周 宏，黃赤兵，胡文剛，鄭宗釗，宋 波，李傳貴 (第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院泌尿外二科，重慶400037)

膀胱鏡屬于內(nèi)窺鏡的一種，廣泛應(yīng)用于泌尿系統(tǒng)疾病的診斷和治療。由于人體尿道相對(duì)彎曲、狹窄，加之被檢者在檢查過(guò)程中承受著畏懼和疼痛，對(duì)操作醫(yī)生檢查手法的精準(zhǔn)度和熟練度提出了很高的要求。目前已有大量研究［1-2］證實(shí)，通過(guò)模型的針對(duì)性訓(xùn)練可使受訓(xùn)者在相應(yīng)的實(shí)際操作中得到有效提高。因模型訓(xùn)練具備模擬訓(xùn)練的真實(shí)性、安全性、可調(diào)性、糾錯(cuò)性、可控性和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)被作為示教類模型和訓(xùn)練類模型在醫(yī)學(xué)教育及臨床上獲得廣泛應(yīng)用［3］。美國(guó)METI公司開(kāi)發(fā)的HPS(Human Patient Simulator)和ECS(Emer-gency Care Simulator)是具有高新技術(shù)高仿真性的虛擬模型系統(tǒng)，但該系統(tǒng)屬于虛擬模擬系統(tǒng)，無(wú)法進(jìn)行有創(chuàng)性訓(xùn)練，加之造價(jià)昂貴，不具有普及性［4］。動(dòng)物模型因與人體的解剖結(jié)構(gòu)差別太大也有一定局限性［5］。因此設(shè)計(jì)制作一個(gè)解剖結(jié)構(gòu)和人相似，同時(shí)具有模擬人膀胱內(nèi)部壓力環(huán)境的膀胱模型并設(shè)計(jì)一套具有針對(duì)性的訓(xùn)練方法應(yīng)用于膀胱鏡的操作訓(xùn)練具有廣泛意義及推廣價(jià)值。本研究基于人體泌尿系統(tǒng)各器官解剖結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)建制作模型，設(shè)計(jì)訓(xùn)練方案并驗(yàn)證結(jié)果，為膀胱鏡的操作訓(xùn)練提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料設(shè)備

透明膀胱外殼、透明乳膠膀胱內(nèi)腔、加壓泵及管道、壓力測(cè)試表、透明三通及閥門、壓力傳感器、硬性膀胱鏡及配套附件、輸尿管支架管、7 種不同顏色碎石、中空硅膠軟管、計(jì)時(shí)表。

1.2 參與人員

選取20 名首次接觸膀胱鏡操作并已經(jīng)完成醫(yī)學(xué)本科課程學(xué)習(xí)的學(xué)生，1 名操作膀胱鏡經(jīng)驗(yàn)豐富的老師(帶教和考核)，1 名膀胱模型調(diào)試員，1 名操作計(jì)時(shí)員。

1.3 模型構(gòu)建方法

1.3.1 模型設(shè)計(jì) 整個(gè)模型由雙側(cè)腎臟、輸尿管、膀胱、尿道(男性)、前列腺組成，參照人體解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)置參數(shù)，基于UG NX 7.5 軟件，經(jīng)過(guò)由點(diǎn)到線，由線構(gòu)面，再由面成體的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行分層設(shè)計(jì)［6］。模型結(jié)構(gòu)由內(nèi)外雙層構(gòu)成雙腔，其中模型膀胱內(nèi)層腔模擬儲(chǔ)存尿液;外層腔通過(guò)管道連接加壓泵，加壓泵壓力傳遞至內(nèi)腔壁，模擬膀胱逼尿肌收縮產(chǎn)生壓力。

1.3.2 模型分部制作 基于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件UG NX7.5 進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，模型外層選用光滑、透明、質(zhì)硬有機(jī)玻璃作為原材料，經(jīng)快速成型技術(shù)加工制作。內(nèi)層用彈性與透明度兼具的乳膠材料經(jīng)CAD/CAM 技術(shù)開(kāi)模加工制作。

