神經導航結合B超在腦功能區及腦深部膠質瘤手術臨床教學中的應用

李慶新　洪文明　吳炳山　王衛紅　徐培坤

摘 要：探析神經導航結合B超在神經外科腦功能區及腦深部膠質瘤手術臨床教學中的應用價值。選擇2020年1月-2022年12月，在本院神經外科實習的40名碩士規培生作為研究對象，隨機分為實驗組和對照組，每組20人。在腦功能區及深部膠質瘤手術的臨床教學中，實驗組接受神經導航及B超等設備輔助下的教學方式。通過學習考核、教學滿意度統計及問卷調查等對該教學方式進行效果評價。實驗組規培生教學后的理論知識、病案分析、醫患溝通、臨床實踐考核及教學總滿意率等均高于對照組（P<0.05）。通過問卷調查，學生對此教學方法認可度較高，有助于提高他們的外科思維和獨立思考能力。

關鍵詞：神經外科；腦功能區；腦膠質瘤；手術教學；神經導航；B超

中圖分類號：TH77；G642? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2023）04-0040-05

腦功能區及腦深部膠質瘤一般與皮質中樞、功能性神經纖維束或灰質核團等重要神經結構關系密切，故此類腫瘤的全切率低、致殘率高，要想取得良好的手術效果，需在充分理解神經解剖的基礎上選擇恰當的手術入路和術中輔助技術[1，2]。而腦解剖的復雜性和手術入路的個體化都決定了開展此類手術臨床教學的困難之處。由于神經導航系統可進行三維虛擬成像，無論是利用正常腦組織影像開展神經解剖理論學習，還是利用患者影像中膠質瘤與功能結構間立體關系制定個體化的手術入路，這項技術都具有非常大的應用價值[3，4]。同時，其結合B超技術所擁有的術中實時引導和反饋功能對于實習生的手術教學更具有無可替代的作用[5，6]。所以本研究擬將神經外科規培生作為研究對象，將神經導航結合B超技術納入腦功能區及腦深部膠質瘤切除手術的臨床教學中，以期為此類手術的高效化和均質化臨床教學探索一條新的途徑。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1月-2022年12月，于本院神經外科實習的40名碩士規培生作為研究對象，隨機分為實驗組和對照組，每組20人、實習時間均為1個月。在腦功能區及深部膠質瘤切除手術的臨床教學中，實驗組接受神經導航及B超等設備輔助下的新型教學方式，而對照組接受常規的傳統教學模式。實驗組中男15例、女5例，入科時專科考核（78.56±4.98）分；對照組中男16例、女4例，入科時專科考核（79.46±5.86）分。兩組在性別、教學前專科知識儲備等方面無統計學差異（P>0.05），且研究對象均簽署知情同意書，此研究經醫院倫理學委員會審查批準。

1.2 研究對象納入與排除標準

納入標準：已在我院實習時間≥6個月的碩士規培生；掌握神經外科相關基礎知識者；年齡≥18歲；一般資料齊全者。

排除標準：實習態度不端，多次無故曠課者；由于各種原因，中途退出神經外科專科實習者；已參與其他教學試驗者。

1.3 教學方法

臨床手術教學主要分為理論知識和臨床實踐兩部分。

1.3.1 實驗組理論知識教學

采用案例導學（Case-Based Learning，CBL）教學模式進行理論知識講解和培訓。規培生入科后，教師即通過微信群向學生發布神經導航和B超的教學課件（涉及工作原理及應用范圍等）、《腦溝回與神經纖維束解剖》及《神經外科手術入路》PPT，學生進行自學和理解掌握。理論課程前1天，教師提前向學生發放既往典型病例的病史、術前頭顱MRI影像及相應的神經導航三維虛擬重建圖像（融合腫瘤、皮質中樞、功能性神經纖維束、腦血管等結構），針對手術方案提出相關問題（如手術入路、周圍功能結構的辨認、術中輔助性技術的選擇等），學生展開課前預習，查閱相關文獻資料，分析和制定手術計劃。理論課中，以神經導航系統三維重建MRI圖像為基礎，學生分別闡述各自手術方案的相關問題、并給出參考依據，如圖1A所示。然后，教師對每位學生的手術方案進行點評并給出相應的指導意見，最后結合此典型病例的實際手術方案和療效，對手術中的重點和難點問題進行針對性和系統性講解。課后，鼓勵學生進一步完善自己的手術方案、并對相關知識進行總結歸納。

