醫(yī)學模擬教育在運動醫(yī)學專科培訓中的應(yīng)用與進展

，，

(南方醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院珠江醫(yī)院，廣東 廣州 510282)

內(nèi)鏡微創(chuàng)化是當今醫(yī)學尤其是運動醫(yī)學的發(fā)展趨勢。在運動醫(yī)學專科培訓(以下簡稱運動醫(yī)學專培)中[1]，關(guān)節(jié)鏡技能培訓尤為重要。近幾年來，模擬教育方興未艾，結(jié)合醫(yī)學模擬教育的關(guān)節(jié)鏡技能培養(yǎng)方案，便應(yīng)運而生。

一、 醫(yī)學模擬教育在運動醫(yī)學專培中的應(yīng)用背景

20世紀30年代，運動醫(yī)學作為一門完整的有理論和實踐基礎(chǔ)的獨立學科正式建立。20世紀60年代，關(guān)節(jié)鏡技術(shù)在骨科手術(shù)中顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿2]；尤其在外科微創(chuàng)化的今天，關(guān)節(jié)鏡技術(shù)已經(jīng)成為運動醫(yī)學診斷與治療疾病的主要手段，培養(yǎng)具有高水平關(guān)節(jié)鏡醫(yī)師迫在眉睫。傳統(tǒng)關(guān)節(jié)鏡培訓模式為師承制，耗時長、效率低，倫理、傳染病風險等問題制約著培訓的開展[3]。模擬教育的興起，為突破這一瓶頸提供了可能[4]。模擬腔鏡教學最先開展于腹腔鏡，之后逐漸擴展到關(guān)節(jié)鏡領(lǐng)域[2]。腔鏡模擬教學最初基于動物和大體標本，而1993年VR(Visual Reality,虛擬現(xiàn)實)用于腔鏡技術(shù)的培訓具有重要的劃時代意義[5]，隨后這一教學方法外延至關(guān)節(jié)鏡培訓。

二、醫(yī)學模擬教育在運動醫(yī)學專培中的應(yīng)用現(xiàn)狀

關(guān)節(jié)鏡訓練的重點培養(yǎng)能力在于手眼協(xié)調(diào)，實現(xiàn)由二維圖像到三維立體空間的遷移[6]；因此，選用合適的訓練方法，合理的訓練方案，恰當?shù)挠柧毞绞接葹橹匾?/p>

(一)應(yīng)用方法。

結(jié)合醫(yī)學模擬教育的現(xiàn)代關(guān)節(jié)鏡培訓體系，根據(jù)模擬度由低到高，主要分為三個層次：模擬訓練器(Box Trainer)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、復合虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Augmented Visual Reality Trainer)[2]。

模擬訓練器，通過方形盒模擬關(guān)節(jié)腔環(huán)境，以電子屏來模擬手術(shù)場景，進行鏡下抓取、切除、縫合等，培訓人群為運動醫(yī)學專科的規(guī)培醫(yī)生、住院醫(yī)生等，適用于初級關(guān)節(jié)鏡培訓。針對關(guān)節(jié)鏡訓練的APP也可融入到培訓中，如Touch surgery[7]。N.R.Howells等表明，與傳統(tǒng)訓練法相比，盒子訓練器在操作時長、動作數(shù)量、動作路徑均呈現(xiàn)下降趨勢的學習曲線(P=0.001)，并且訓練的總體評分明顯高于未經(jīng)過模擬訓練組(P值0.0007vs0.0011)[8]，表明關(guān)節(jié)鏡模擬器不僅能提高練習效果，還能促進練習成果向?qū)崙?zhàn)手術(shù)技能積極轉(zhuǎn)化。

結(jié)合VR的關(guān)節(jié)鏡培訓體系，是目前的研究熱點。這一體系基于計算機應(yīng)用程序，操作者結(jié)合觸覺反饋技術(shù)在虛擬環(huán)境中做出真實操作[2]，適用于運動醫(yī)學專科中高級技能培訓，培訓人群為運動醫(yī)學專科住院醫(yī)生、主治醫(yī)生等。Vikas K.等實驗顯示，以VR為基礎(chǔ)的髖關(guān)節(jié)鏡訓練能極大改善培訓者操作技能[9]。盡管VR訓練法費用高，但是從訓練效果來看，其在減少手術(shù)時間、改善患者預后、提高手術(shù)技能等方面的收益遠遠高于成本[2]。

復合虛擬現(xiàn)實技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)與生理模型的結(jié)合，即在VR的操作環(huán)境下，對真實的生理模型進行指定的手術(shù)操作。這一操作系統(tǒng)既能實現(xiàn)培訓者與培訓材料的交互，又能模擬多種復合的手術(shù)情況[2]，適用于高級關(guān)節(jié)鏡培訓。

