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虚拟现实技术在耳鼻咽喉头颈外科住院医师耳外科培训中的应用

2018-02-09

中国继续医学教育 2018年7期
关键词:颞骨显微外科喉头

住院医师规范化培训是培养具有独立临床医疗及教学工作能力临床医生的关键环节。耳鼻咽喉头颈外科是临床医学一个重要学科,其解剖复杂且部位隐蔽,特别是颞骨解剖更为复杂,毗邻多个重要器官,许多住院医师开始接触本学科时,总感到非常抽象、枯燥,难以掌握[1]。掌握颞骨解剖及相关基础知识是一个合格耳鼻咽喉头颈外科医生的基本条件,参加颞骨解剖学习及手术训练是耳鼻咽喉头颈外科医生成长的基本要求[2],但由于许多培训基地专科设备配备严重不足以及人体颞骨标本的紧缺,限制了耳鼻咽喉头颈外科医生的培养,而在实际患者身上进行手术学习训练即违背基本的伦理道德,也是违法行为。

根据2014年国家《住院医师规范化培训内容与标准(试行)》总则和耳鼻咽喉科培训细则的要求,单纯乳突凿开术、中耳根治术及鼓室成形术也是手术操作要求[3]。然而,由于中耳解剖复杂,周围毗邻组织及术野有面神经、乙状窦、颈内动脉等重要的解剖结构,一旦出现损伤都有可能出现灾难性后果,因此,耳显微外科手术一直许多耳鼻喉科医生不愿触及的手术。耳显微外科手术不仅要求医生熟练掌握显微外科手术基本操作技能,而且还要熟悉颞骨的解剖知识,这样的要求对仅仅三年的住院医师规范化培训而言,基本很难达到。随着虚拟现实技术发展,特别是耳显微外科仿真手术系统的应用,为住院医师的解剖模型训练及手术操作技能的培养提供了一个很好的解决途径[4-6]。

1 虚拟仿真技术及其优点

虚拟仿真技术基本原理就是利用计算机生成一种模拟环境,能够建立和体验虚拟世界的三维动态视景和实体行为的计算机仿真系统。虚拟仿真技术在外科医生的解剖及模拟手术训练方面具有十分重要的临床意义。它利用各种医学影像学资料,采用虚拟现实技术在计算机中建立一个逼真的视、触觉、听一体化的仿真环境,通过各种传感设备及必要的交互设备,实现虚拟手术器械对虚拟人体器官进行模拟解剖、手术训练及对受训医生各种感官反馈的模拟[7-8]。外科医生在进行真正外科手术之前,可以在虚拟环境中重复地模拟手术,获得身临其境的感受和体验,最终找到合适的手术方案并提高熟练度,从而在实际手术过程中精准手术,提高手术效果,降低手术风险。因此,虚拟医学手术仿真技术在手术方案设计、手术模拟训练及手术安全性、效果评估等方面都有重要的临床意义[7,9]。

2 虚拟仿真技术在耳显微外科培训中的应用

2.1 颞骨解剖训练

众所周知,颞骨解剖复杂,中耳结构精细,尤其中耳周围毗邻组织及术野有面神经、乙状窦、颈内动脉、颈内静脉等重要的解剖结构,给耳鼻咽喉头颈外科住院医师规范化培训的教学及临床实践带来很大困难。传统上,耳科手术训练的基本方式是在首先人类颞骨标本上进行解剖训练,熟悉并掌握颞骨内部的解剖结构及其相互立体解剖关系后,才能逐步在开展耳外科手术。但由于各种主客观原因,我国的人类颞骨资源非常有限,无法满足耳显微外科教学与手术训练。许多研究也证实基于虚拟仿真技术颞骨解剖模拟系统,不仅具有清晰的正常颞骨解剖,而且存储各种常见的典型病例模型和真实的手术病例。虚拟仿真技术不但能够高保真地再现颞骨解剖环境,也可模拟耳显微外科手术情景,又能对颞骨解剖训练操作进行指引、纠错和评价,培养训练者掌握正确手术方法、提高电钻使用技巧及如何避免损失重要的组织结构,在一定程度上能够达到实体颞骨解剖的效果[4,6,10]。张杰等人利用高仿真3D颞骨解剖导航模拟系统对18名耳鼻喉科医生进行颞骨解剖技能训练及模拟手术,结果发现模拟系统可帮助临床专科医生更好地认识和了解颞骨及周围解剖结构,加深颞骨解剖的三维立体意识,取得了较好的应用效果[11]。Andersen等人经过3个月的前瞻性随访对比研究也证实虚拟现实技术模拟训练的医学生的颞骨手术技巧好于通过常规颞骨解剖训练的医学生[12]。

