in the training of the Department of urology.

［Key words］Virtual Reality；System；Operation instruction；Department of Urology；Laparoscopy；Training；Application

隨著醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，外科手術(shù)教學(xué)培訓(xùn)內(nèi)容已經(jīng)成為一項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目。為了加強(qiáng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的實(shí)力，培育更多的醫(yī)學(xué)人才，一些醫(yī)學(xué)技術(shù)也變得更為成熟，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是醫(yī)學(xué)技術(shù)中最具有突出成就的技術(shù)，該技術(shù)主要利用計(jì)算機(jī)來(lái)生成一種模擬環(huán)境，然后利用傳感設(shè)備將接受培訓(xùn)的人員置于這種特殊環(huán)境當(dāng)中，讓受訓(xùn)者和模擬環(huán)境之間形成一種交互，受訓(xùn)者就能夠在仿真的環(huán)境下學(xué)習(xí)腹腔鏡手術(shù)。

1　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在泌尿外科腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有著較高的仿真性能，模仿的人體環(huán)境接近臨床實(shí)際狀況，這種仿真的模擬是腹腔鏡模式箱無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。雖然利用腹腔鏡模擬箱來(lái)解剖動(dòng)物最后可以達(dá)到與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相同的效果，但是動(dòng)物的解剖結(jié)構(gòu)畢竟不同于人體結(jié)構(gòu)，并且動(dòng)物解剖過(guò)程還需要專用的設(shè)備以及專門(mén)的手術(shù)間，護(hù)理人員以及麻醉人員都需要專業(yè)人員，還需要專業(yè)負(fù)責(zé)動(dòng)物喂養(yǎng)的飼養(yǎng)員配合，因此，以動(dòng)物為主的手術(shù)方法很難進(jìn)行推廣。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不會(huì)受到時(shí)間和場(chǎng)地的限制，培訓(xùn)中方便安排，一定程度上能夠降低培訓(xùn)費(fèi)用。除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以根據(jù)訓(xùn)練對(duì)象的實(shí)際情況靈活的設(shè)置訓(xùn)練項(xiàng)目，可以對(duì)訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行修改，使訓(xùn)練題目滿足學(xué)員的訓(xùn)練要求，學(xué)員在訓(xùn)練中才能夠循序漸進(jìn)，這種培訓(xùn)方法不僅對(duì)初學(xué)者有用，還能夠幫助一些資深的醫(yī)生提升腹腔鏡技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中還能夠?qū)Ω骨荤R技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，在項(xiàng)目完成后系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)生成報(bào)告對(duì)項(xiàng)目的完成狀況進(jìn)行評(píng)估，不僅對(duì)訓(xùn)練的效果能夠起到客觀評(píng)價(jià)的作用，同時(shí)還能夠幫助學(xué)員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)糾正，進(jìn)一步完善受訓(xùn)人員的技能。

1.2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用方法及內(nèi)容

腹腔鏡的基本技能訓(xùn)練中包括多種虛擬操作，訓(xùn)練中有對(duì)鏡頭掌握虛擬操作要求，此外還有縫合、打結(jié)、切割以及鉗夾甚至是血管分離等虛擬操作?？梢愿鶕?jù)設(shè)置要求來(lái)對(duì)受訓(xùn)者的解剖技能和手術(shù)技能進(jìn)行訓(xùn)練。在訓(xùn)練過(guò)程中，需要讓專門(mén)的導(dǎo)師來(lái)對(duì)受訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生講解基本的手術(shù)技能，通過(guò)演示的方式學(xué)生掌握手術(shù)操作的基本方法，了解手術(shù)中需要的常用器械以及其使用方法，之后可以將學(xué)員分成不同的小組讓他們參與訓(xùn)練，指導(dǎo)教師在訓(xùn)練中對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，及時(shí)處理訓(xùn)練中的問(wèn)題，由基本的技能訓(xùn)練逐漸過(guò)渡到手術(shù)操作訓(xùn)練，讓學(xué)生對(duì)手術(shù)技術(shù)加深掌握。

