教學(xué)反饋在臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)

丑 賽，趙國(guó)棟，張 煊

(中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院肝膽胰外科醫(yī)學(xué)部，北京，100853)

隨著時(shí)代的變遷與發(fā)展，臨床教學(xué)形式日趨多元化，為教學(xué)反饋在外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合教學(xué)反饋與外科臨床教學(xué)的特點(diǎn)，重點(diǎn)論述其在臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。目前臨床機(jī)器人手術(shù)的教學(xué)有了新的特點(diǎn)，對(duì)臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的教學(xué)反饋提出了新挑戰(zhàn)。教學(xué)反饋的多維化、多元化、標(biāo)準(zhǔn)化是下一步發(fā)展的方向。

自20世紀(jì)60年代起，控制論被廣泛應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程的理論指導(dǎo)。根據(jù)美國(guó)學(xué)者維納1949年對(duì)控制論的定義，控制論是受多元因素影響的復(fù)雜系統(tǒng)控制方法論。教學(xué)活動(dòng)可視為一個(gè)由教師、學(xué)生、知識(shí)轉(zhuǎn)化過(guò)程3個(gè)基本單元構(gòu)成的系統(tǒng)。教師、學(xué)生對(duì)教學(xué)過(guò)程起主導(dǎo)與調(diào)控作用，是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的控制器。臨床教學(xué)具有精確性、邏輯性、復(fù)雜性、時(shí)效性等特點(diǎn)，因此教學(xué)反饋一方面具有普通教學(xué)反饋的普適共性，另一方面也具有基于醫(yī)學(xué)的學(xué)科特性[1]。隨著時(shí)代的變遷與發(fā)展，臨床教學(xué)形式日趨多元化，外科教學(xué)由早期的模擬器械練習(xí)為主的離體操作逐漸過(guò)渡為以大體解剖、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物操作為主的實(shí)體操作，如今進(jìn)入了結(jié)合多媒體技術(shù)的虛擬操作的階段。這也為教學(xué)反饋在外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用帶來(lái)了新的特點(diǎn)。本文結(jié)合教學(xué)反饋與外科臨床教學(xué)，重點(diǎn)論述其在臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)，討論科技進(jìn)步帶來(lái)的新問(wèn)題與新契機(jī)。

1 臨床教學(xué)反饋的發(fā)展

教師是教學(xué)信息的傳輸者及反饋信息的主要接收者，而學(xué)生作為教學(xué)的對(duì)象，在此基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)活動(dòng)(系統(tǒng))的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)并形成教學(xué)反饋機(jī)制。1920年反饋的概念首次提出，其本質(zhì)為系統(tǒng)的輸出返送回輸入端，并由此對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)產(chǎn)生制約作用。至20世紀(jì)中葉，經(jīng)由控制論開創(chuàng)者維納等的引入，反饋的概念逐漸推廣于生物、心理、工程及其他社會(huì)科學(xué)的領(lǐng)域。教學(xué)系統(tǒng)反饋與其他系統(tǒng)反饋具有一致性[1]。

盡管臨床實(shí)踐教學(xué)的理論體系不盡相同，但均包含時(shí)間、反饋與系統(tǒng)評(píng)價(jià)，其中應(yīng)用較多的為英國(guó)的國(guó)家健康服務(wù)規(guī)范評(píng)估及Korthagen提出的ALACT模型，即實(shí)踐行動(dòng)(action)、行為回顧(looking back on action)、全面反饋(awareness of aspects)、方案制定(creating alternative methods of action)、跟蹤隨訪(trial)[2]。相較NHS評(píng)價(jià)系統(tǒng)(適合評(píng)估全科醫(yī)生臨床表現(xiàn))，從臨床實(shí)踐應(yīng)用的角度考慮外科教學(xué)更適合采用ALACT模型[3]。教學(xué)反饋?zhàn)鳛槌星皢⒑蟮年P(guān)鍵，是評(píng)價(jià)行為回顧是否詳實(shí)的客觀體現(xiàn)，也是下一步方案制定的基石。ALACT模型中有效的方案制定包含五點(diǎn)要素，首先是確定目標(biāo)，其次是制定個(gè)性化、可量化、可實(shí)現(xiàn)、時(shí)效性的計(jì)劃即SMART的計(jì)劃(specific、measurable、acceptable、realistic and time-bound)[4]及考量可能的阻礙、解決的方案。方案制定作為ALACT模型的可量化評(píng)估結(jié)果，依賴于有效反饋的建立。因此，ALACT模型中教學(xué)反饋是訓(xùn)練穩(wěn)步推進(jìn)的關(guān)鍵。