1.3.3 模型組裝 將模型內(nèi)外層按要求組裝，同時(shí)增加部分功能性裝置，主要包括:①膀胱外腔和輸尿管內(nèi)腔各外接1 個(gè)加壓泵，前者作用于膀胱內(nèi)壁，模擬人膀胱逼尿肌收縮;后者作用于輸尿管，防止膀胱內(nèi)腔壓力增高致輸尿管返流;②尿道恥骨下彎尿道膜部及恥骨前彎各加裝1 個(gè)壓力傳感器及壓力顯示儀表;③尿道出口外接1 個(gè)由壓力控制器控制開(kāi)關(guān)的閥門，通過(guò)感應(yīng)膀胱內(nèi)部壓力來(lái)控制開(kāi)關(guān)，從而模擬人體膀胱可控制排尿(圖1)。

圖1 膀胱訓(xùn)練模型

1.4 訓(xùn)練過(guò)程

1.4.1 理論學(xué)習(xí)及前期基礎(chǔ)訓(xùn)練 20 名參訓(xùn)人員首先進(jìn)行膀胱鏡操作理論知識(shí)的學(xué)習(xí);系統(tǒng)學(xué)習(xí)人體泌尿系統(tǒng)各部分的解剖結(jié)構(gòu)和生理特征;學(xué)習(xí)并掌握膀胱鏡儀器各部分構(gòu)造、操作規(guī)范和檢查順序。然后進(jìn)行膀胱鏡操作前期基礎(chǔ)訓(xùn)練，參照臨床膀胱鏡檢查過(guò)程的基本步驟。前期基礎(chǔ)訓(xùn)練主要內(nèi)容包括膀胱鏡鏡鞘置入;閉孔器置入及撤出;操作器安裝及轉(zhuǎn)向旋鈕操控;觀察鏡及輔助器械置入;各輔助器械基本操作手法;持鏡手法;膀胱鏡攝像頭方向控制、固定及焦距調(diào)節(jié);觀察鏡進(jìn)、退、擺、旋轉(zhuǎn)等基礎(chǔ)操作動(dòng)作。記錄每次全部完成上述訓(xùn)練內(nèi)容的時(shí)間，以5 min 完成上述操作動(dòng)作為標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)上述前期訓(xùn)練后，使所有參訓(xùn)人員能掌握膀胱鏡檢查過(guò)程中各項(xiàng)儀器的配合、使用和基本動(dòng)作要領(lǐng)，為下一步模型操作訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。

1.4.2 模型操作技能訓(xùn)練 針對(duì)膀胱鏡檢查的適應(yīng)證和在不同適應(yīng)證檢查時(shí)的基本手法，設(shè)計(jì)4 個(gè)針對(duì)性訓(xùn)練科目。訓(xùn)練科目1:在膀胱模型內(nèi)部不同部位(相當(dāng)于人體膀胱的膀胱頸、輸尿管嵴、輸尿管口、膀胱三角、后壁、側(cè)壁、頂部、前壁)按順序標(biāo)記阿拉伯?dāng)?shù)字1 ～8，訓(xùn)練人員將膀胱鏡按實(shí)際操作要求置入膀胱模型，用膀胱鏡頭分別查找并觸碰1 ～8 號(hào)標(biāo)記點(diǎn)，正確尋找并觸碰老師隨機(jī)指定的全部標(biāo)號(hào)視為完成任務(wù)(圖2a)。訓(xùn)練科目2:在模型膀胱內(nèi)分別放入形狀如黃豆大小的不同顏色的碎石共7 顆，分別用紅橙黃綠青藍(lán)紫7 色標(biāo)記，參訓(xùn)人員將膀胱鏡置入模型并將7 顆碎石按上述顏色順序全部取出置入手術(shù)臺(tái)盤中視為完成任務(wù)。訓(xùn)練科目3:在模型輸尿管內(nèi)部置入并固定1 根長(zhǎng)度5 cm、內(nèi)徑3 mm，壁厚為1 mm 的中空硅橡膠軟管，訓(xùn)練人員通過(guò)膀胱鏡將擴(kuò)張器置入中空管，而后取出擴(kuò)張器，并沿管壁縱向剪開(kāi)中空管，視為完成任務(wù)。訓(xùn)練科目4:將2 根輸尿管支架管分別置入雙側(cè)輸尿管，以雙側(cè)支架管上端進(jìn)入腎盂視為任務(wù)完成(圖2b)。為了訓(xùn)練與真實(shí)操作的環(huán)境更接近，將模型的膀胱及以上部分置入一塊不透明遮擋板外側(cè)，模型前尿道部分由遮擋板小孔穿過(guò)板內(nèi)側(cè)露于操作者視線內(nèi)。以保證操作人員無(wú)法直視模型內(nèi)部情況，僅能通過(guò)儀器屏幕上的圖像進(jìn)行操作;計(jì)時(shí)人員及考核老師站于遮擋板外側(cè)方，可肉眼直視模型內(nèi)部，便于觀察操作人員操作過(guò)程，評(píng)估其動(dòng)作的流暢性和準(zhǔn)確性。