2　手術(shù)錄像教學(xué)在泌尿外科腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用

2.1手術(shù)錄像的準(zhǔn)備

現(xiàn)在醫(yī)學(xué)中使用的腹腔鏡設(shè)備中都含有攝像功能，能夠?qū)⑹中g(shù)的全過(guò)程錄制下來(lái)。在日常醫(yī)學(xué)手術(shù)中，如果資歷較高的醫(yī)者做手術(shù)，他們就會(huì)將腹腔鏡手術(shù)過(guò)程通過(guò)攝像錄制下來(lái)，然后刻錄成光盤(pán)進(jìn)行保存，在培訓(xùn)時(shí)培訓(xùn)教師可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的手術(shù)錄像播放，而且在手術(shù)過(guò)程講解中配備專門(mén)的教師進(jìn)行講解，包括手術(shù)中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，利用手術(shù)錄像進(jìn)行教學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)設(shè)備要求比較簡(jiǎn)單，可以通過(guò)不同的光盤(pán)播放不同的手術(shù)，讓學(xué)生通過(guò)反復(fù)觀看了解手術(shù)中的重點(diǎn)內(nèi)容和事項(xiàng)，不會(huì)受到時(shí)間和空間的限制，也不會(huì)受到場(chǎng)地的限制，因此手術(shù)錄像在教學(xué)中的使用更為靈活。

2.2手術(shù)錄像教學(xué)內(nèi)容分析

首先是對(duì)臨床手術(shù)資料進(jìn)行分析，在進(jìn)行錄像教學(xué)之前需要充分準(zhǔn)備好臨床病例資料，對(duì)患者的手術(shù)適應(yīng)證進(jìn)行分析，然后使用CT等影像學(xué)資料并且結(jié)合手術(shù)錄像來(lái)了解手術(shù)患者手術(shù)部位的解剖關(guān)系，重點(diǎn)需要關(guān)注重要的神經(jīng)器官以及腹腔器官等，在此過(guò)程中能夠發(fā)現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的變異，進(jìn)而減少手術(shù)中出血或者是誤傷的危險(xiǎn)。手術(shù)錄像可以通過(guò)高清視頻將手術(shù)放大，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的立體感，彌補(bǔ)學(xué)生不能親自參與手術(shù)過(guò)程而存在的缺憾。其次，在教學(xué)中需要講解器械性能以及操作的基本技能，教師可以使用手術(shù)錄像對(duì)學(xué)生講解手術(shù)要領(lǐng)，關(guān)于鏡頭與手術(shù)者的配合以及手術(shù)過(guò)程中的縫合等要領(lǐng)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)手術(shù)器械性能的認(rèn)識(shí)，這種真實(shí)的手術(shù)視頻可以加強(qiáng)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)訓(xùn)練內(nèi)容的鞏固。此外，教學(xué)中，教師會(huì)根據(jù)泌尿系部位的不同來(lái)選擇合適數(shù)量的典型手術(shù)錄像，對(duì)不同部位的解剖特點(diǎn)以及手術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行講解，使是同樣的手術(shù)部位和手術(shù)名稱，手術(shù)的過(guò)程也千差萬(wàn)別，因此，選擇手術(shù)的方式也不同，在對(duì)不同的手術(shù)進(jìn)行比較之后，就能夠選擇出優(yōu)秀的手術(shù)，能夠評(píng)價(jià)手術(shù)的優(yōu)劣所在，以此來(lái)提出整個(gè)手術(shù)過(guò)程中的問(wèn)題，總結(jié)手術(shù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。教學(xué)中需要重點(diǎn)講解的內(nèi)容是手術(shù)過(guò)程中的意外以及損傷，教師還需要對(duì)這些意外和損傷出現(xiàn)的原因?qū)W(xué)生進(jìn)行講解，相對(duì)應(yīng)的處理方法如何，這樣可以加深學(xué)生對(duì)整個(gè)手術(shù)過(guò)程的印象，避免在今后的手術(shù)中出現(xiàn)類似的問(wèn)題。

3　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與手術(shù)錄像的結(jié)合在泌尿外科腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用

3.1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與手術(shù)錄像結(jié)合的培訓(xùn)方法分析