2.2 手术模拟训练

医学是一门实践性很强的学科,临床上多数的手术失误与人为因素有关,临床解剖知识熟悉程度及手术熟练程度与手术风险及效果密切相关。生命无价,真实的临床操作不存在练手一说,所以对于住院医师进行规范化培训及手术训练极其重要。

虚拟仿真技术的出现为住院医师进行解剖训练及手术模拟练习提供了一个很好的途径。基于虚拟仿真技术的耳显微手术仿真系统不受时空限制,住院医生可以在耳显微手术仿真系统中反复训练。虚拟仿真技术能够为培训医生提供一个非常具有真实感的手术操作训练环境;而且在虚拟环境中进行模拟手术,不会发生任何真正意义上的手术意外及伤害,而且能够提高医生的协作能力。熟能生巧,通过反复训练,最终能使受训医生真正掌握手术部位的立体解剖结构、熟练使用各种耳显微手术器械、获得基本的耳外科手术技能[4,6,12]。另外,也可以利用耳显微手术仿真系统行模拟手术教学,年轻医生可在手术仿真系统上观摩专家手术过程,也可重复模拟训练。柯嘉等人利用耳科手术模拟器40例中耳手术病例进行手术模拟,通过和真实的手术进行对比,发现手术模拟器真实地反映中耳手术中的情况,对于以骨性病变为主的中耳手术,具有非常高的指导价值[5]。

3 耳显微手术仿真系统应用于住院医师规范化培训的制约因素

虚拟仿真技术是近年来快速发展起来的一门综合性信息技术,尤其是虚拟仿真外科手术训练及模拟手术受到许多临床医生及住院医生培训基地的广泛关注。但目前虚拟仿真技术在临床住院医生培训,尤其是专科医生培训方面推广力度不足。其原因:一方面是相关设备价格昂贵,基本需要进口;另一方面,许多专科,尤其是像耳鼻咽喉科这样的专业,在许多医院被认为是小科,不受重视,从而不愿加大投入。相信随着健康中国的国家政策推行,特别是国家对住院医师规范化培训及专科医生培养的重视及投入的加大,虚拟现实技术的培训能够进入中国耳鼻咽喉头颈外科住院医师的常规培训课程之中,我国的耳鼻咽喉头颈外科住院医师也可以实现高水平的规范化培养,从而为人民群众的健康提供更优质的医疗服务。

[1]刘少峰,伍丽娟,王传喜,等.耳鼻咽喉头颈外科临床实习教学探讨 [J].继续医学教育,2012,26(4):20-22.

[2]陈敏,张杰.耳鼻咽喉专科医师培训[J].继续医学教育,2016,30(7):1-2.

[3]国家卫生和计划生育委员会.住院医师规范化培训内容与标准(试行)[S].2014 :193-202.

[4]谢文,张强,孔维佳,等.基于分布式虚拟现实技术的耳显微手术仿真系统[J].中国医疗器械杂志,2010,34(3):183-185.

[5]柯嘉,朱丽,李金红,等.手术模拟系统在中耳手术中的应用[J].中国微创外科杂志,2017,17(3):256-259.

[6]Wiet GJ,Sørensen MS,Andersen SAW.Otologic Skills Training[J].Otolaryngol Clin North Am,2017,50(5):933-945.

[7]潘新华,谭珂.虚拟医学手术仿真技术概述[J].中国医学教育技术,2011,25(4):352-355.

[8]王涛,丁勇,秦淼,等.虚拟仿真技术在后期临床教学中的应用[J].中国高等医学教育,2017(1):15-16.

[9]吴东波,黄顺荣,吴鸿根.虚拟仿真技术在外科中的应用[J].中国医学工程,2009,17(3):189-192.

[10]Arora A,Lau LY,Awad Z,et al.Virtual reality simulation training in Otolaryngology[J].Int J Surg,2014,12(2):87-94.

[11]张杰,张丰珍,郝津生,等.3D颞骨解剖导航模拟系统在颞骨解剖教学中的应用[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2016,30(16):1325-1328.

[12]Andersen SA,Konge L,Cayé-Thomasen P,et al.Retention of Mastoidectomy Skills After Virtual Reality Simulation Training[J].JAMA Otolaryngol Head Neck Surg,2016,142(7):635-640.

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