下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
多年以来，外科教育一直寻找一种客观评估住院医师外科操作的方法。传统教育方法已不能完全适应现代复杂的腹腔镜手术培训，世界范围内许多学者已着手研究如何更好评估医生手术能力、技巧的掌握、教育方法和沟通能力。腹腔镜手术成功的关键因素包括肌肉力量、速度、准确性、灵巧性、平衡能力、空间分辨能力和耐力。只有通过严格的腹腔镜培训，才能够掌握腹腔镜手术必备的心理运动技能（psychomotor skill）、认知决策能力（cognitive deci-sion making）、视觉增强运动协调能力（video-en-hanced motor coordination）、双手外科操作能力（two-handed surgical maneuvering）和表达能力（rhetorical ability）。
随着泌尿外科手术方式越来越多地被内镜和腹腔镜等微创手术所替代，腹腔镜手术广泛普及，已成为泌尿外科主流手术。但是，对于腹腔镜新手来说这种新颖的手术方式难以掌握，学习曲线陡峭。与传统的开放性手术相比，腹腔镜手术方式具有明显不同的特点（表7-1），特别要求观察和手术操作相互配合，达到眼手合一的效果。具体表现在：
1.显示屏上所观察到的手术图像与开放性手术时裸眼不同：医生观察2D的图像进行3D的操作。
2.腹腔镜镜头由助手掌握，不能完美地跟随医生的头眼运动。
表7-1 各种外科技术的区别
3.医生手部的移动方向与腹腔镜器械尖端不一致，即所谓的支点效应。
4.腹腔镜器械缺乏人手的复杂功能，活动的自由度由6度减少至4度。
5.缺乏手术中触觉反馈，以至于不能提供传统开放性手术的本体感觉。
目前，腹腔镜乃至机器人手术方式受到医生更多的青睐，但现有医疗环境已不允许医生经历“尝试和错误”的学习方法。医生必须经过特殊的腹腔镜培训，完成学习曲线后才能够开展泌尿外科腹腔镜手术。
过去，传统外科培训方式更多的是一种师徒方式，即在经验医师或导师的指导下进行手术操作的学习。通过不断学习，逐渐获得手术许可。其实，它是一种“一对一”传授的学习方式。
通常，外科的教育包括三个方面：知识、技能和态度。
1.传统的书本方式不断受到现在的媒体和网络方式的挑战，知识获得的渠道更加多样化。
2.通过正规的手术实践、正确的动机和有效的培训项目建立心理运动能力后，掌握技能。
3.最后，将知识和技能结合应用于对患者服务之中，形成专业态度，包括临床判断、决策和行为准则，成为一名合格医生。
其中，技能的掌握必须通过严格手术技巧和空间方向的训练。实践是外科技能的决定因素，目前医疗状况要求医生在进行复杂手术前掌握这种技能。医生应该且必须经历反复腹腔镜手术培训直至最后证明能够有效完成手术，不会对患者造成危害。复杂的腹腔镜心理运动技能，一部分与生俱来、一部分经过大量和反复实践最终掌握。通常，需要经历三个不同阶段：①认知阶段：医生学习手术的基本操作；②整合阶段：将手术步骤的心理认知转变为心理运动；③自主阶段：认知后通过运动技能准确完成手术。
此外，除了上述不同阶段学习，医生各自的神经心理特点也很重要，包括复杂的视觉-空间感、抗压能力和心理运动能力。视觉空间能力似乎与完成复杂手术的能力和质量有关。尽管视觉空间能力强的医生更适合腹腔镜手术，后天的训练也能够弥补先天不足。
外科教育的目的在于：技能培训项目的标准化，客观评估学员的手术操作能力，以便学员掌握新技能。目前，新的培训系统建立前，一些问题亟待解决，例如：如何评估学员达到培训要求？如何客观评估学员培训效果？
外科能力是一种综合素质，包括医学知识、决策、手术灵巧性和沟通能力。但是，具体定义医生的外科能力并不容易：首先，缺乏评估上述综合素质的手段；其次，它反映的是医生职业生涯中某段时间内能力，并不是学员的基础教育；最后，检测的仅是学员的运动技能（外科能力的一部分）。简单来说，技术能力的评估由完成时间（速度）、错误发生率（碰撞）和运动有效性（置信度）构成。
