年輕眼科醫師基于手術模擬器的小切口白內障囊外摘除手術培訓的有效性評估

張 斌,李 軍,何 偉

0 引言

白內障是我國常見的致盲性眼病,隨著我國人口老齡化的加重,發病率也在逐年上升[1]。但目前我國每年白內障手術覆蓋率較低,能獨立進行白內障手術的醫師數量仍然較少[2]。導致這一結果的主要原因就是國內教學醫院還在使用傳統的臨床教學模式。這種模式在很大程度上依賴于有經驗的手術醫生及適合教學的白內障患者數量。手術醫生的能力、手術安全性、教學時間及內容的隨機性、不可重復性、倫理問題等都對手術培訓周期及效果產生很大的影響。帶教手術時間長、術中并發癥發生率高、術后效果差、醫患關系緊張等因素同樣是制約傳統臨床教學模式的重要因素[3]。目前,實體動物眼手術操作訓練在臨床培訓過程中占據了重要的地位,但其學習曲線較長、設備及器材損耗、可完全重復性差、缺乏客觀評價標準都是影響培訓效果的不利因素[4]。隨著科技的進步,手術模擬系統逐漸應用于臨床培訓,它包括計算機、仿真技術、電子信息系統、數據采集系統,通過感知操作者手部位置、動作、力量等信息,為其提供視覺、觸覺及聽覺等反饋信息,近乎真實的模擬現實手術情景,極大地提高了教學的效果[5]。本研究將小切口白內障手術模擬器系統應用到臨床白內障手術教學中,通過比較手術模擬器操作訓練和實體動物眼手術操作訓練效果,嘗試在傳統培訓方法的基礎上,建立新的規范化的白內障手術培訓。

1 對象和方法

1.1對象選取2020/2022年在沈陽何氏眼科醫院已完成至少3a住院醫師規范化培訓的眼科專業住院醫師或剛取得主治證書的眼科主治醫師共48名為研究對象。納入標準:已取得國家執業醫師資格證書,已完成3a住院醫師規范化培訓,或剛取得主治醫師證書,有一定顯微操作基礎,但不能獨立進行內眼手術,既往未參加白內障相關手術培訓者。排除標準:無法按計劃參加全部理論及實踐培訓、無法參加全部考核、既往有白內障手術培訓經驗、住院醫師培訓時間小于3a者。將48名研究對象隨機分為試驗組和對照組,每組24名。

1.2方法

1.2.1培訓方法試驗組使用HelpMeSee的小切口白內障囊外摘除手術模擬器進行模擬手術培訓。其可以在手術顯微鏡下顯示人眼三維立體圖像,模擬小切口白內障囊外摘除全部顯微手術操作并提供即時觸覺反饋,通過攝像頭能全程實時錄像,記錄顯微操作及手部握持器械姿勢,通過傳感器記錄器械運行軌跡及各項數據。反復訓練結束后根據內置評分標準進行客觀性及標準化評分。對照組使用實體豬眼進行操作培訓,操作步驟完全按照模擬器手術操作步驟進行。

1.2.2培訓過程將小切口白內障囊外摘除手術細化分為4個模塊共10個步驟(圖1):鞏膜切口,角鞏膜隧道,角膜穿刺注入黏彈劑,隧道穿刺進入前房,連續環形撕囊,水分離及轉核至前房,娩核,皮質吸除,人工晶狀體植入,水密角膜穿刺口。各步驟由2名取得國際小切口白內障囊外摘除手術培訓師證書的高年資醫生進行理論培訓及實踐操作培訓,每人各負責兩模塊的理論培訓及實踐操作培訓。各步驟每次理論培訓時間為45min,使用培訓專用的PPT進行教學,教學內容包括相關解剖結構、相關器械使用方法及注意事項、各步驟操作的要點及評分標準。每次培訓結束后進行相關理論知識考試并由另一人進行評分,評分合格后試驗組進行相關手術操作步驟的模擬器手術培訓,2h;對照組則進行實體動物眼相同步驟操作培訓,2h。10個步驟的理論及實踐操作培訓共計5d。之后,試驗組熟悉實體動物眼操作,同時對照組熟悉模擬器操作,但不進行系統培訓,熟悉操作時間為1d。之后,兩組人員共同進行模擬器操作考核及實體動物眼操作考核。每名研究對象兩種考核模式下,各步驟分別操作5次,并記錄評分。