在培訓(xùn)之前，首先讓學(xué)生學(xué)習(xí)腹腔鏡的理論知識(shí)點(diǎn)，了解腹腔鏡手術(shù)患者的禁忌以及并發(fā)癥和適應(yīng)證等特征，還需要清楚處理患者并發(fā)癥的措施。腹腔鏡模擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練系統(tǒng)在培訓(xùn)中有規(guī)定的培訓(xùn)時(shí)間，每天時(shí)間4 h，講解人員選擇擅長(zhǎng)腹腔鏡手術(shù)專業(yè)醫(yī)師來(lái)講解，讓學(xué)生能夠清楚的了解腹腔鏡手術(shù)所用器械的性能以及特征等，然后由學(xué)生自己練習(xí)模擬操作，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的測(cè)評(píng)結(jié)果就能夠查出學(xué)生在模擬過(guò)程中存在的問(wèn)題，專業(yè)醫(yī)師人員對(duì)學(xué)生的問(wèn)題可以集中解答，抓好對(duì)學(xué)生基本技能的訓(xùn)練，例如手術(shù)的縫合、打結(jié)以及抓持等技能的培訓(xùn)。其次，培訓(xùn)中需要選擇泌尿系不同部位的腹腔鏡手術(shù)錄像讓學(xué)生進(jìn)行觀察，將手術(shù)過(guò)程和手術(shù)要點(diǎn)重點(diǎn)進(jìn)行講解，在講解中學(xué)員可以及時(shí)提問(wèn)，集中討論。對(duì)腹腔鏡虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的培訓(xùn)內(nèi)容持續(xù)1周后，學(xué)員需要進(jìn)一步鞏固基本技能的培訓(xùn)效果，通過(guò)模擬系統(tǒng)進(jìn)行手術(shù)訓(xùn)練，然后讓系統(tǒng)對(duì)學(xué)生接受培訓(xùn)的效果進(jìn)行分析，糾正學(xué)生模擬中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，提高學(xué)生手術(shù)操作的技能。最后，教師可以選擇以往腹腔鏡手術(shù)中的一些典型手術(shù)讓學(xué)生觀摩，對(duì)學(xué)生講解手術(shù)中出現(xiàn)的事故應(yīng)該如何避免，如何正確處理手術(shù)事故等，教師可以給學(xué)生一定的時(shí)間讓他們自由觀摩手術(shù)錄像，連續(xù)觀摩1周后就可以讓學(xué)生參與手術(shù)臨床實(shí)踐培訓(xùn)。

3.2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與手術(shù)錄像結(jié)合的培訓(xùn)效果

在腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)中，主要對(duì)27名醫(yī)生進(jìn)行規(guī)范化培訓(xùn)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生培訓(xùn)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到了培訓(xùn)的最終結(jié)果。很多學(xué)員對(duì)腹腔鏡常用器械的使用方法能夠熟練的進(jìn)行掌握，通過(guò)培訓(xùn)一定程度上提升了學(xué)員在手術(shù)操作中的基本技能，系統(tǒng)對(duì)學(xué)員的學(xué)習(xí)情況有著較好的評(píng)價(jià)。初學(xué)者對(duì)培訓(xùn)的普遍反映是提高了他們對(duì)腹腔鏡手術(shù)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了他們的手眼配合能力以及協(xié)調(diào)能力，轉(zhuǎn)變了腹腔鏡操作的視覺(jué)感。還有更多的學(xué)生反映在培訓(xùn)中了解了泌尿系腹腔鏡手術(shù)過(guò)程，這樣使他們?cè)谡嬲M(jìn)入臨床實(shí)踐操作過(guò)程中就不會(huì)感覺(jué)陌生。一些有操作經(jīng)驗(yàn)的腹腔鏡手術(shù)操作者的基本操作技能也進(jìn)一步得到鞏固，在培訓(xùn)中使用大量的手術(shù)錄像拓寬了學(xué)生視野，也使得他們對(duì)處理手術(shù)突發(fā)事件有了更多的信心。一些臨床醫(yī)生通過(guò)腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)幫助他們可以快速進(jìn)入臨床實(shí)踐過(guò)程，使得手術(shù)操作更為規(guī)范化。