学习曲线的定义：为独立、成功完成腹腔镜手术，学员必须进行培训的平均手术例数，受需要培训手术的频率、时间和个人手术技能的影响。学习曲线不仅取决于完成某一手术的时间，同时与手术例数密切相关。
通常，空间感觉和运动能力强的学员被认为更适合腹腔镜手术。因此，专家制定了检测这些能力试验以便更好培训腹腔镜医生。但是，这些检查方法有限、亦未标准化。最近，对泌尿外科医生、培训学员和无手术经验的对照组人员进行一项空间感觉（先天）的研究，发现每组内10%人员即使缺乏这种先天感觉，并不影响最终的培训效果。因此，至少对先天技能的作用提出了质疑。目前，可供评估的方法有三种：
用于检测先天心理运动能力。与手术技巧的临床评估关系密切，称之为同期效度。研究发现学员的一些操作技能并不随着实践多少而逐步提高（先天能力），这种能力可能影响最终培训的水平。
通过特殊检查列表和总体评分，检查学员技能。这种方式可信度高，同期效度好。文献报道，这种总体评分可更好区分培训后能力水平。
通过一系列方法评估腹腔镜技能。其中，主要考虑运动的准确性和速度。
目前，大多数专家评估是一种主观评估方式，采用计算机为基础的系统后能够进行客观评估。
模拟器，即经过检测后可模拟实际手术操作、培训学员的设备，具有令学员信服的实际手术操作感觉，达到真正身临其境的手术效果。
模拟器在外科医生职业生涯所有阶段中均扮演重要角色，可用于评估手术能力、进行培训以及作为认证的工具。模拟器可进行手术技能的传授、急诊室学员的训练甚至医生的筛选或职业评估等。
尽管模拟器已被认可，但仍然存在一些重要问题需要解决。我们必须知晓模拟器的局限性，详见表7-2。腹腔镜教学模拟器目的为：
1.将解剖的2D视频转变为3D空间视频显示器。
2.熟悉腹腔镜操作时支点效应。
3.练习手术操作达到自主程度。
4.达到手眼合一效果，具备腹腔镜手术空间感。
5.缩短腹腔镜手术学习曲线。
6.维持学员腹腔镜技能优势。
最终，模拟器的目标应该减少手术犯错率、缩短手术时间以及提高患者安全度。当然，学员还必须适应将模拟器学习转变为具体患者手术操作。
表7-2 模拟器作用和局限性
一些文献报道，腹腔镜培训较开放性手术更加困难，学习曲线陡峭。但这一点并未得到研究证实。一些学者认为二者区别不明显。
与其他学科腹腔镜模拟器相比，泌尿外科模拟器具有两个明显不同的特点：从切除性手术向重组性手术转变以及在更深、更狭小的盆腔内完成最具挑战性手术（根治性前列腺切除术）。而且，泌尿外科腹腔镜手术中无代表性手术可供医生反复学习，如普通外科腹腔镜中胆囊切除术。因此，泌尿外科模拟器培训作用显得尤为重要。
通常，泌尿外科模拟器分类为：台架模拟、动物模拟和尸体模拟。通过台架模型练习腹腔镜基本技能后，可更好在动物模型上练习分离和止血，以及尸体模型上练习外科解剖。根据学员培训水平安排不同模拟器达到最佳培训效果。
台架模型具有不同保真度，适合不同水平学员练习。它可模拟真实手术，分为物理模型、非生命模拟器、计算机基础的或虚拟现实模拟器以及混合型模拟器。尽管在触觉反馈方面改善显著，台架模拟器仍然不能真正模拟、复制人体组织。
所谓机械，即非电子类和简单模拟器。只能模拟部分操作而非整个手术。对于腹腔镜手术而言，有许多这种相对经济的简单模拟器，如盆腔训练器。训练器为两侧开放塑料盒，上方开口导入腹腔镜器械和镜头。两侧放入各种模型、固定后即可用于培训。一些模型具有固定镜头作用，学员可独自进行培训。这种明显需要腹腔镜镜头、相机、光源以及各种器械（图7-1）。尽管这种模型经济便宜，使用的器械与腹腔镜手术一致，但具有一定局限性：不能模仿真正人体组织、无反馈信息和缺乏客观评估各种操作功能。
图7-1 盆腔训练器
最近，非生命模拟器引入一种搏动器官灌注系统（pulsate organ perfusion system，POP），可达到更逼真的人体组织模拟效果。它模拟整个动物器官及其血供和静脉回流。一旦主要动脉连接至灌注系统，彩色水流入器官，模拟真实情景。尽管目前尚无这种模拟器同期效度和结构效度的研究，模拟器的分离和止血效果与真实手术操作接近，学员学习满意程度高。
