摘 要 目的：探討三維可視化技術(shù)在腎盂重建機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中的作用及效果。方法：選取解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心的40名實(shí)習(xí)醫(yī)師作為研究對象，隨機(jī)分為對照組和觀察組，比較兩組學(xué)生的考核成績和課程滿意度。對照組采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)：手術(shù)圖譜及二維的CT或MRT圖像進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃；觀察組采用三維可視化技術(shù)教學(xué)：重建軟件生成的泌尿三維可視化模型及虛擬手術(shù)模塊，結(jié)合手術(shù)錄像進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃。結(jié)果：觀察組成績優(yōu)秀率明顯高于對照組（50% Vs 20%），兩組學(xué)員的考核成績差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；觀察組課程滿意度顯著高于對照組（100% Vs 75%），兩組學(xué)員的課程滿意度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。結(jié)論：在腎盂重建機(jī)器人手術(shù)教學(xué)中應(yīng)用三維可視化技術(shù)可提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)員對臨床知識點(diǎn)的掌握，增強(qiáng)學(xué)員臨床實(shí)踐能力，受到學(xué)員們的良好評價(jià)，值得在教學(xué)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 三維可視化；機(jī)器人腎盂重建手術(shù)；教學(xué)

中圖分類號 R699 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-7721（2022）06-0494-06

Abstract Objective： To explore the role of three-dimensional （3D） visualization technology in the teaching of robotic surgery for renal pelvis reconstruction. Methods： 40 interns from the Fifth Medical Center of PLA General Hospital were randomly divided into the control group and observation group， and the assessment results and course satisfaction of the two groups of students were compared. The control group was given traditional theoretical teaching， students were trained with surgical map and two-dimensional CT or MRT images in surgical planning. The observation group was taught with 3D visualization technology， which was combined with the surgical video， 3D urinary visualization model and virtual surgical module generated by reconstruction software. Results： The rate of excellence in the observation group was higher than that of the control group（50% Vs 20%）， and the difference was statistically significant （Plt;0.05）. The degree of satisfaction in the observation group was significantly higher than that in the control group （100% Vs 75%）， and the difference was statistically significant（Plt;0.05）. Conclusion： The application of 3D visualization technology in the teaching of robotic surgery for renal pelvis reconstruction could increase students’ learning interest and improve their clinical practice ability， which is worth of popularizing in clinical teaching.

Key words Three-dimensional visualization；Robotic surgery for renal pelvis reconstruction；Teaching

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以融合腹腔鏡技術(shù)、內(nèi)鏡技術(shù)和介入技術(shù)為特點(diǎn)的微創(chuàng)泌尿外科手術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)開放性泌尿外科手術(shù)[1]。泌尿外科絕大多數(shù)手術(shù)可以通過微創(chuàng)手術(shù)來完成，目前機(jī)器人技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢已廣泛被臨床醫(yī)生及患者所采用[2]。三維重建技術(shù)能夠呈現(xiàn)完整的解剖形態(tài)與空間關(guān)系，它與機(jī)器人輔助腹腔鏡技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了“數(shù)字醫(yī)學(xué)”與“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”完美融合，可在術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中導(dǎo)航等方面帶來新的突破[3]。臨床實(shí)踐能力培養(yǎng)是醫(yī)學(xué)生教育中非常重要的環(huán)節(jié)。它既是國家臨床醫(yī)師培養(yǎng)目標(biāo)的硬性要求，也是醫(yī)學(xué)生畢業(yè)后開展臨床工作的基本能力要求。如何在實(shí)習(xí)階段讓學(xué)生快速了解、掌握機(jī)器人手術(shù)基本知識和技能是每一位帶教老師的基本任務(wù)。筆者在泌尿外科實(shí)習(xí)生的帶教過程中發(fā)現(xiàn)，將三維可視化技術(shù)引入教學(xué)，可提升實(shí)習(xí)醫(yī)師對復(fù)雜腎盂重建手術(shù)的術(shù)前規(guī)劃能力和手術(shù)路徑的理解能力，取得了滿意的教學(xué)效果，現(xiàn)總結(jié)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2021年中國人民解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心實(shí)習(xí)的40名臨床本科醫(yī)學(xué)生作為研究對象，按照不同的教學(xué)方式將其分為對照組和觀察組兩組，每組20人。其中對照組學(xué)生男性 10人，女性 10人，年齡21～24歲，平均年齡為（22.15±0.75）歲；觀察組學(xué)生男性11人，女性9人，年齡21～23歲，平均年齡為（22.05±0.51）歲。兩組實(shí)習(xí)生均接受了腎盂重建機(jī)器人手術(shù)專科培訓(xùn)，教學(xué)過程均由同1名高年資主治醫(yī)師帶教。兩組實(shí)習(xí)醫(yī)師年齡、性別、接受培訓(xùn)時(shí)間等基線信息的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。