2 臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的特點(diǎn)與應(yīng)用

2.1 臨床機(jī)器人手術(shù)的發(fā)展與教學(xué) 1987年Mouret首次報(bào)道了腹腔鏡膽囊切除術(shù)，至此開啟了外科手術(shù)的微創(chuàng)時(shí)代[5]。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，1997年Cadiere成功施行機(jī)器人輔助腹腔鏡膽囊切除術(shù)，新型的腔鏡手術(shù)系統(tǒng)開始進(jìn)入臨床[6]。2000年新一代的da Vanci手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)正式被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)，并逐漸被外科醫(yī)師們所接受。機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)具有視野清晰、穩(wěn)定、放大、操作器械靈活度高、符合人體工學(xué)、抖動(dòng)過(guò)濾等優(yōu)點(diǎn)，其中器械的靈活性、視野的清晰穩(wěn)定克服了既往傳統(tǒng)腹腔鏡的主要劣勢(shì)[7]。以中國(guó)為例，目前國(guó)內(nèi)主流達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)截至2017年在中國(guó)大陸地區(qū)共完成手術(shù)26 765臺(tái)，是2014年(4 982臺(tái)次)完成例數(shù)的5倍多，年增長(zhǎng)率約為45%[8]。與機(jī)器人手術(shù)量迅猛增長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的是機(jī)器人手術(shù)的臨床教學(xué)也逐漸為人們所重視，臨床外科醫(yī)師對(duì)機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的需求與日俱增[9]。在腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)成功完成光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)完成了機(jī)械力學(xué)信號(hào)與電信號(hào)間的解碼與轉(zhuǎn)化。機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)不是腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)的升級(jí)迭代，而是手術(shù)操作系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中的徹底革命，這一技術(shù)使得手術(shù)中的操作可被解構(gòu)與重構(gòu)。這也推動(dòng)了臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中虛擬操作的實(shí)現(xiàn)，教學(xué)形式多元化、教學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化與教學(xué)目標(biāo)同質(zhì)化的發(fā)展。新的特點(diǎn)也對(duì)臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)，見圖1。

圖1 基于ALACT模型臨床機(jī)器人手術(shù)的教學(xué)特點(diǎn)

2.2 臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的特點(diǎn) 首先是虛擬操作的實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)可全程收集手術(shù)中機(jī)械信號(hào)與電信號(hào)，后期同步生成完全相仿的視覺與力學(xué)情境?；诖罅繑?shù)據(jù)分析所提煉出來(lái)的典型外科手術(shù)情境可被多次重復(fù)與練習(xí)。目前，機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中模擬器被大規(guī)模應(yīng)用于臨床教學(xué)及訓(xùn)練，克服了傳統(tǒng)虛擬操作仿真性差及實(shí)體操作成本高、難以重復(fù)的障礙。其次，是體現(xiàn)在時(shí)間、空間等方面教學(xué)形式的多元化。由于通訊技術(shù)的發(fā)達(dá)，更多的醫(yī)生愿意將手術(shù)操作、手術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)的分享，如Web-Surg、I-Surgery等平臺(tái)。這種學(xué)習(xí)形式使得學(xué)習(xí)不僅限于課堂時(shí)間，也可利用課余時(shí)間甚至碎片化的時(shí)間，使得學(xué)習(xí)時(shí)間更加多元化。而臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)在空間上的延展，使機(jī)器人手術(shù)教學(xué)既可以是傳統(tǒng)的單中心學(xué)徒制也可以是多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)的導(dǎo)師團(tuán)制。由于操作信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，同一導(dǎo)師的操作可被分享給多名學(xué)生，而同一學(xué)生的操作也可被多名導(dǎo)師督導(dǎo)。基于機(jī)器人手術(shù)的遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸、全球手術(shù)聯(lián)動(dòng)、術(shù)中實(shí)時(shí)分享已成為現(xiàn)實(shí)，美國(guó)外科醫(yī)師協(xié)會(huì)近期有意對(duì)機(jī)器人外科手術(shù)教學(xué)倡導(dǎo)一致性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。借助5G等通訊技術(shù)的進(jìn)步，更加穩(wěn)定、快捷、及時(shí)的教學(xué)逐漸在外科機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中應(yīng)用推廣[10]。