圖1 手術模擬器操作模塊。

1.2.3評分標準模擬器及實體動物眼評分標準一致(按照模擬器評分標準):(1)鞏膜切口,0～2分:長度(mm)1分,6.5≤x≤8.5;平均深度(mm)1分,0.2≤x≤0.4。(2)角鞏膜隧道,0～3分:進入角膜長度(mm)1分,1.0≤x≤2.5;內口寬度(mm)1分,x≥7.5;隧道長度(mm)1分,3.0≤x≤5.0。(3)角膜穿刺注入黏彈劑,0～4分:穿刺口大小(mm)1分,1.0≤x≤2.0;未觸及晶狀體1分;未觸及虹膜1分;未觸及角膜內皮1分。(4)隧道穿刺進入前房,0～4分:內口寬度(mm)1分,x≥7.5;未提前進入前房1分;未觸及晶狀體1分;未觸及虹膜1分。(5)連續環形撕囊,0～5分:最大直徑(mm)1分,x≥6.0;最小直徑(mm)1分,x≥4.5;未觸及虹膜1分;未觸及角膜內皮1分,不可懸韌帶離斷1分。(6)水分離及轉核至前房,0～5分:完全水分離(不可部分水分離)2分;不可水分層1分;不可觸及角膜內皮1分;不可懸韌帶離斷1分。(7)娩核,0～2分;不可虹膜脫出1分,未觸及角膜內皮1分。(8)皮質吸除,0～5分:不可皮質殘留1分;未損傷虹膜1分;未觸及角膜內皮1分,不可懸韌帶離斷1分;未損傷囊袋1分。(9)人工晶狀體植入,0～3分:未觸及角膜內皮1分;不可懸韌帶離斷1分;人工晶狀體植入囊內1分。(10)水密角膜穿刺口,0～2分:未觸及虹膜1分;未觸及角膜內皮1分。

2 結果

2.1研究對象基本情況兩組研究對象性別、年齡、資質基本情況比較,差異均無統計學意義(P>0.05,表1)。

表1 研究對象基本信息

2.2兩組研究對象手術模擬器考核評分及用時比較試驗組研究對象在各步驟考核用時均低于對照組,差異均有統計學意義(P<0.05)。試驗組研究對象在角膜穿刺注入黏彈劑、娩核及水密角膜穿刺口操作評分與對照組比較差異均無統計學意義(P>0.05),其余步驟評分,試驗組均高于對照組,差異均有統計學意義(P<0.05,表2)。

表2 兩組研究對象手術模擬器考核評分及用時比較

2.3兩組研究對象實體動物眼考核評分比較試驗組研究對象各步驟考核評分均高于對照組,差異均有統計學意義(P<0.05,表3)。

表3 兩組研究對象實體動物眼考核評分比較 分)

2.4試驗組研究對象手術模擬器及實體動物眼考核評分比較試驗組研究對象在鞏膜切口、角鞏膜隧道、連續環形撕囊、水分離及轉核至前房、娩核步驟手術模擬器及實體動物眼考核評分比較,差異無統計學意義(P=0.068、0.126、0.960、0.520、0.206)。在穿刺注入黏彈劑、隧道穿刺進入前房及水密角膜穿刺口考核中,模擬器評分低于實體動物眼評分,差異有統計學意義(P=0.007、0.014、<0.01)。在皮質吸除及人工晶狀體植入操作考核時模擬器評分要高于實體動物眼操作評分,差異有統計學意義(P=0.035、<0.01)。

3 討論

隨著我國老齡化人群逐年增加,白內障發病率也逐漸升高,每年白內障手術需求也在增加[6]。與之相對的是我國每百萬人口擁有的眼科醫生數量與日本、美國等發達國家有較大差距。而且,在國內醫療資源分布不均,地區間差異較大[7]。各省份之間、東部西部之間差距較大,農村城市之間差異明顯,眼科醫生白內障手術能力也急需提高。小切口白內障囊外摘除手術及白內障超聲乳化技術是目前治療白內障的主要手術方式,但白內障超聲乳化技術對醫療設備及醫生素質要求較高,且培訓周期長、風險高[8]。針對大量貧困地區的白內障人群,小切口白內障囊外摘除手術是最經濟、培訓周期最短、風險最低的手術方式[9]。臨床上,小切口白內障囊外摘除手術培訓同樣面臨著手術醫生的能力、手術安全性、教學時間及內容的隨機性、不可重復性、倫理等問題的制約。傳統培訓方式中的觀看手術錄像方式缺乏立體視覺、主觀體驗及觸覺反饋。實體動物眼培訓方式雖然有著近似人眼的手術過程,但角膜鞏膜厚度、晶狀體囊膜的厚度及韌性等方面仍然與人眼有著差別,手術感覺與人眼差別明顯。另外,原材料、手術耗材、設備損耗等因素也制約著該培訓方式的大面積推廣。因此,一種新穎的、經濟的、可重復性的培訓模式急需建立。