1.2 方法

對照組：應(yīng)用傳統(tǒng)教學(xué)模式（基礎(chǔ)理論—二維影像—視頻教學(xué)—手術(shù)觀摩）進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)，由帶教老師準(zhǔn)備教學(xué)方案，制定教學(xué)大綱，根據(jù)方案進(jìn)行具體教學(xué)?；A(chǔ)理論包括疾病概述、手術(shù)圖譜等，二維影像包括超聲、CT或MRI圖像，播放手術(shù)視頻，講解手術(shù)相關(guān)流程，包括患者體位的擺放，機(jī)器人手術(shù)Trocar的設(shè)計(jì)，手術(shù)步驟和要點(diǎn)及可能并發(fā)癥等情況；帶領(lǐng)學(xué)員觀摩手術(shù)并考核。

觀察組：應(yīng)用三維可視化技術(shù)教學(xué)模式（基礎(chǔ)理論—三維可視化重建影像—視頻教學(xué)—手術(shù)觀摩）。帶教老師講解機(jī)器人腎盂重建手術(shù)病例的三維重建資料，向?qū)W生展示虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)（如圖1～4），同時(shí)將解剖知識、手術(shù)步驟、術(shù)中注意事項(xiàng)及緊急情況的處理措施融入其中一并講解。

1.3 觀察指標(biāo)

對以上兩種教學(xué)方法在臨床教學(xué)后進(jìn)行考核?？己顺煽儼ǎ豪碚摽己顺煽儯?0分）和實(shí)踐操作考核成績（20分），總計(jì)100分，并發(fā)放臨床教學(xué)滿意度調(diào)查表?？己藘?nèi)容按照教學(xué)大綱及實(shí)習(xí)內(nèi)容，優(yōu)秀：成績≥80分，一般：60分≤成績lt;80分，不及格：成績lt;60分；滿意度分為：非常滿意、滿意、不滿意3個(gè)級別，滿意度 = 非常滿意＋滿意/總?cè)藬?shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件分析處理，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以n（%）表示，組間比較采用 χ2檢驗(yàn)，以Plt;0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 教學(xué)成績比較

觀察組理論得分高于對照組得分[（70.10±3.91）分 Vs （64.10±5.97）分]；觀察組操作得分高于對照組[（13.75±2.17）分 Vs （10.60±2.14）分]；觀察組總分高于對照組[（83.85±4.72）分Vs（74.70±7.00）分]。觀察組各項(xiàng)得分優(yōu)于對照組得分，兩組學(xué)生理論得分、操作得分及總分差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見表1。

2.2 教學(xué)效果比較

觀察組成績優(yōu)秀10人，優(yōu)秀率50%；對照組優(yōu)秀4人，優(yōu)秀率20%；觀察組教學(xué)效果明顯優(yōu)于對照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見表2。

2.3 教學(xué)滿意度比較

觀察組非常滿意8人，滿意12人，滿意度100%；對照組非常滿意4人，滿意11人，滿意度75%。觀察組學(xué)生滿意度明顯優(yōu)于對照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見表3。