2.3 臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的教學(xué)反饋現(xiàn)狀 目前臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的教學(xué)反饋呈現(xiàn)明顯簡(jiǎn)單化、主觀化傾向。早期國(guó)內(nèi)的機(jī)器人手術(shù)教學(xué)主要分為兩部分，依托機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)研發(fā)的工程團(tuán)隊(duì)所建立的機(jī)器人學(xué)習(xí)中心及各大醫(yī)學(xué)中心所建立的臨床實(shí)踐教學(xué)基地。前者主要解決系統(tǒng)基本知識(shí)、基本操作原則、簡(jiǎn)單故障處理等方面的問(wèn)題；后者則由各機(jī)器人手術(shù)團(tuán)隊(duì)或手術(shù)中心根據(jù)自身特點(diǎn)，進(jìn)行差異化實(shí)踐教學(xué)。后者的學(xué)習(xí)效果與所在團(tuán)隊(duì)或中心教學(xué)水平相關(guān)，這也是造成教學(xué)質(zhì)量參差不齊、教學(xué)效果良莠不齊的主要原因。與傳統(tǒng)手術(shù)操作不同，機(jī)器人手術(shù)中醫(yī)師操作所產(chǎn)生的電信號(hào)可被全程記錄分析，為外科機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化、同質(zhì)化提供了可能。單一學(xué)生操作可被精確、反復(fù)分析，而其評(píng)價(jià)反饋的來(lái)源也更加多元，可以是來(lái)自傳統(tǒng)導(dǎo)師基于經(jīng)驗(yàn)技術(shù)的點(diǎn)評(píng)，也可以是基于臨床研究分析的循證醫(yī)學(xué)結(jié)果模擬，更可以是基于機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等方式進(jìn)行的推演，評(píng)價(jià)的顆粒度也可由既往粗糙的整臺(tái)手術(shù)時(shí)間，細(xì)致到具體的打結(jié)、切割、牽拉等具體操作的分析與記錄。

3 教學(xué)反饋在臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

3.1 臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)反饋內(nèi)容的多維化 與以往的單純導(dǎo)師評(píng)價(jià)不同，臨床醫(yī)學(xué)作為臨床實(shí)踐活動(dòng)，其教學(xué)反饋提倡多維反饋。理想狀況下教學(xué)反饋的基本要素包括自我評(píng)價(jià)、督導(dǎo)意見、同行評(píng)議、團(tuán)隊(duì)評(píng)估及患者反饋[4]。而對(duì)于臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中還可附加手術(shù)操作系統(tǒng)的程序化評(píng)估，如步驟異常、操作錯(cuò)誤、誤用器械等。臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中教學(xué)反饋面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。首先，虛擬操作臺(tái)的實(shí)現(xiàn)使得操作可被全程記錄，通過(guò)觀看錄像、操作系統(tǒng)程序化評(píng)估等方法，為學(xué)生自我評(píng)價(jià)提供了客觀素材，使得學(xué)生的評(píng)價(jià)不僅局限于主觀感受及事后回憶。其次，幫助學(xué)生專心完成整體操作，而無(wú)需中途停頓進(jìn)行自我評(píng)估，避免影響整體的學(xué)習(xí)效果。虛擬操作臺(tái)方法對(duì)外科醫(yī)師進(jìn)行訓(xùn)練的效果尚待臨床實(shí)例的進(jìn)一步總結(jié)、提煉，通過(guò)豐富的案例對(duì)醫(yī)師進(jìn)行全方位的訓(xùn)練。最后，對(duì)真實(shí)場(chǎng)景如血管牽拉變形、組織應(yīng)力切割、血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定、縫合材料特性等問(wèn)題的還原度有待進(jìn)一步提高，而這種還原度的提高，除了虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)本身系統(tǒng)優(yōu)化，主要依靠生物相容性、組織損傷特性、熱損傷修復(fù)等材料學(xué)、生命科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的進(jìn)步與發(fā)展。