(二)應(yīng)用方案。

關(guān)節(jié)鏡模擬培訓體系通過分層訓練，滿足了運動醫(yī)學專科不同層次人群的需求。初級技能培訓，包括基礎(chǔ)關(guān)節(jié)鏡操作如縫合打結(jié)等，培訓的重點在于動作的連貫性、熟練度、靈活度等。中級技能培訓，包括常見病例演練如關(guān)節(jié)骨折、置換等，培訓的重點在于對常見病種處理的掌握，使訓練者在短時間內(nèi)形成對常見病種的診治思維。高級技能培訓，覆蓋高難度手術(shù)預演及練習、新術(shù)式的開發(fā)與練習等，通過病例演練，在掌握既有技能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)推陳出新。

整套關(guān)節(jié)鏡模擬教育體系，貫穿整個運動醫(yī)學專科醫(yī)生的發(fā)展軌跡，具有形成一套全覆蓋、多維度關(guān)節(jié)鏡訓練系統(tǒng)的強大潛力。初級培訓，包括基礎(chǔ)關(guān)節(jié)鏡操作如縫合、打結(jié)等，重點在于動作的連貫性、熟練度、靈活度等。中級培訓，包括常見病例演練如關(guān)節(jié)重建、關(guān)節(jié)置換等，重點在于常見病種診治思維培養(yǎng)。高級培訓，覆蓋關(guān)節(jié)高難度手術(shù)預演及練習、新術(shù)式開發(fā)等，實現(xiàn)推陳出新。

(三)應(yīng)用方式。

醫(yī)學模擬教學適用于關(guān)節(jié)鏡技能培訓的操作與考核[2]。在操作方面，通過模擬度不同的教學手段實現(xiàn)對臨床真實情況的模擬，以反復操作、病例演練為手段進行技能培訓。關(guān)節(jié)鏡模擬訓練已經(jīng)能提供不同關(guān)節(jié)的模型，如膝關(guān)節(jié)模型[10]、肩關(guān)節(jié)模型[11]、腕關(guān)節(jié)模型[2]。在考核方面，模擬關(guān)節(jié)鏡操作能區(qū)分操作者的水平，初學者、經(jīng)驗豐富的關(guān)節(jié)鏡醫(yī)生在使用關(guān)節(jié)鏡的運動軌跡、力學數(shù)據(jù)方面顯示出差異，模擬關(guān)節(jié)鏡操作考核是一種有效的評價手段。

三、醫(yī)學模擬教育在運動醫(yī)學專培中的應(yīng)用優(yōu)勢

(一)多方位模擬。

從時間維度上，術(shù)前三維重建預演手術(shù)過程等[12]；術(shù)中模擬使培訓者形成對手術(shù)過程的直觀認識；術(shù)后模擬幫助培訓者掌握術(shù)后并發(fā)癥處理等[13]。在空間維度上，模擬關(guān)節(jié)鏡培訓可以實現(xiàn)由局部到整體的模擬。在結(jié)構(gòu)維度上，結(jié)合患者數(shù)據(jù)模擬關(guān)節(jié)進行個性化的診治[3]。

(二)多病種練習。

訓練系統(tǒng)包涵巨大病例庫，進行病種間橫向和縱向?qū)Ρ龋到y(tǒng)地形成培訓者對不同病種處理方式的認識。不同模擬度的系統(tǒng)訓練不同的項目，簡單的盒子訓練器提供基礎(chǔ)技術(shù)的練習，VR訓練器如PASSPORT模型能進行滑膜切除等高級技術(shù)的考察。

(三)多角度反饋。

實時評價與反饋是模擬醫(yī)學教育的又一大優(yōu)勢。模擬器記錄培訓者的學習曲線[14]，進行自身縱向?qū)Ρ纫约案鱾€對象間的橫向?qū)Ρ龋€性化的培訓方案[12]。VR培訓系統(tǒng)能將操作力線具象化，為每一步操作提供具體的數(shù)據(jù)指標，有利于手術(shù)過程標準化。

四、醫(yī)學模擬教育在運動醫(yī)學專培中的應(yīng)用展望

模擬醫(yī)學教育在運動醫(yī)學專科醫(yī)生培訓中具有獨特優(yōu)勢，其中VR是未來醫(yī)學模擬教育的發(fā)展方向[14]。在訓練技能效果評估方面，需要建立一套標準的模擬關(guān)節(jié)鏡培訓評價體系[14-15]。此外，模擬度與真實臨床環(huán)境的相差程度，對于模擬教育的效果評價還需要更深入的研究。

醫(yī)學模擬教育是未來醫(yī)學教育中的一片藍海。結(jié)合醫(yī)學模擬教育的運動醫(yī)學專科培訓更是具有強勁的發(fā)展勢頭，其中VR是今后的發(fā)展熱點，正如Curry等構(gòu)想未來形成“See one,practice one on a simulator,do one”的外科關(guān)節(jié)鏡培養(yǎng)模式[16]。因此，形成一套標準化的關(guān)節(jié)鏡技能培訓方案，是目前我國在關(guān)節(jié)鏡技能培訓中亟待解決的問題。