圖2 膀胱鏡模型操作訓(xùn)練

1.5 觀測(cè)指標(biāo)及考核標(biāo)準(zhǔn)

記錄并統(tǒng)計(jì)分析學(xué)員前期訓(xùn)練動(dòng)作的完成時(shí)間，比較20名學(xué)員訓(xùn)練前后的差異。觀測(cè)每個(gè)訓(xùn)練科目的完成時(shí)間和訓(xùn)練中模型的受壓值［7-8］。記錄人員記錄每個(gè)參訓(xùn)人員每個(gè)科目每次訓(xùn)練的完成時(shí)間，記錄時(shí)間精確至0.01 s。模型受壓值選取在膀胱鏡鞘置入過(guò)程中所測(cè)量的數(shù)值，該數(shù)值為2 個(gè)微型壓力傳感器顯示的最大值的平均值，代表膀胱鏡鞘置入過(guò)程中膀胱模型承受的壓力，也代表操作者的熟練程度和愛(ài)傷意識(shí)［8］。將20 名學(xué)員首次模型訓(xùn)練的測(cè)量數(shù)據(jù)及經(jīng)過(guò)25 次訓(xùn)練后末次訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 軟件包進(jìn)行分析。計(jì)量資料的比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，結(jié)果數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，數(shù)值間比較采用方差分析，以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 前期訓(xùn)練結(jié)果

經(jīng)過(guò)為期3 d 的訓(xùn)練，所有20 名參訓(xùn)人員均達(dá)到了5 min完成膀胱鏡鏡鞘及各輔助器械的操作任務(wù)，熟練掌握了膀胱鏡操作的動(dòng)作要領(lǐng)及檢查順序。首次訓(xùn)練平均完成時(shí)間為(7.2 ±1.39)min，末次平均完成時(shí)間為(3.3 ±0.43)min，兩者比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05)。

2.2 模型操作訓(xùn)練結(jié)果

2.2.1 模型受壓隨操作次數(shù)變化 在模型操作訓(xùn)練中，膀胱鏡鞘置入共計(jì)25 次，其中首次模型受壓平均數(shù)值為(660 ±36)cmH2O，末次壓力平均值為(319 ±11)cmH2O，經(jīng)前后對(duì)比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P ＜0.05)。第20 次以后的訓(xùn)練結(jié)果，模型受壓值均維持在320 cmH2O 左右，經(jīng)方差分析無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.39)，見(jiàn)圖3。

圖3 模型受壓隨操作次數(shù)變化曲線

2.2.2 各科目完成時(shí)間情況 所有人員經(jīng)過(guò)4 個(gè)科目各25次操作訓(xùn)練，完成時(shí)間見(jiàn)表1;與首次完成時(shí)間比較，每個(gè)科目末次及平均完成時(shí)間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05)。4 個(gè)科目的完成時(shí)間隨訓(xùn)練次數(shù)的增加呈明顯下降趨勢(shì)(圖4)。在科目1訓(xùn)練過(guò)程中，第19 次至末次訓(xùn)練操作時(shí)間均維持在(2.44 ±0.12)min，經(jīng)方差分析，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P ＞0.05);而科目2 ～4 則分別從第17 次、20 次和20 次開(kāi)始至末次，操作時(shí)間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P ＞0.05)。

表1 各科目訓(xùn)練完成時(shí)間(min)

