增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航氣管鏡技術(shù)在呼吸內(nèi)鏡醫(yī)師培訓(xùn)的初步應(yīng)用

鐘長(zhǎng)鎬 羅為展 陳愉 唐純麗 陳小波

支氣管鏡技術(shù)現(xiàn)已成為呼吸系統(tǒng)醫(yī)生最重要的診療手段之一[1-3]。肺癌是世界上發(fā)病率、死亡率最高的腫瘤[4]。而我國(guó)，75%肺癌患者確診時(shí)已為晚期，5年生存率僅為15.6%[5]。因此，早期篩查、早期診斷肺癌顯得尤為重要。熟練掌握可彎曲支氣管鏡檢查技術(shù)是提高肺癌診斷率，降低誤診率的最有效的方法[3]。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的支氣管鏡技術(shù)起步晚，但臨床應(yīng)用發(fā)展迅速，急需一批熟練支氣管鏡操作的臨床醫(yī)師。因此，2017年中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)遴選了3家醫(yī)療單位作為呼吸內(nèi)鏡培訓(xùn)學(xué)院。我院支氣管鏡中心是呼吸內(nèi)鏡培訓(xùn)學(xué)院之一，根據(jù)培訓(xùn)細(xì)節(jié)，我們常規(guī)方式教學(xué)步驟是指導(dǎo)學(xué)員首先閱讀胸部CT并定位病灶所在支氣管，繼而規(guī)劃操作路徑，最后指導(dǎo)學(xué)員對(duì)患者行支氣管鏡檢查。隨著科技進(jìn)步，也將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航支氣管鏡技術(shù)（Lung Point）應(yīng)用于呼吸內(nèi)鏡醫(yī)師的培訓(xùn)。Lung Point系統(tǒng)是一種虛擬導(dǎo)航支氣管鏡，根據(jù)患者胸部CT定位病灶后，智能規(guī)劃操作路徑，并予以三維重建仿真支氣管。本研究通過(guò)對(duì)呼吸內(nèi)鏡培訓(xùn)醫(yī)師使用常規(guī)培訓(xùn)方法和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航支氣管鏡技術(shù)（Lung Point）培訓(xùn)進(jìn)行分組對(duì)比，評(píng)估Lung Point在呼吸內(nèi)鏡醫(yī)生培訓(xùn)中的作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

隨機(jī)抽取2017年1—6月在廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院呼吸內(nèi)鏡中心招錄的10名呼吸內(nèi)鏡培訓(xùn)醫(yī)師，隨機(jī)分成兩組，A組按常規(guī)方式教學(xué)，B組應(yīng)用Lung Point系統(tǒng)教學(xué)。每組各5名醫(yī)師，每位醫(yī)師操作例數(shù)均為20例次。兩組醫(yī)師的一般資料對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 培訓(xùn)方法

（1）A組（常規(guī)培訓(xùn)法）：術(shù)前指導(dǎo)學(xué)員首先閱讀胸部CT并定位病灶所在支氣管（第6級(jí)支氣管），繼而規(guī)劃支氣管鏡操作路徑，再指導(dǎo)學(xué)員對(duì)患者行支氣管鏡檢查，記錄操作時(shí)間。

（2）B組（Lung Point培訓(xùn)法）：Lung Point是一種將真實(shí)世界信息和三維重建信息“無(wú)縫”集成的高新技術(shù)，即把原有在支氣管鏡下直視的現(xiàn)實(shí)影像與這些影響對(duì)應(yīng)的實(shí)體信息（正確的路徑信息、血管信息、氣道尺寸信息、病灶位置信息等），實(shí)現(xiàn)疊加后進(jìn)行支氣管鏡診療的臨床應(yīng)用。學(xué)員將根據(jù)患者胸部CT定位目標(biāo)支氣管（第6級(jí)支氣管）后，智能規(guī)劃操作路徑，并予以三維重建仿真支氣管。在實(shí)踐操作中，學(xué)員不運(yùn)用導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)引導(dǎo)，僅在術(shù)前查看操作路徑記錄。

