馬云青 丁云鵬 馬德勝 柴偉 張洪

全膝關節(jié)置換術是治療終末期膝關節(jié)疾病的重要手段，能有效恢復關節(jié)功能。膝關節(jié)置換術中軟組織不平衡、假體安放位置不良常導致患者術后疼痛，功能恢復不滿意，影響假體生存率。關節(jié)外科進修生教學的主要培訓內(nèi)容之一就是掌握初次全膝關節(jié)置換術的基本手術步驟以及針對不同畸形程度患者的術中截骨和軟組織平衡技術。然而，受手術實際參與程度的限制，傳統(tǒng)幻燈教學模式對手術操作教學具有一定的局限性。近年來，術中導航輔助技術廣泛應用于骨科臨床[1]。其中關節(jié)外科導航技術能夠做到實時了解膝關節(jié)截骨量，預先控制和調(diào)整截骨方向和角度，確定假體位置和型號，從而大幅提高手術的精準性[2]。為適應關節(jié)外科臨床教學模式的發(fā)展和改革，解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學中心將導航技術應用于關節(jié)外科進修生的教學中，取得了良好的帶教效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年3—6 月解放軍總醫(yī)院骨科學部關節(jié)外科?？七M修培訓的外院骨科醫(yī)生作為研究對象，均為男性。由于Knee3 膝關節(jié)輔助導航設備（Smith &Nephew）2021 年5 月開始在解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學中心應用，因此兩組進修生根據(jù)到院時間分為試驗組（2021 年3 月來院學習）和對照組（2021 年6 月來院學習）。由于導航系統(tǒng)輔助下全膝關節(jié)置換術的學習曲線為10～20 例[3]，中年資關節(jié)外科醫(yī)生普通擇期初次全膝關節(jié)置換的學習曲線為10 例，因此，除外兩組中主刀初次膝關節(jié)置換量大于10 例/年的進修生不參與操作考核成績統(tǒng)計（已掌握普通初次全膝關節(jié)置換基本技術），兩組進修醫(yī)生的基線資料見表1，兩組的年齡、職稱和?？剖中g基礎方面差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），可對比。

表1 兩組進修生基線數(shù)據(jù)比較

1.2 方法

對照組：采用臨床傳統(tǒng)帶教的方式，帶教醫(yī)師制作幻燈教案，以線下講課的形式，選擇常見膝關節(jié)骨關節(jié)炎病例作為典型教學病例，介紹初次全膝關節(jié)置換的基礎知識要點和手術操作要點。每周一次教學查房將學習內(nèi)容提前交給進修醫(yī)生預習，每周四上午每人每次20分鐘輪流進行特殊疾病匯報以及相關文獻回顧報告，理論授課于每周末上午進行，時間為2 課時，每周兩個手術日進修人員輪流作為第一助手參與手術，兩組進修醫(yī)生的進修時間均為3 個月。

試驗組：除臨床傳統(tǒng)帶教方式外，導航輔助技術教學4 課時，通過幻燈授課展示基于導航輔助技術的全膝關節(jié)置換手術操作步驟，包括股骨頭和踝關節(jié)中點的注冊、股骨和脛骨的注冊方法、關節(jié)間隙測試方法，常見畸形和間隙不平衡問題的處理方法等。假骨手術操作時間為6 課時，通過Knee3 導航輔助工具在假骨上進行全膝關節(jié)置換的操作，假骨由Smith &Nephew 公司提供。Knee3 導航系統(tǒng)無需提供術前影像學重建，只需在操作中標記膝關節(jié)表面重要解剖點完成注冊，調(diào)節(jié)屈伸過程中內(nèi)、外側(cè)關節(jié)間隙張力平衡（圖1），術中對膝關節(jié)假體的型號、截骨位置和角度進行現(xiàn)場規(guī)劃。操作的同時術者可以在膝關節(jié)冠狀面、矢狀位面和軸面分別檢查計算機模擬結(jié)果，恢復下肢正常力線（圖2）。術者確定后，安放可多軸向調(diào)節(jié)的截骨導板，調(diào)節(jié)截骨角度和截骨量使之與屏幕顯示的規(guī)劃匹配后，操作擺鋸在假骨上完成截骨，安裝假體試模驗證膝關節(jié)0～90°屈伸活動范圍的內(nèi)外側(cè)間隙平衡。即導航軟件可以在截骨前模擬出股骨和脛骨的截骨后狀態(tài)，能夠更好地讓進修人員了解膝關節(jié)置換術中每步的意義和可能帶來的影響，達到加深記憶的效果。