3.2 臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)反饋的形式多元化 教學(xué)形式的多元化使得其對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系變得更加復(fù)雜。如何有效對(duì)教學(xué)成果進(jìn)行階段性檢驗(yàn)、全程化追蹤、終身制學(xué)習(xí)是臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中的難點(diǎn)，也是教學(xué)反饋需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。有效的反饋能幫助學(xué)習(xí)者成功錨定新的學(xué)習(xí)目標(biāo)，建立下一階段的學(xué)習(xí)計(jì)劃，再通過(guò)教學(xué)反饋進(jìn)行階段性檢驗(yàn)[11]。因此臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中的教學(xué)反饋應(yīng)是多維度的立體反饋，每次反饋應(yīng)具有整體性、時(shí)效性、針對(duì)性。而反饋的形式，除了傳統(tǒng)的語(yǔ)言文字，還可包括操作的多媒體記錄，如同一學(xué)生同一動(dòng)作在不同階段的錄像剪輯并附上標(biāo)準(zhǔn)或?qū)煵僮鞯匿浵褡鳛榉侗?，提出針?duì)性的改進(jìn)意見。通過(guò)反饋形式的增加，不僅能及時(shí)加深印象,也利于學(xué)生復(fù)習(xí)既往表現(xiàn)時(shí)從整體角度分析不同階段、不同節(jié)點(diǎn)的學(xué)習(xí),從而取得進(jìn)步，形成正向激勵(lì)。

3.3 臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)反饋的體系標(biāo)準(zhǔn)化 臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)反饋下一階段的發(fā)展應(yīng)集中在標(biāo)準(zhǔn)化、同質(zhì)化教學(xué)反饋的建立中。成熟的教學(xué)體系應(yīng)在具備統(tǒng)一可操作標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，追求個(gè)體化的考量。建立區(qū)域性合作機(jī)構(gòu)或組織是目前常用的方法。歐美國(guó)家一般基于原有外科醫(yī)師協(xié)會(huì)或?qū)？坡?lián)盟形成相應(yīng)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，定期舉辦學(xué)習(xí)講座或開展集中式授課等形式，逐步建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這一模式可供借鑒，但我國(guó)醫(yī)師存在地緣遼闊、日常臨床工作繁重、科研壓力大、臨床基礎(chǔ)參差、第三方手術(shù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)稀缺等問(wèn)題。借助5G等通訊技術(shù)的進(jìn)步及機(jī)器人手術(shù)信號(hào)可遠(yuǎn)程傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，教學(xué)過(guò)程可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，可部分解決上述問(wèn)題[10]。經(jīng)驗(yàn)豐富的手術(shù)中心或團(tuán)隊(duì)對(duì)新興醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的幫帶指導(dǎo)并對(duì)教學(xué)對(duì)象進(jìn)行全程、全時(shí)、全維度的教學(xué)反饋，不失為符合國(guó)情的有效模式。目前國(guó)內(nèi)部分團(tuán)隊(duì)或借助國(guó)家政策支持進(jìn)行對(duì)口幫扶，或通過(guò)既往合作的的歷史，建立定期交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)，但其教學(xué)反饋常流于表面，難以滿足ALACT模型中有效方案制定的要求。定期教學(xué)反饋機(jī)制的健全可通過(guò)引入客觀、規(guī)范的教學(xué)反饋體系，結(jié)合本土特點(diǎn)，進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)反饋標(biāo)準(zhǔn)化、同質(zhì)化的推進(jìn)。

綜上,基于ALACT模式，建議以加強(qiáng)各大醫(yī)學(xué)中心臨床實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)為基礎(chǔ)，以?？茖W(xué)會(huì)或外科醫(yī)師學(xué)會(huì)為教學(xué)單位，建立長(zhǎng)期、穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)的臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，推進(jìn)臨床機(jī)器人手術(shù)教學(xué)發(fā)展，逐步建立內(nèi)容多維化、形式多元化、體系標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)反饋機(jī)制，促進(jìn)外科機(jī)器人手術(shù)教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化、同質(zhì)化進(jìn)程。