黃 勍 周 晉 王瑞剛 魏正杰 王 旭 蔣 絢

1.清華大學(xué)附屬北京清華長庚醫(yī)院 清華大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，北京 102218；2.清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心，北京 100084

結(jié)腸鏡作為一種比較成熟的介入檢查方式，通過對結(jié)直腸的直接觀察與活檢組織病理采集，可以快速、準(zhǔn)確診斷疾病。而且，內(nèi)鏡下切除結(jié)腸腺瘤及治愈早癌在結(jié)直腸癌防治方面意義重大[1-2]。然而，受限于人員及設(shè)備不足，在美國等發(fā)達國家也遠未實現(xiàn)適齡人群的結(jié)腸鏡普查，其中28%的50～75歲美國人從未接受過任何形式的結(jié)直腸癌篩查[3]。與發(fā)達國家比較，我國的結(jié)腸鏡資源更加匱乏，目前只能作為個體化篩查的手段[4]。結(jié)腸鏡操作相對復(fù)雜，由于部分大腸位置游離、走形迂曲、腹盆腔手術(shù)后粘連等因素，需要操作者左手控制操作部手柄，右手控制鏡身插入部，通過不斷地插入、牽拉、旋轉(zhuǎn)鏡身解袢來完成檢查與治療；復(fù)雜腸鏡耗時耗力，長時間的內(nèi)鏡操作會使操作者感到疲憊，出現(xiàn)肌肉、關(guān)節(jié)等不適；這些限制了結(jié)腸鏡技術(shù)的普及推廣。針對這一現(xiàn)狀，本研究以網(wǎng)絡(luò)問卷的形式進行了調(diào)研，主要內(nèi)容包括操作者對結(jié)腸鏡的操作體驗以及操作相關(guān)軀體疲勞度。

1 對象與方法

1.1 研究對象

2019 年10 月至2020 年2 月通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)問卷發(fā)放及回收，對結(jié)腸鏡操作醫(yī)師進行調(diào)查。從全國范圍內(nèi)選取符合研究條件的醫(yī)院，對其消化內(nèi)鏡醫(yī)師進行問卷調(diào)查，擬收集問卷300 份。入選標(biāo)準(zhǔn)：①北部、中部、南部不同地域，不同經(jīng)濟水平的省及直轄市共5個；②選定地域按三級醫(yī)院與下級醫(yī)院比例4∶1 選取醫(yī)院；③所有參與研究醫(yī)院均需配置全職消化內(nèi)鏡醫(yī)師及內(nèi)鏡室。排除標(biāo)準(zhǔn)：①內(nèi)鏡日均完成量＜10 例；②內(nèi)鏡醫(yī)師工作時間＜2個工作單元/周（1個工作單元為半個工作日）。共收集有效問卷328 份，男女比例為操作組1∶1。研究對象來自5個省及直轄市（北京市、陜西省、山西省、廣東省及遼寧?。┑?1 所醫(yī)院。年齡26～60歲，以31～50歲為主（84.1%）。三級醫(yī)院265 名（80.8%），中級（主治醫(yī)師）153 名（46.6%）及副高級（副主任醫(yī)師）106 名（32.3%）職稱。研究對象的結(jié)腸鏡操作經(jīng)歷＜5 年126 名（38.4%），5～＜10 年100 名（30.5%），10～20 年79 名（24.1%）。單位時間（半天）的結(jié)腸鏡操作量≤6 例94 名（28.7%），7～8 例71 名（21.6%），9～10 例51 名（15.5%），11～12 例63 名（19.2%），13～15 例30 名（9.1%），＞15 例19 名（5.8%）。

1.2 調(diào)查問卷的設(shè)計

參考國內(nèi)外文獻[5-6]設(shè)計了結(jié)腸鏡操作體驗及結(jié)腸鏡手柄改進意向的調(diào)查問卷。自填式問卷共包括48 道題目，題目類型包括單選題、多選題、填空題、排序題等，用于確定研究對象的一般情況（5 道題目），結(jié)腸鏡操作水平（5 道題目），操作體驗（11 道題目），軀體及相關(guān)部位疲勞度及損傷情況（23 道題目）及對結(jié)腸鏡結(jié)構(gòu)的改進建議（4 道題目）。在預(yù)實驗基礎(chǔ)上（15 例），對問卷條目及內(nèi)容進行了少許修改調(diào)整（Cronbach’s α=0.76），保證問卷的易讀性與結(jié)果的可信性。調(diào)查問卷均使用騰訊問卷系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)發(fā)放及收集。

2 結(jié)果

2.1 結(jié)腸鏡操作相關(guān)的軀體疲勞度調(diào)查

醫(yī)師有明顯疲勞或已形成損傷的部位，發(fā)生頻率最高的依次是左手大拇指根部71 名（21.6%），大拇指第一關(guān)節(jié)61 名（18.6%），大拇指指尖53 名（16.2%）；腰部51 名（15.6%）與左肩部42 名（12.8%）（表1）。醫(yī)師腿部疲勞度情況為左腿靜脈曲張35 名（10.7%），右腿靜脈曲張34 名（10.4%），左腿發(fā)脹發(fā)麻141 名（43.0%），右腿發(fā)脹發(fā)麻104 名（31.7%），左腳足跟痛119 名（36.3%），右腳足跟痛88 名（26.8%）。

表1 納入人群軀體疲勞程度[例（%）]