1.3 評(píng)價(jià)方法

（1）操作是否到達(dá)目標(biāo)所在亞段支氣管；（2）實(shí)際操作到達(dá)目標(biāo)所在亞段支氣管所用時(shí)間，少于5分鐘為及格，多于5分鐘為不及格。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計(jì)量資料以（均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）表示，兩個(gè)樣本均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)，多于兩組樣本均數(shù)的比較，采用方差分析（ANOVA）；計(jì)數(shù)資料以（n，%）表示，采用χ2檢驗(yàn)，以P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

比較兩種支氣管鏡檢查操作所需時(shí)間，A組為（398.16±91.51）s，B組為（275.01±62.64）s，兩組對(duì)比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.00）；操作時(shí)間的達(dá)標(biāo)率，A組低于B組（24%vs. 72%）；圖1可見(jiàn)兩種培訓(xùn)法隨著培訓(xùn)例次的增多，操作所花費(fèi)時(shí)間逐漸減少。表1可見(jiàn)，16～20例次比其余各例次組所花的時(shí)間明顯減少，且隨著操作例次增多，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)操作成功次數(shù)逐漸增多；表2可見(jiàn)，各組次在規(guī)定時(shí)間內(nèi)操作成功率對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.95），但操作時(shí)間上，與1～5例次比較，另外三組明顯減少。但6～10例次與11～15例次對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。表3、圖1兩種操作方法的定位精準(zhǔn)率，A組低于B組（60%vs. 84%），且常規(guī)培訓(xùn)法與Lung Point培訓(xùn)法不同例次的比較均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；兩種評(píng)價(jià)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，則A組低于B組（14%vs. 53%）。

圖1 兩種培訓(xùn)方法的學(xué)習(xí)曲線

圖2 常規(guī)培訓(xùn)法與Lung Point培訓(xùn)法不同例次的精準(zhǔn)度比較

3 討論

支氣管鏡檢查是目前呼吸系統(tǒng)常用的診斷和治療各種氣道和肺部疾病的重要工具，也是呼吸內(nèi)科專(zhuān)科醫(yī)師必備的操作技能。由于肺部的特殊解剖特點(diǎn)，支氣管分支數(shù)量多且雜亂，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，從對(duì)單純的二維胸部CT的閱讀來(lái)進(jìn)行定位三維支氣管亞段是十分困難的，傳統(tǒng)的培訓(xùn)方法是由有經(jīng)驗(yàn)的導(dǎo)師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行胸部影像學(xué)的閱讀，并在實(shí)際支氣管鏡操作中進(jìn)行對(duì)照教學(xué)，但在實(shí)際操作中難使學(xué)生快速建立起胸部CT圖像與真實(shí)支氣管一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而且延長(zhǎng)了操作時(shí)間，增加患者痛苦。因此，探索新的呼吸內(nèi)鏡醫(yī)師培訓(xùn)方法顯得尤為重要。