1.3.2 實驗組臨床實踐教學

經過理論課程的反復訓練，待學生對神經解剖和手術入路的基礎知識完全掌握后，可結合學生的學習表現和能力差異，依次帶領其參與臨床手術。術前一天，教師將擬手術患者的病史、體征和影像學等資料發給學生，使其提前了解患者的手術信息。手術當天，首先讓學生依據術前影像學資料定位腫瘤的體表投影、設計手術皮瓣，然后教師在導航下驗證并給予調整；在完成開顱皮層造瘺前后，再次讓學生結合術野內的解剖標記判斷腫瘤、皮質中樞及周邊功能神經纖維束的定位方向，教師則在導航、B超或電生理監測等技術輔助下予以實時反饋和確認（圖1B、1C）；待手術結束后，教師將根據學生表現進行綜合點評及評判打分，并將術中神經導航和B超的多次反饋圖像發給學生。手術后3日內，學生在術中導航和B超反饋圖像的基礎上，結合神經解剖和手術入路理論，將術中偏差或錯誤進行自我總結，并形成報告上交教師審閱。另外，學生通過患者術后的影像學復查和神經體征查體進一步驗證術中神經結構及其功能保護的確切性，如圖1D、1E所示。

1.3.3 對照組教學方法

規培生入科后通過神經解剖和手術入路、既往典型病例的PPT講解，完成理論知識教學。在手術實踐過程中，僅進行講解式教學，無術中導航和B超的實時精準驗證和反饋。

以上兩組帶教老師均為我科資歷相似的副主任醫師，從事神經外科臨床帶教5年以上，教學經驗均較豐富。但在本研究期間，兩組帶教老師相對固定，不允許進行組間調換。

1.4 教學評價指標

（1）臨床學習考核。每次實習結束前2天，對所有規培生進行臨床專科能力考核，比較兩組學生的學習效果，包括理論知識、病案分析（教師出具病例資料）、醫患溝通（教師模擬患方）等項目；臨床實踐考核則在教學過程中已予評價，各項計0～100分。

（2）教學滿意度評價。在學習考核結束后，即組織規培生對教學情況進行匿名評價。分別記錄兩組學生對相應教學方法的評定結果，共計設置滿意、一般和不滿意3個等級。

（3）問卷調查。自制教學方法調查問卷[7]，每次實習結束前1天，對實驗組規培生進行新型教學方法應用價值的調查，包括該教學方法是否優于傳統教學模式、是否有助于培養你的外科思維和獨立思考能力、否會把該教學方法推薦給其他同學等，實驗組規培生根據自己的學習體驗選擇“是”“差不多”“否”等選項。

1.5 統計學方法

SPSS 25.0處理數據，計量數據均符合正態分布以（x±s）表示，采用獨立樣本t檢驗進行組間比較，計數數據以[例（%）]表示，行等級資料的U檢驗，P<0.05差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床學習考核

將神經導航結合B超技術應用于神經外科腦功能區及深部膠質瘤切除手術臨床教學后，規培生的理論知識、病案分析、醫患溝通、臨床實踐考核得分均高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），如表1所示。

2.2 教學滿意度評價

應用新型教學方法后，實驗組規培生的教學總滿意率高于對照組，兩組間評價等級差異有統計學意義（P<0.05），如表2所示。

2.3 問卷調查

通過問卷發現，總體而言，實驗組規培生對該新型教學方法認可度較高，尤其有助于提高他們的外科思維和獨立思考能力，如表3所示。

將神經導航及B超等輔助技術應用于神經外科腦功能區及腦深部膠質瘤手術的臨床教學中，具有形象化和實時精準反饋的作用，對快速提升規培生的專科理論及臨床技能均有積極幫助，且廣受學生歡迎，臨床推廣應用價值較高。

3 討論

3.1 神經外科腦功能區及深部膠質瘤手術的臨床教學難點

腦功能區膠質瘤一般是指位于或毗鄰腦組織重要結構的膠質瘤，如皮質中樞、功能性神經纖維束（如錐體束、弓狀束、下額枕束、額斜束、視放射等）等，而腦深部膠質瘤一般是指位于或毗鄰腦內灰質核團等結構的膠質瘤。這兩種位置膠質瘤的手術切除范圍均需要謹慎設計，如術中對神經解剖結構定位不準確極易損傷之并導致不可逆的神經功能障礙，故此類膠質瘤不僅臨床切除困難，其手術教學更是一大難點。對規培生而言，其教學上的困難主要體現在以下幾個方面：（1）腦組織解剖較顱底解剖更為復雜，尤其是神經纖維束結構混雜交錯、難以直觀辨認，而功能區及深部腦的臨床解剖要求更加精細[8，9]，故其學習過程較為枯燥且抽象。通過何種途徑向學生形象生動的講解并激發他們學習的興趣，仍然是值得深入探究的問題。（2）膠質瘤患者術中神經功能的保護，不僅需要熟悉腦解剖，還應設計恰當的手術入路來規避功能結構，同時也需一些必要的輔助技術（如皮層電刺激、皮質下電刺激、喚醒麻醉等）來實現最大范圍的安全切除理念[10，11]。然而，欲向學生準確闡明手術入路的設計原理和高效輔助技術的選擇依據并非易事。（3）因術中腦皮層暴露范圍有限、正常結構被腫瘤擠壓推移，且術野外區域均被覆蓋，故學生失去宏觀參照后極易迷路，非常需要輔助技術的實時驗證和反饋[12，13]。