2.2 腸鏡手柄改良的必要性

調(diào)查顯示，操作者對腸鏡設(shè)計方面，最看重的前三項依次是鏡頭旋轉(zhuǎn)角度大224 名（68.3%），鏡身柔韌性好209 名（63.7%），鏡身硬度可調(diào)節(jié)184 名（56.1%）。對于目前腸鏡的結(jié)構(gòu)設(shè)計，138～202 名（42.1%～61.6%）操作者對腸鏡手柄的體量、按鈕、鎖止開關(guān)等設(shè)計不滿意。調(diào)查結(jié)果顯示，238 名（72.6%）認為腸鏡手柄需要改良，186 名（56.7%）支持開發(fā)腸鏡手柄智能助力系統(tǒng)。見表2。

表2 對目前腸鏡手柄設(shè)計的評價

3 討論

結(jié)腸鏡檢查是結(jié)直腸疾病診斷及治療的首選方式，對結(jié)直腸癌防治意義重大[7,8]。然而，即使是美國等發(fā)達國家也遠未實現(xiàn)適齡人群的結(jié)腸鏡普查[9]。我國的結(jié)腸鏡檢查需求量巨大，但結(jié)腸鏡操作技術(shù)難度高，學(xué)習(xí)周期長，專業(yè)醫(yī)師資源不足[10-12]。同時，操作手法不當(dāng)會給患者造成非常痛苦的檢查體驗，進而降低了患者的依從性[13-15]。另一方面，長期大量的結(jié)腸鏡操作，會增加操作者的軀體疲勞度。嚴(yán)重情況下可能會迫使操作者減少內(nèi)鏡工作量，甚至過早退居二線[16]。目前，國內(nèi)外尚缺乏內(nèi)鏡醫(yī)師對結(jié)腸鏡的操作體驗的相關(guān)系統(tǒng)研究，本研究針對此方面進行研究，為結(jié)腸鏡技術(shù)改進策略提供理論依據(jù)。

結(jié)腸鏡操作耗時耗力，操作者容易產(chǎn)生軀體疲勞感。操作組的手部、腰部、腿部及整體疲勞度均與非操作組有顯著差異。獨立組操作者結(jié)腸鏡操作年限更長，單位時間內(nèi)結(jié)腸鏡操作量更多，日積月累的腸鏡工作量使這些醫(yī)師更易產(chǎn)生軀體疲勞感。大腸走形迂曲、多變，結(jié)腸鏡進鏡過程中即完成解袢動作，有些患者結(jié)腸存在冗長、粘連的情況，對操作者的手部技巧及體力要求較高，因此疲勞感在所難免。同時，由于腸鏡操作中右腳控制腳踏板，左腿多為支撐腿，研究中操作者的左下肢損傷人數(shù)更多。綜上，這些結(jié)果提示研制腸鏡手柄智能助力系統(tǒng)的必要性，幫助學(xué)習(xí)者縮短學(xué)習(xí)曲線，減少操作者的疲勞感，為患者提供更好的檢查體驗[17-18]。

本研究中，42.1%～61.6%的操作者對腸鏡手柄的體量、按鈕、鎖止開關(guān)等設(shè)計不滿意，其中學(xué)習(xí)組對腸鏡手柄不滿意的人數(shù)更多。有72.6%的操作者認為腸鏡手柄需要改良，56.7%支持開發(fā)腸鏡手柄智能助力系統(tǒng)。消化內(nèi)鏡的發(fā)展至今有一百多年的歷史。先后經(jīng)歷了硬管式內(nèi)窺鏡、半軟式內(nèi)窺鏡、纖維與電子內(nèi)窺鏡等階段。近年來，人們試圖利用機器人技術(shù)與人工智能技術(shù)輔助內(nèi)窺鏡診斷及操作，降低醫(yī)師負荷[19]。如王洛偉等[20]提出了仿蚯蚓結(jié)構(gòu)的蠕動式微機器人結(jié)腸鏡系統(tǒng)。胡海燕等[21]提出了仿觸手結(jié)構(gòu)的連續(xù)型結(jié)腸鏡機器人，主要研究了結(jié)構(gòu)設(shè)計與通過性、基于力感知的柔順控制、多電機控制系統(tǒng)設(shè)計，在開發(fā)結(jié)腸鏡機器人方面進行了很好的嘗試。人工智能[22]技術(shù)在內(nèi)窺鏡圖像診斷方面已取得了很好的研究成果。Wang 等[23]在一項前瞻性研究中證明，計算機輔助識別系統(tǒng)比常規(guī)結(jié)腸鏡白光下的腺瘤漏診率更低。在輔助結(jié)腸鏡操作方面，Chen 等[24]提出了一種三維傳感器讀數(shù)實時逼近中心位置的方法，實時調(diào)整結(jié)腸鏡機器人末端形狀，以避免接觸腸壁。Rosch 等[25]提出了一種基于可滾動的面包圈的結(jié)腸鏡機器人運動方法。本研究團隊研發(fā)的腸鏡手柄智能助力系統(tǒng)旨在改善操作醫(yī)師的內(nèi)鏡操作體驗，降低內(nèi)鏡操作相關(guān)的損傷與疲勞。本系統(tǒng)目前已完成制作，正在進行專利申請。關(guān)于傳統(tǒng)腸鏡手柄與智能助力系統(tǒng)操作體驗的比較實驗，已在近期開始進行，本研究將通過實驗數(shù)據(jù)進一步證明新系統(tǒng)的優(yōu)勢。智能助力系統(tǒng)數(shù)字化的操作模式為數(shù)據(jù)采集和專家示范操作記錄留好了接口，為發(fā)展機器人系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行鋪墊。隨著機器人技術(shù)和人工智能技術(shù)與內(nèi)窺鏡技術(shù)的融合，結(jié)腸鏡技術(shù)必將迎來新的革命。

總之，結(jié)腸鏡的操作難度較大，長期操作會造成明顯的軀體疲勞感，目前的腸鏡手柄不能充分滿足內(nèi)鏡醫(yī)師操作需求，腸鏡手柄智能助力系統(tǒng)是很好的嘗試。