圖4 隨著操作次數(shù)增加各科目完成時(shí)間的變化曲線

3 討論

膀胱鏡檢查是一項(xiàng)侵入性檢查，患者需要使用麻醉藥品，在檢查過(guò)程中操作人員的綜合操作水平對(duì)被檢者的身體安全和檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性起著至關(guān)重要的作用。膀胱鏡檢查常應(yīng)用于觀察膀胱內(nèi)各部位病變情況與臨床診斷，應(yīng)用于膀胱內(nèi)結(jié)石、異物和膀胱腫瘤活組織的取出，也應(yīng)用于配合擴(kuò)張器擴(kuò)張輸尿管，配合剪開(kāi)器剪開(kāi)輸尿管狹窄，還可用于輸尿管支架管的置入和拔出。但和所有內(nèi)鏡一樣都存在對(duì)操作人員操作技術(shù)要求高，科學(xué)的、可普及的訓(xùn)練模型及方式尚待開(kāi)發(fā)，目前以腹腔鏡的訓(xùn)練操作模型研究較多［9-11］?；谝陨犀F(xiàn)實(shí)，眾多國(guó)內(nèi)、外學(xué)者探索制作了多種訓(xùn)練平臺(tái)應(yīng)用于膀胱鏡包括輸尿管鏡的操作訓(xùn)練，如Kim等［12］建立的多分辨率醫(yī)學(xué)虛擬手術(shù)模擬器;美國(guó)METI 公司推出的外科綜合模擬培訓(xùn)平臺(tái)SurgicalSIM［4］;以及Mishra 等［13］制作的活豬經(jīng)皮腎通道模型;Chou等［8，14］制作的豬腎測(cè)試模型。上述模型的建立為臨床醫(yī)生提供了安全的訓(xùn)練平臺(tái)，對(duì)比之下各有優(yōu)缺點(diǎn)。SurgicalSIM 等虛擬模型依靠強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件具有高仿真性，但無(wú)法為訓(xùn)練者提供重要的觸覺(jué)反饋，且價(jià)格昂貴，無(wú)法應(yīng)用于有創(chuàng)訓(xùn)練項(xiàng)目;豬腎等動(dòng)物模型缺少人體解剖結(jié)構(gòu)上的真實(shí)感［5］。與虛擬模型相比較，該膀胱鏡訓(xùn)練模型具有實(shí)體觸覺(jué)感，受訓(xùn)者通過(guò)模型的訓(xùn)練可感覺(jué)內(nèi)部阻力及壓力變化，因此受訓(xùn)者的操作力度及手感會(huì)得到相應(yīng)訓(xùn)練，此外其廉價(jià)的特性較之虛擬模型更容易得到市場(chǎng)推廣;與動(dòng)物模型相比，膀胱訓(xùn)練模型更具有與人體解剖結(jié)構(gòu)上的相似性，從而使該模型的訓(xùn)練價(jià)值得到明顯提升;此外其透明特性使訓(xùn)練情況可肉眼直視便于觀察糾正動(dòng)作。膀胱訓(xùn)練模型可作為膀胱鏡初學(xué)者的教學(xué)模型、模擬訓(xùn)練平臺(tái)、考核平臺(tái)，具有廣闊的市場(chǎng)前景和推廣價(jià)值。膀胱鏡訓(xùn)練模型根據(jù)人體解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)制作，并由模型膀胱本身的伸縮性和加壓設(shè)備建立一個(gè)和人體膀胱內(nèi)部相似的壓力環(huán)境，從而具備模擬人體膀胱的壓力感，基于該模型與傳統(tǒng)透明模型訓(xùn)練對(duì)比，前者模擬訓(xùn)練環(huán)境更具有仿真性。本研究中，科目1 ～4 的訓(xùn)練與膀胱鏡臨床檢查的鏡檢順序、鏡下取石、鏡下剪開(kāi)以及鏡下置管等基礎(chǔ)操作技能具有相似性、針對(duì)性和模擬性，通過(guò)4 個(gè)科目的訓(xùn)練可培養(yǎng)操作者正確的操作流程和良好的操作習(xí)慣。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果圖分析:所有參訓(xùn)人員經(jīng)過(guò)25 次訓(xùn)練后，4 個(gè)科目完成時(shí)間均呈減少趨勢(shì)，模型受壓值逐漸減小，表明經(jīng)過(guò)模型訓(xùn)練，參訓(xùn)人員的操作熟練度和合理性明顯提高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)該模型訓(xùn)練可使操作者尤其是初學(xué)者在鏡檢流程、動(dòng)作規(guī)范及檢查方法等方面得到明顯提升，縮短了膀胱鏡操作訓(xùn)練的學(xué)習(xí)曲線，值得臨床推廣應(yīng)用。

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