3.2 神經導航結合B超技術在此類手術教學中的應用價值

雖然神經解剖理論是指導腦功能區和深部膠質瘤切除手術的核心基礎，但是國內醫院臨床科室很難獲取或保存尸腦，且相應的腦溝回及白質纖維束解剖技術僅在國內極少量醫院開展，故它們大都無腦解剖教學的條件和技術。而神經導航三維圖像重建技術則允許在辦公室內隨時進行神經解剖的立體化和形象化教學。理論教學時，可通過設置靶結構（如皮質中樞、神經纖維束、灰質核團等）的顏色和透明度凸顯其在大腦中的相對位置。術前，可依據腫瘤與這些功能結構的三維關系（如功能皮質與纖維束推擠方向），向規培生講解真實患者手術入路的設計原理、術中輔助技術的選擇依據、與患者家屬溝通的重點問題等。術中，因患者體位和術者視角的改變，腫瘤與周圍重要神經結構的立體關系將會變得朦朧并令人難以琢磨，對規培生來說，每當解剖位置不確定時，神經導航的實時引導和反饋式教學作用將具有重要價值，亦可結合電生理或喚醒麻醉技術進一步驗證。同時隨著腫瘤切除和腦組織的移位，術中B超可彌補導航技術的不足，在手術教學中繼續發揮反饋式作用[14，15]。除此之外，教師還可將術中神經導航和B超的每次反饋圖像保存后下載，待術后交給學生不斷復習和研讀，找出迷路的原因，進一步加深對三維神經解剖結構的理解。

3.3 神經導航結合B超技術在此類手術臨床教學中的實際效果

基于上述分析，本研究將神經導航結合B超技術納入腦功能區及深部膠質瘤切除手術的臨床教學中，通過發揮神經導航和術中B超技術的上述優勢，以期快速有效提升規培生的理論水平及手術技能，并為今后規培生的神經外科實習培養探索一條高效的教學方法。本研究數據顯示，教學后實驗組規培生的理論知識、病案分析、醫患溝通、臨床實踐考核得分均高于對照組（P<0.05），提示本研究采用的教學方法、教學內容對提升規培生的理論水平和臨床技能均具有積極影響。分析其原因：（1）極大提高了規培生的學習興趣和主動性。神經導航三維虛擬成像可最大程度模擬尸腦解剖的神經結構，且可實現重復操作和疊加成像，比尸腦解剖更容易體現多個結構間的相對位置。在此基礎上手術入路和相關并發癥的理解更加直觀而有據，這些都有利于規培生術前和患者家屬的有效溝通。總之，學習難度的下降和學習效率的提高都有助于培養規培生的學習興趣和主動性。（2）在理論學習和術中實踐過程中可實現實時引導和反饋式教學，這要求學生對神經解剖要有更深的理解和運用能力、必須參與深層次的學習。在實戰情景下，神經導航結合B超賦予的反饋式教學也使學生更容易獲得臨床經驗和自信，同時對學習上的不足更具有危機感和憂患意識。教學評價方面，本研究數據顯示，實驗組規培生的教學滿意度明顯高于對照組規培生（P<0.05），且通過問卷發現，實驗組學生對此教學方法認可度較高，認為該方法有助于提高他們的外科思維和獨立思考能力。分析其原因：（1）臨床教學中，術前導航系統精準的三維重建圖像（融合腫瘤、皮質中樞、功能性神經纖維束、腦血管等結構）使病案分析和手術入路的選擇有了更為直觀的理論依據，學生在對此充分理解的基礎上，便容易形成獨立和富有創造性的見解，從而不易盲目服從于教師的“權威意見”，這在理論授課環節規培生手術方案設計的爭論中均有體現。（2）神經導航三維融合成像重點突出膠質瘤與功能神經結構的立體關系，以期在切除腫瘤的同時盡量保護患者正常的結構和功能。而如何協調兩者之間的關系、實現手術方案的規范化和個體化，既是本教學方法的核心內容，更是所有腫瘤手術共同的手術原則，規培生在此教學方法下形成的手術理念和思維方式在其他專科的學習中同樣普遍適用。

綜上所述，將神經導航結合B超納入腦功能區及深部膠質瘤切除手術的臨床教學中，具有形象化和實時精準反饋的作用，對快速提升規培生的專科理論及臨床技能均有積極幫助，且廣受學生歡迎，值得推廣應用。

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收稿日期：2023-01-09

基金項目：國家自然科學基金青年基金（82003795）；醫學科研發展基金項目-臨床與基礎研究專項（TB216003）