3 討論

腎盂輸尿管連接處梗阻（Ureteropelvic Junction"Obstruction，UPJO）是引起腎積水的一種常見尿路梗阻性疾病，多為先天性，長時(shí)間梗阻常導(dǎo)致繼發(fā)性腎結(jié)石形成，也增加了泌尿系感染、腎實(shí)質(zhì)萎縮及腎功能受損的風(fēng)險(xiǎn)[4]。目前腹腔鏡腎盂成形術(shù)及機(jī)器人輔助腹腔鏡腎盂成形術(shù)逐漸被臨床醫(yī)生及患者所接受，并逐漸取代了開放手術(shù)[5]。高質(zhì)量的機(jī)器人腎盂重建手術(shù)教學(xué)是外科實(shí)習(xí)醫(yī)師帶教培訓(xùn)的重要內(nèi)容。臨床專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)階段需要在醫(yī)院跟著帶教醫(yī)生參與臨床醫(yī)療活動(dòng)，也是將理論知識與實(shí)踐相結(jié)合、進(jìn)一步鞏固知識的一個(gè)重要過程[6]。在學(xué)生實(shí)習(xí)過程中，帶教醫(yī)生如何引導(dǎo)學(xué)生快速、有效的將理論知識與臨床病例相結(jié)合，并有效的掌握相關(guān)理論及實(shí)踐操作知識，尤其是對外科基本操作的掌握及常規(guī)手術(shù)步驟的理解至關(guān)重要。

腎門區(qū)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間狹小，輸尿管狹窄段與毗鄰擴(kuò)張的腎盂、腎動(dòng)脈、腎靜脈、生殖靜脈、腹主動(dòng)脈、下腔靜脈及十二指腸等關(guān)系密切，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大。既往教學(xué)都是從臨床CT、MRI等二維圖像獲得解剖信息，包括病灶定位、主要血管及輸尿管走行及與腎盂關(guān)系等。在本研究中，對照組采用這種傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)建立起理論和認(rèn)識的結(jié)合，成績（74.70±7.00）分明顯低于觀察組（83.85±4.72）分；并且對照組教學(xué)滿意度75%低于觀察組100%。實(shí)習(xí)醫(yī)師由于臨床經(jīng)驗(yàn)缺乏，根據(jù)二維圖像在術(shù)前很難建立清晰地空間認(rèn)知和解剖關(guān)系，進(jìn)而影響后續(xù)教學(xué)中對手術(shù)視頻的理解，后續(xù)的手術(shù)規(guī)劃及臨床實(shí)踐更是困難重重。傳統(tǒng)的教學(xué)方法并不理想，有待進(jìn)一步改進(jìn)和提高。

近年來，由于三維可視化技術(shù)的快速發(fā)展，使精準(zhǔn)外科日益完善[7]。通過三維重建技術(shù)，醫(yī)師們能夠在機(jī)器人手術(shù)前通過軟件測量腎盂積水體積[8]，并對三維圖像多角度旋轉(zhuǎn)，觀察輸尿管狹窄具體位置和精確長度，以及與脈管的關(guān)系，幫助醫(yī)師在三維圖像上進(jìn)行切割范圍模擬，調(diào)整手術(shù)方案，提高手術(shù)安全性[9]。帶教醫(yī)生可將三維圖像應(yīng)用于教學(xué)，三維圖像對腎臟、腎盂、輸尿管等泌尿系統(tǒng)進(jìn)行分割、分步隱藏、透明化等展示，可清晰地顯示腎盂需要重建的位置及范圍，教學(xué)獲益明顯，觀察組學(xué)員的成績及滿意度明顯高于對照組。實(shí)習(xí)階段是臨床學(xué)生由理論學(xué)習(xí)進(jìn)入實(shí)踐的關(guān)鍵過渡時(shí)期，尚缺乏外科手術(shù)操作基本知識，帶教醫(yī)生出于安全考慮，往往安排學(xué)生在旁邊觀摩、學(xué)習(xí)。盡管現(xiàn)代微創(chuàng)外科通常會有影像設(shè)備便于近距離呈現(xiàn)手術(shù)過程，但實(shí)習(xí)學(xué)生往往對局部的操作無法建立整體認(rèn)知，尤其腎盂重建這種需要精細(xì)設(shè)計(jì)的手術(shù)。通過三維重建技術(shù)進(jìn)行解剖教學(xué)和手術(shù)規(guī)劃，有益于學(xué)生的快速及整體理解、掌握手術(shù)具體操作過程。有研究報(bào)道了腎部分切除術(shù)前CT三維可視化評估標(biāo)準(zhǔn)的初步探究，通過CT三維可視化可清晰顯示腫瘤解剖參數(shù)及血供、脂肪等信息，重建的三維圖像導(dǎo)入機(jī)器人操作系統(tǒng)即可完成術(shù)中輔助導(dǎo)航，幫助手術(shù)醫(yī)師更好地把握手術(shù)過程[10]。成人腎臟異位血管的發(fā)生率約20%，在UPJO患者中，其發(fā)生率約38%～71%[11]。傳統(tǒng)二維圖像很難對腎臟異位血管的存在做出準(zhǔn)確判斷，教學(xué)過程中老師也只是根據(jù)手術(shù)經(jīng)驗(yàn)講解腎臟異位血管的存在，而無法形象展示。醫(yī)師通過旋轉(zhuǎn)、隱藏重建的三維影像，從而向?qū)W生清晰地展示腎臟的異位血管，這無疑對教學(xué)大有幫助，有助于判斷腎盂重建過程中異位血管的保留或切除。本文中觀察組成績優(yōu)秀率明顯高于對照組（50% Vs 20%），充分體現(xiàn)了三維影像重建技術(shù)在教學(xué)中的促進(jìn)作用。