4　結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在手術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用可以讓學(xué)生沉侵在模擬手術(shù)的場(chǎng)景中，通過(guò)多種器官感知來(lái)學(xué)習(xí)和掌握手術(shù)操作的技巧。腹腔鏡手術(shù)操作本身有零風(fēng)險(xiǎn)和自動(dòng)指導(dǎo)等優(yōu)勢(shì)特征，采用系統(tǒng)培訓(xùn)方法可以提升學(xué)習(xí)者對(duì)手術(shù)操作技能的水平。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并且還可以對(duì)受訓(xùn)醫(yī)師進(jìn)行評(píng)價(jià)考核，為醫(yī)學(xué)手術(shù)的培訓(xùn)提供了一個(gè)很好的教學(xué)平臺(tái)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合手術(shù)教學(xué)可以將實(shí)際手術(shù)中的操作通過(guò)視頻記錄下來(lái)，讓學(xué)生觀看，了解實(shí)際手術(shù)中的情況。教學(xué)中利用該種系統(tǒng)能夠?qū)κ苡?xùn)者和培訓(xùn)者同時(shí)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了一體化管理和評(píng)價(jià)，應(yīng)用價(jià)值良好，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中值得推廣。

［1］方針強(qiáng)，王祥衛(wèi)，易善紅，等.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合手術(shù)教學(xué)在泌尿外科腹腔鏡培訓(xùn)中的應(yīng)用［J］.重慶醫(yī)學(xué)，2012，41（33）：3568-3569.

［2］方針強(qiáng)，王祥衛(wèi)，易善紅，等.虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器和手術(shù)演示在泌尿外科腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用［J］.中華醫(yī)學(xué)教育探索雜志，2012，11（5）：528-530.

［3］吳東波.醫(yī)學(xué)三維可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肝癌腹腔鏡手術(shù)中的應(yīng)用研究［D］.廣州：南方醫(yī)科大學(xué)，2009.

［4］羅偉，吳明燦.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的腹腔鏡操作培訓(xùn)系統(tǒng)的研制［J］.中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2013（11）：117-119.

［5］羅偉，劉永安，鄭衛(wèi)華，等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的腹腔鏡操作培訓(xùn)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2014，35（8）：37-38，50.

［6］王丹，羅良平.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在臨床教學(xué)中的應(yīng)用［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，33（7）：126-127.

［7］謝敖文.膽道系統(tǒng)結(jié)石腹腔鏡及開(kāi)腹手術(shù)虛擬可視化研究［D］.廣州：南方醫(yī)科大學(xué)，2010.

［8］尹大龍，薄紅，宋宣，等.腹腔鏡外科醫(yī)師技能培訓(xùn)的新進(jìn)展［J］.中華醫(yī)學(xué)教育雜志，2010，30（3）：459-461.

［9］陳欣.虛擬宮腹腔鏡技術(shù)研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2012.

［10］張叢源.虛擬腹腔鏡膽囊切除手術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2013.

［11］王海臨，賀哲峰，許新宇，等.淺談3D技術(shù)在泌尿外科的發(fā)展應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2015（7）：75，80.

［12］宋健.淺談虛擬現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)在微創(chuàng)外科技能訓(xùn)練中的作用［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2013，21（3）：626-628.

［13］顧曉，楊進(jìn)，杜擁軍，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在外科教學(xué)中的應(yīng)用［J］.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，11（5）：55-57.

The Application of Virtual Reality System Combined with Surgery Teaching in the Training of Department of Urology

ZHANG Wan-sheng，WANG Li-guo
Department of Urology，the Affiliated Hospital of Jinlin Medical college，Jilin，Jilin Province，132013 China

R8

A

1672-5654（2015）12（a）-0090-03

張萬(wàn)生（1981.4-），男，主治醫(yī)師，碩士研究生，研究方向：排尿功能障礙及微創(chuàng)泌尿外科學(xué)。

王立國(guó)（1971.10-），男，博士，主任醫(yī)師，研究方向：微創(chuàng)泌尿外科學(xué)。

（2015-09-06）