第二章
血管外科腔内治疗的模拟教学

随着腔内治疗在血管外科的广泛应用，对于年轻血管外科医师来说腔内治疗是一项必备技能，但是该技术的掌握需要规范化的学习和训练。我国大型三甲医院虽然患者数量多，但临床医师工作繁重，高年资医师用于教学的时间短，单纯临床病例无法满足年轻医师对血管外科腔内治疗技能的掌握，因此大多数医院对年轻医师的训练是不规范且不合格的。在此背景下腔内治疗模拟器应运而生，过去10年内腔内治疗模拟技术在外科学发展迅速，尤其是应用在住院医师培养的过程中。腔内治疗模拟器可用于巩固外科知识和技能，可以与临床相结合，模拟出真实的手术环境，并应用模拟器模拟出一系列培训需要的外科模型，例如外科腹腔镜模拟训练器，该训练器已广泛用于外科住院医师教学活动中，同时在实践中帮助未来的外科医师们熟练掌握手术的基本操作技能。

一、模拟器的构成

（一）计算机虚拟现实控制台

该模拟器基于虚拟现实（virtual reality，VR）辅助系统，将二维图像转换为三维图像，通过逼真的内镜系统连接现实世界，使该模拟器真正地为人所用。计算机内可有多个学习模块，包括虚拟患者、临床资料、临床场景及教学模式。例如计算机可模拟出一个主动脉夹层患者的场景，一名63岁的男性主诉突发的胸痛急诊入院，急诊CT提示主动脉双管征，患者胸痛无法缓解，需行腔内修复术。此时计算机内出现手术室的场景，手术室中患者已麻醉就位，下一步等待血管外科医师进行手术，从手术入路开始系统会模拟三维场景，测试者可佩戴VR眼镜，根据系统提示进行三维场景下的主动脉夹层模拟手术。

（二）影像跟踪系统及血管造影综合模块

血管外科手术大多需在影像学技术的辅助下进行，因此血管外科模拟器应配备影像跟踪系统和监视器，该系统不仅可以有效地减少外科医师训练时的射线暴露，而且可以高效地进行高仿真度的模拟教学。

（三）血管外科腔内治疗模拟系统

该系统包含人体血管解剖结构模型及真实腔内操作器械，提供触觉、视觉和听觉界面，要求与实际操作流程完全一致，具备高真实感及可操作性。另外实体操作系统需具备模拟血管外科腔内治疗手术过程中的急性事件的能力，比如术中动脉瘤破裂的急性事件，训练学员的应急能力，为日后的临床工作打好基础。

（四）效果评估系统

效果评估系统用于学员训练效果的评定，模拟器不仅可用于日常训练，也可广泛用于教学及考试中。该系统可捕捉到学员在训练过程中出现的失误及其他问题，并利用人工智能深度学习技术进行总结，帮助学员进行反思，有助于后续减少学员的失误，尽快熟练掌握腔内技术。

二、模拟器在临床教学中的应用

该模拟器主要应用于血管外科腔内治疗的临床教学，适用人群包括住院医师、低年资临床医师及腔内治疗临床经验不够丰富者。班级规模可视学生数量及带教教师资历来决定，若带教教师教学经验尚浅或者学员初次接触该模拟器教学，则建议小规模授课，确保所有学员能通过模拟器实战演练，同时也让教师有足够的时间和信心教学。外科住院医师不仅可以利用课堂上的时间观摩和进行实战演练，更重要的是利用课下时间巩固学习。该模拟器建立了心血管、颈动脉、主动脉、脑动脉、下肢动脉、下肢静脉等解剖结构，并可使人感受到真正的血管流动的场景，在此基础上可模拟血管外科常见疾病，例如主动脉瘤、主动脉夹层、颈动脉狭窄、下肢静脉闭塞、血管畸形，可提供常见的血管外科器械装置，利用该系统可完成球囊扩张、支架成型、腔内修复、溶栓、栓塞、血管内超声、斑块旋切、机械性血栓切除、脑保护装置、血管封堵、滤器等常见血管外科腔内治疗。以锁骨下动脉腔内治疗举例：锁骨下动脉盗血综合征是由于锁骨下动脉近心段发生狭窄或闭塞，引起同侧椎动脉血液逆流至锁骨下动脉闭塞远端，从而导致大脑后循环缺血及同侧上肢缺血症候群。传统外科手术的治疗方法包括腋动脉搭桥、颈锁骨下动脉搭桥等，疗效肯定但创伤较大。自20世纪80年代开始，腔内技术开始应用于锁骨下动脉盗血综合征，由于其创伤小、疗效满意，临床应用日益广泛。如今，腔内血管成形术已被公认为是治疗锁骨下动脉盗血综合征的首选方法。在实施腔内治疗之前，通常会通过患者的实验室检查结果评估动脉硬化危险因素并进行影像学检查，包括CT血管成像（computed tomography angiography，CTA）、彩色多普勒超声检查、经颅多普勒超声（transcranial doppler，TCD），以评估患者的血管状态。此时我们的VR控制台通过屏幕自动展现出病变部位的三维立体图像，导师界面提示学员界面制订手术计划，系统自动提示下一步需选择什么样的入路方式，导师界面中导师可通过简单的示范课程指导学员如何进行操作并适应复杂的解剖结构，首次使用的学员在导师的指导下准确完成上一步操作后方可进行下一步操作，在完成造影及支架置入术前准备后利用系统影像追踪技术靶向定位到手术视野，并通过与患者术前CT或者MRI解剖图像同步化，增强学员手术视野的方向感和实体感，根据病变的程度合理选择器械，因病变部位血管脆弱，放置支架时的操作需格外小心，此时学员可通过VR技术实现虚拟场景和现实情境的结合，具备触觉反馈系统，高度还原现实中的锁骨下动脉狭窄的操作过程。学员在使用模拟器练习时还可调节训练难度，定制个性化训练教程，使年轻医师对血管外科的腔内治疗从器械到应用有整体的了解学习，并掌握规范化的操作方法，缩短了年轻医师进入临床后的学习曲线，进而促进了我国血管外科腔内治疗技术的发展。

三、模拟器教学的教学反馈和优缺点

（一）模拟器教学的教学反馈

教学反馈对于一个教学系统至关重要，应包括对教师的教学体验、学员的成绩及总体的教学计划的评估。建议医学中心一旦开始模拟器教学，应提前拟定一套完整的教学反馈体系，定期采集领导者、教学者、模拟器教学参加者的意见反馈和学习反馈，发现问题所在，帮助后期改善模拟器教学的流程，真正实现提高学员的学习热情和学习效果。

（二）腔内治疗模拟器教学的优点

模拟器教学可以在患者免于风险的条件下使临床医师获得腔内操作经验，且可模拟复杂罕见的临床病例，涵盖血管外科需掌握的临床技能，通过现实虚拟的情景模拟使学习者能最大限度地体验临床工作场景，并在其中学习临床技能，因此该模拟器教学系统潜力巨大。

（三）腔内治疗模拟器教学的缺点和改良途径

模拟系统的生产费用很昂贵，很多医学中心负担不起。建议各医学中心联合模拟器厂商、医学院校，集资进行模拟器教学，因为日后应用该模拟器教学必将在人才培养上提高效率，在另一种意义上其实是节约成本。

（杨莹莹　潘慧） Pfgo8vyjrYm3ujUzEgZBkTDa3ZwSnSOniQVntwDiByefOvgXo3J2Xv6cV98Qw5xp