对于重组性泌尿外科腹腔镜手术而言，缝合是一项基本操作，也是手术最困难部分。腹腔镜手术时，为了更好进行缝合时进针和打结操作，手腕必须大幅度旋转，而笨拙的长器械以及套管针固定位置限制了这种操作。因此，模拟器训练时必须强化这方面手术练习。普通外科中，这种缝合模型已经通过论证，可用于泌尿外科培训。
为更好模拟泌尿外科腹腔镜手术，模型中可采用动物及其脏器模拟人体不同手术部位，如猪的膀胱和鸡的皮肤用于模拟肾盂成形术和前列腺切除术等。其中，鸡的胃和食管被用于模拟根治性前列腺切除术中膀胱颈和尿道的吻合（图7-2）。而且，这种模型最大优点是模拟狭小的盆腔手术，使得训练更接近手术实际。
图7-2 鸡模型模拟膀胱尿道吻合
许多学者认为手术室不是理想的培训场所。最近，对培训计划指导者进行的一项调查发现：92%被调查者认为，手术室外更适合进行手术技能培训。但是，至今缺乏一种有效评估手段，推行这种模拟训练作为手术技巧培训课程的方法，许多中心仍采用物理模型方法。虽然这种方法对基本技能培训有效，但学员缺乏一种“亲临现场”感觉，亦不具备客观指标和信息反馈功能。虚拟现实模拟则有效地解决物理模拟所存在的一些问题，尤其适用于微创手术培训，在某些方面已经取得巨大进展。同时，虚拟现实培训克服了手术室培训一些局限性：
（1）手术室培训时不能进行良好设计和编排，手术病例不能完全适合现场住院医师，技术要求可能超过或低于培训目的，存在一定局限性。
（2）外科手术本身不可能因培训目的而进行调整，手术分离和暴露方式不能达到最佳培训要求。
（3）外科手术步骤不可能重复。虽可以纠正错误，但不能重复、强化训练。虚拟现实培训则可克服上述不足。
此外，越来越多数据显示学生学习环境压力增加时学习效率降低。手术室充满巨大压力，各种压力因素包括：时间限制性、技术困难性、对待患者焦虑性、器械失常性、人际关系性、电话杂碎性以及持续工作性等。研究者发现中度压力条件下，学生学习和手术效率最大。虚拟环境下通过3种方式训练心理运动技能：认知阶段学习，即学生一定程度了解学习目的；整合阶段学习，即完成一项任务后与专家进行比较，最大程度减少错误达到熟练（差异即为错误）；最后，自主阶段学习，即学生不依赖认知意识完成各种技能操作。
仿生技术、三维集成系统和虚拟现实计算机系统等技术的出现使得虚拟现实模拟器成为可能。这种模拟器是一种计算机生成的环境，模拟手术现实。虚拟现实通过人体器官和组织完美再现，使得学员在身临其境的环境下进行手术训练（虚拟现实的制作是一项复杂的数学过程）。通过计算机软件设计，可模拟生物系统的物理特性等。然后，采用头盔显示器或偏光镜观看三维图像。同时，可融入触觉反馈和力反馈等元素，使得培训效果更佳、逼真。
所谓混合型模拟器，即将物理模拟器与虚拟现实模拟器结合，从而达到一种互补作用。例如，采用腹腔镜手术器械与虚拟现实中完美的人体器官、组织再现进行结合，可产生真实的压力和力量的感觉。虚拟现实模拟器分为技能型、任务型（图7-3）或手术过程型（大多数为结合型）。通常，模拟的手术操作越复杂，环境的逼真度越低，限制性亦越高。这是由于它占用计算机大量空间。目前，新一代的混合型模拟器允许进行腹腔镜通用技术的练习，如器械导航、组织钳夹、分离、血管结扎和体内打结等，同时还具备触觉反馈功能。此外，能够评估腹腔镜心理运动能力，提高支点效应的自动化。
图7-3 任务型虚拟现实模拟器
虚拟现实模拟器最主要优点是能够客观评估学员操作技能，这种模拟器广泛用于泌尿外科腹腔镜培训。例如，LapMentor虚拟现实腹腔镜模拟器（图7-4）。
图7-4 LapMentor虚拟现实模拟器
动物模型训练的作用很重要。只不过一些国家法律条款严格，限制了这种模型的应用。同时，它需要专门人员管理和高成本维护。
尸体可提供理想的外科手术环境，有利于学员更好理解外科解剖，进行腹腔镜器械操作和培训，在腹腔镜培训中亦具有重要作用。但是，尸体模型亦受到一定程度限制，不能广泛应用。