HelpMeSee小切口白內障手術模擬器是由手術顯微鏡、頭部及眼部模型、計算機、攝像頭、傳感器及操縱桿組成的,具有高度仿真及可無限重復的特點,提高了手術培訓的趣味性及生動性。與其他模擬器只能進行簡單模擬撕囊訓練或做一些簡單動作如移動小球或抓取物體移動到指定位置相比較[10-14],它是目前已知的唯一的一種能夠模擬小切口白內障囊外摘除手術全部操作步驟的模擬器。將手術過程分為4個模塊共10個步驟,可以進行各個步驟的單獨練習,也可以進行每個模塊內的連續操作,提高了練習的連續性和針對性。在操作過程中,模擬器能實時記錄并提示每個錯誤操作,盡可能地降低手術并發癥的發生率。模擬器能夠實時全程錄像,不但能記錄器械的操作數據,還能同時記錄操作者手部器械的握持姿勢及手部動作,這也是其他模擬器所不具備的功能。這些錄像可以反復觀看,有利于操作者糾正不正確的握持姿勢及操作動作,提高學習效率。另外,可以觀看每次操作的評分報告,了解操作的不足并根據提示針對性地加以改正。在操作過程中,如果出現影響下一步操作的嚴重并發癥,可以像其他模擬器那樣選擇結束這次操作,重新開始新的操作;也可以選擇后退按鈕,重新進行這一步的操作,可以不斷重復此步驟,仔細體會之間的不同,有利于針對性的找出操作錯誤,提高學習效率。證實了模擬器培訓的標準化、可量化及可重復性[15]。

目前國內傳統的培訓模式是先進行整體的理論培訓后再進行操作培訓,而且理論培訓內容相對簡單,也缺乏量化標準。而本次培訓的過程是將完整的手術過程細分為10個步驟,每個步驟在進行完相應的理論培訓后立即進行相對應的操作培訓,這樣可以使學員能夠更加牢固的記住操作要點,提高教學效率。首先進行模擬器操作培訓也是具有其優點的,可以在學習初期就規范操作動作,糾正學員不正確的器械握持方法及操作動作,使其動作規范化及標準化,可以縮短培訓時間,提高學習效率。如果在初期進行動物眼操作培訓,不能及時發現不正確的操作動作,學員形成習慣后,將會花費大量的時間來進行糾正,重新學習正確的操作動作也更加困難,學習結果也事倍功半。本試驗兩組學員的實體動物眼考核結果,試驗組評分要優于對照組,也證實了模擬器的培訓效果。

本研究結果顯示,試驗組研究對象在模擬器考核評分及用時上要明顯優于對照組研究對象,另外考慮到,有可能是由于試驗組研究對象對手術模擬器更熟悉而導致的結果偏差,同樣對兩組研究對象進行了實體動物眼的考核評分,結果同樣試驗組優于對照組。說明本模擬器在小切口白內障囊外摘除手術培訓中能提高手術技巧,提高操作的穩定性,提升培訓的效率。另外,對試驗組研究對象在模擬器及實體動物眼的考核評分進行比較分析,發現只有皮質吸除及人工晶狀體植入過程中,模擬器操作評分高于實體動物眼考核評分,考慮與實體動物眼虹膜更加松弛,在操作中更加容易吸到虹膜;使用的人工晶狀體與模擬器相比相對更軟,在植入過程中人工晶狀體后攀更容易刮蹭角膜內皮。因此這兩項步驟需要在實體動物眼操作中投入更多時間練習。其他步驟均相似或模擬器操作評分低于實體動物眼考核評分,提示模擬器操作與實體動物眼操作比較,非常具有相似性或者模擬器操作要更難于實體動物眼操作,如果在模擬器上能夠操作良好,在實體動物眼操作中同樣能取得較好的評分。以上也說明在小切口白內障囊外摘除手術核心步驟上,模擬器能夠達到或者超過實體動物眼培訓效果,這也與其他研究者的結論相同[16]。

綜上所述,手術模擬器培訓是對傳統培訓模式的一種有效補充,模擬器培訓及實體動物眼練習相結合是未來培訓模式的發展趨勢,也是標準化培訓的必經之路。但如何優化模擬器的使用,還需要進一步探索。