表1 常規(guī)培訓(xùn)法的操作時(shí)間比較

表2 Lung Point培訓(xùn)法的操作時(shí)間比較

表3 常規(guī)培訓(xùn)法與Lung Point培訓(xùn)法不同例次的精準(zhǔn)度比較

隨著科技的迅猛發(fā)展，導(dǎo)航支氣管鏡技術(shù)應(yīng)用于支氣管鏡操作。導(dǎo)航支氣管鏡是將術(shù)前高分辨率薄層胸部CT無(wú)間隔掃描獲得的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)人導(dǎo)航支氣管軟件系統(tǒng)，三維重建對(duì)支氣管內(nèi)表面具有相同像素值范圍，賦予人工偽色彩并模擬腔內(nèi)情況，獲得類(lèi)似支氣管腔內(nèi)的動(dòng)態(tài)重建圖像。術(shù)前可根據(jù)胸部CT的提示，通過(guò)標(biāo)定肺部病灶，制定支氣管鏡操作的路徑，目前，導(dǎo)航支氣管鏡技術(shù)可觀察第0～6級(jí)支氣管[6]。本團(tuán)隊(duì)早期對(duì)導(dǎo)航支氣管鏡研究表明，使用導(dǎo)航支氣管鏡技術(shù)能將常統(tǒng)肺活檢的陽(yáng)性率由47%提高到76%，明縮短整體操作時(shí)間，總體操作時(shí)間導(dǎo)航組為（256±205）s[7]。借鑒前期的研究結(jié)果，將導(dǎo)航支氣管系統(tǒng)應(yīng)用于呼吸內(nèi)鏡醫(yī)師的培訓(xùn)中，并設(shè)定操作時(shí)間評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為5分鐘。圖1表明，隨著兩種培訓(xùn)方法次數(shù)的增多，操作者所花時(shí)間逐漸減少，這表明Lung Point培訓(xùn)法符合支氣管鏡培訓(xùn)的發(fā)展規(guī)律。而從表1、2可見(jiàn)Lung Point培訓(xùn)法操作比常規(guī)培訓(xùn)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成操作成功率更高，同時(shí)，Lung Point培訓(xùn)法6～10例與11～15例時(shí)間對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），結(jié)合表3、圖2的操作精準(zhǔn)率，認(rèn)為L(zhǎng)ung Point培訓(xùn)法至少培訓(xùn)6例以上可達(dá)滿意的培訓(xùn)效果?；谕瑯拥目紤]，常規(guī)培訓(xùn)法至少需要16例才達(dá)到操作時(shí)間少、操作精準(zhǔn)度高的基本要求。這表明使用Lung Point培訓(xùn)法可以使低年資支氣管鏡醫(yī)師迅速掌握支氣管鏡操作技巧，準(zhǔn)確的路徑規(guī)劃也同時(shí)縮減尋找病灶花費(fèi)的時(shí)間。

與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比， Lung Point培訓(xùn)法具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）時(shí)間便利性：運(yùn)用導(dǎo)航支氣管技術(shù)能在術(shù)前可查看患者虛擬支氣管腔內(nèi)情況，增加路徑和腔內(nèi)熟悉程度，可按照老師和學(xué)生的時(shí)間機(jī)動(dòng)安排，在路徑規(guī)劃學(xué)習(xí)中可隨意停止，隨時(shí)提問(wèn)、討論，并可運(yùn)用系統(tǒng)自帶的3D旋轉(zhuǎn)功能進(jìn)行任意變換，在術(shù)前對(duì)病變情況進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估，以決定實(shí)際操作中需要進(jìn)行的檢查項(xiàng)目或者治療方案，深入了解培訓(xùn)醫(yī)師的支氣管鏡檢查方案；（2）操作安全性：傳統(tǒng)教學(xué)方法是在老師 “手把手”的指導(dǎo)下操作。可能學(xué)員的不熟練操作步驟、方法，增加了尋找病灶所用的時(shí)間，給患者帶來(lái)痛苦，而導(dǎo)航系統(tǒng)在術(shù)前可為學(xué)員提供準(zhǔn)確的指引路徑，大大縮短了操作的時(shí)間；另外，導(dǎo)航系統(tǒng)能提供病灶的大小、位置、離胸壁的距離、周邊的血管等信息，為合理進(jìn)行相應(yīng)的檢查提供了更多的信息，避免活檢后的出血、氣胸等并發(fā)癥的出現(xiàn)；（3）操作可重復(fù)性：通過(guò)Lung Point系統(tǒng)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，可以針對(duì)特殊病例、特殊位置反復(fù)研究和練習(xí)，直到掌握為止，極大增強(qiáng)了培訓(xùn)醫(yī)師的操作信心。

本研究也存在一定的不足，入組培訓(xùn)醫(yī)師數(shù)較少，期待以后繼續(xù)增加相關(guān)培訓(xùn)數(shù)據(jù)。此外，Lung Point系統(tǒng)也存在一定的不足，如對(duì)于局部支氣管有狹窄或者變異的情況，無(wú)法清晰顯示，需在操作中隨時(shí)調(diào)整操作路徑。

綜上所述，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航支氣管鏡技術(shù)（Lung Point系統(tǒng)）可縮短呼吸內(nèi)鏡醫(yī)師培訓(xùn)時(shí)間，提高培訓(xùn)成效。

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