现在，医学和外科领域内模拟器应用于培训、检测和认证的程度不断提高。因此，有必要解决这些模拟器的有效度论证问题。而且，复杂的虚拟现实模拟器还必须证明其有效性和可靠性。一种模拟器是否实用性高，必须具备以下特征：可信性、综合性、可靠性和可行性。分析模拟器有效性时，须考虑许多有效性标准：
专家复习测试内容是否正确，是一种主观行为，仅在建立模拟器时使用。
通过测试内容的细节评估仪器测试有效性，亦是一种主观行为。要求专家复习每项内容是否达到培训目的。
用于评估测试仪器的质量、能力或特征等的一套程序，非常复杂。可检测模拟器的许多方面，可区分操作过程中的专家和新手。
评估不同测试分数间的关系，旨在检测同一构件是否关联。被认为是结构效度的一部分。通过与标准培训方式相比完成测试。
评估工具测试分数与实际因素的关联程度。为同期效度的一部分，是一种复杂关联分析。可区分同一培训过程中的不同能力水平。
测试分数可预测培训人员的实际操作能力，是有效性测试最重要的方面。可评估哪些人员可胜任实际外科工作，哪些人员不能。
外科模拟器的有效性研究中，容易犯的一种错误是采用相同的培训设备进行培训前和培训后的评估。其结果只能显示培训后水平提高，但并不能确定是否真正能够转变为临床技能。
一旦模拟器植入课程中一段时间，必须进行一种有效性检查，即培训迁移率（training transfer ratio）。它定义为：多少小时模拟案例数等同于1小时手术案例数。这种比率，代表培训中任何阶段学习曲线的斜率。
尽管缺乏触觉反馈，由于其3D视频和器械的7自由活动度（DOF），更能模拟人手部灵活运动，采用机器人进行腹腔镜手术时可缩短手术时间和学习曲线。研究发现，医生采用达芬奇机器人进行盆腔模拟器训练时，所需时间缩短，能力水平提高更快（无统计学差异），特别是医生手术操作的灵巧性和缝合技能。培训项目越复杂，机器人效果越明显。既往无腹腔镜经验医生采用达芬奇机器人进行复杂腹腔镜操作练习时，受益会更大。虽然目前泌尿外科机器人辅助腹腔镜手术难以广泛开展，未来机器人系统很可能融入住院医师腹腔镜培训项目。
如今，泌尿外科腹腔镜已成为主流手术方式，腹腔镜培训是一种必然趋势。这不仅是由于腹腔镜学习较传统开放性手术困难，而且大多数泌尿外科医生未经历正规腹腔镜技术培训。此外，不同于普通外科腹腔镜中比较代表性的腹腔镜胆囊切除术，泌尿外科缺乏一种可供医生反复学习、常见的腹腔镜手术，必须借助腹腔镜培训课程训练、掌握腹腔镜技能。
最近，欧洲泌尿技术协会（ESUT）进行了一项调查发现，45%专家认为腹腔镜培训需要更多投入。现在，可供选择的腹腔镜培训方式多种，包括虚拟现实模拟器。通常，可采用以下方式进行腹腔镜培训：
通过奖学金计划、高级课程和导师辅导培养骨干。
培训住院医师。
制定住院医师培训指南。
住院医师腹腔镜培训计划分为以能力为基础和以时间为基础。由于评估腹腔镜培训后能力水平非常困难，大多数培训是一种以时间为基础的，培训目标包括：①学习腹腔镜基础；②熟悉腹腔镜器械；③适应腹腔镜2D图像；④学习腹腔镜缝合；⑤学习腹腔镜解剖；⑥学习腹腔镜手术。
进行上述培训项目时，必须投入人力、物力和财力。一般情况下，有两种腹腔镜培训方式可供选择：实习训练课程和奖学金计划。具体内容如下：
实习训练课程是一种短期培训项目，一般2～5天。通过学习，腹腔镜体内打结技术明显提高，受到学员欢迎。根据学员具体情况，可进行盆腔训练器、复杂训练以及动物或尸体训练。现在，世界各国都有专门的培训中心，如欧洲著名的IRCAD-EITS（法国斯特拉斯堡）。
奖学金计划用于训练泌尿外科住院医师和研究生，从基本的台架模型至最后阶段的临床实践（在导师直接指导下完成）。各国（美国、欧洲、亚洲）腹腔镜培训奖学金计划基本相同，时间短至2周，长至1年。通常包括以下部分：
1.进行基础和复杂的训练课程。
2.完成盆腔训练器练习。
3.完成动物模型训练。
4.访问著名泌尿外科中心。
5.观摩导师腹腔镜手术。
6.导师指导下完成手辅助腹腔镜手术。
7.导师指导下完成腹腔镜手术。
8.导师指导下自己医院开展腹腔镜手术。
9.独立开展腹腔镜手术。
成功完成上述培训内容并发表结业论文，学员可获得腹腔镜培训证书。
（陈占峰）