機(jī)器人腎盂重建手術(shù)的難點(diǎn)在于重建過程的實(shí)施，包括患者體位的擺放，機(jī)器人入路Trocar的設(shè)計(jì)，病變組織的切除范圍，重建腎盂的起點(diǎn)和止點(diǎn)，重建組織的旋轉(zhuǎn)角度等。傳統(tǒng)教學(xué)模式很難講解清楚具體的重建過程，需要臨床醫(yī)生通過實(shí)際操作后慢慢體會及領(lǐng)悟，而對于實(shí)習(xí)生來講根本搞不懂、學(xué)不清，進(jìn)而影響學(xué)生的臨床興趣，甚至因此放棄選擇該專業(yè)。三維重建技術(shù)一大優(yōu)勢就是可通過動(dòng)畫形式模擬切除手術(shù)切除范圍及重建縫合方式，虛擬手術(shù)操作過程，可對各具體操作步驟進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的測量，重復(fù)、暫停、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等操作，可從各個(gè)角度展示手術(shù)細(xì)節(jié)，教學(xué)中可聯(lián)合真實(shí)手術(shù)錄像進(jìn)行結(jié)合教學(xué)，讓學(xué)生確實(shí)聽的懂，看的清，真正在進(jìn)入實(shí)踐手術(shù)操作前徹底明白手術(shù)設(shè)計(jì)和手術(shù)步驟，提高教學(xué)質(zhì)量。此外，也有學(xué)者提出三維重建聯(lián)合導(dǎo)航技術(shù)是一種將多模態(tài)信息整合技術(shù)，學(xué)生或年輕醫(yī)師可以在工作站進(jìn)行仿真手術(shù)、術(shù)前計(jì)劃、合理選擇手術(shù)入路，并根據(jù)手術(shù)需要重建相關(guān)內(nèi)容，提高了醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，高度調(diào)動(dòng)了年輕醫(yī)師的積極性[12]。腎盂重建機(jī)器人手術(shù)患者體位的擺放及Trocar的建立也可通過三維重建技術(shù)進(jìn)行整體的演示，便于年輕醫(yī)師對復(fù)雜腎盂重建手術(shù)的學(xué)習(xí)和理解?？傊?，采用三維可視化技術(shù)的教學(xué)方法顯著提升了實(shí)習(xí)醫(yī)生對機(jī)器人復(fù)雜腎盂重建手術(shù)的理解和術(shù)前規(guī)劃能力，取得了滿意的教學(xué)效果，值得推廣。

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