圖1 Knee3 導航輔助技術進行膝關節(jié)三維重建圖像展示及術中配準注冊標記點

圖2 導航輔助展示膝關節(jié)假體位置、截骨量、截骨角度和關節(jié)內(nèi)外側(cè)平衡情況

1.3 教學效果評價

1.3.1 學習效果評價

學習效果評價包括理論考核和在沒有導航軟件輔助下的全膝關節(jié)置換假骨技能操作考核。理論考核內(nèi)容包括初次全膝關節(jié)置換的適應證和禁忌證，膝關節(jié)假體分類、特點，膝關節(jié)置換軟組織平衡要點等每項20 分，共60 分。再由帶教醫(yī)生提問1～2 個論述性問題，占40 分，共計100 分。

實體操作的假骨仍由Smith &Nephew 公司提供，假骨均為膝關節(jié)內(nèi)翻骨關節(jié)炎模型，內(nèi)外側(cè)副韌帶張力可調(diào)節(jié)，操作前安排1 h 的時間熟悉手術操作器械。技能操作考核過程中需口述每步的操作要點和相關注意事項。統(tǒng)計兩組進修醫(yī)生技能操作考試的分值。具體分值安排；手術時間20 分，手術熟練程度20 分，假體型號選擇10 分，股骨截骨線和位置10 分，脛骨截骨線和位置10 分，間隙是否平衡10 分，口述手術步驟要點和注意事項20 分，共計100 分。

1.3.2 綜合能力自我評價和教學滿意度評價。

考核結(jié)束后，匿名填寫調(diào)查問卷。綜合能力自我評價內(nèi)容包括：學習興趣、理解能力、發(fā)現(xiàn)并解決問題能力、技術操作能力、知識掌握能力等方面，每項20 分，合計100 分，教學滿意度問卷內(nèi)容包括：課程設置、教學態(tài)度、帶教方法、知識拓展等方面，總分100 分。80分及以上為滿意，60～79 分為一般，60 分以下為不滿意。

1.4 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 19.0 統(tǒng)計學軟件分析。計量資料以（±s）表示，進行t檢驗；計數(shù)資料以n（%）表示，進行χ2檢驗或Fisher 確切概率法。P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 理論和操作教學結(jié)果

將收集到的兩組教學數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。結(jié)果顯示，試驗組的理論考核成績和操作技能考核成績均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組進修生理論和操作教學結(jié)果比較（分，±s）

表2 兩組進修生理論和操作教學結(jié)果比較（分，±s）

注：由于年手術量＞10 例可以視為掌握簡單初次全膝關節(jié)置換，因此操作考核評分只統(tǒng)計年手術量＜10 例的進修生，其中試驗組10 人，對照組12 人。

2.2 綜合能力自我評價和教學滿意度評價

對所有進修生進行調(diào)查問卷，共計發(fā)放問卷32 份，回收32 份（包含年手術量＞10 臺的進修生），回收率100%。兩組問卷進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示，有導航輔助教學的試驗組在學習興趣、理解力、發(fā)現(xiàn)及解決問題能力、技術操作和知識掌握能力的自我評價得分均優(yōu)于傳統(tǒng)教學的對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組綜合能力自我評價和教學滿意度評價比較

3 討論

外科學是一門專業(yè)性、實踐性很強的學科。骨科是外科學的其中一個分支專業(yè)，傳統(tǒng)上包括了創(chuàng)傷、關節(jié)、脊柱，以及運動醫(yī)學等亞?？?，其內(nèi)容不但包括抽象理論知識還包括實踐技能，而且每個亞專業(yè)又面對不同的疾病分類特點，以關節(jié)外科為例，其主要手術類型為初次髖、膝關節(jié)置換，手術相對規(guī)范化，手術流程相對單一，各個大型骨科臨床中心對于進修醫(yī)生的帶教模式也基本相同。因此對于骨科中的關節(jié)專科進修醫(yī)生而言，如何做到理論與實踐相結(jié)合的同時提高他們的參與熱情，帶教老師的教學管理模式就顯得非常重要[4]。

傳統(tǒng)關節(jié)外科的臨床教學模式與傳統(tǒng)的醫(yī)學教學模式相同主要分為三種：案例為基礎的學習、以問題為基礎的學習和以團隊為基礎的學習[5]。近年來更多的醫(yī)學教學傾向于將以上兩種甚至三種教學模式相結(jié)合，充分發(fā)揮各種模式的優(yōu)點，以期達到最好的臨床帶教效果[6]。同樣采用三種教學模式相結(jié)合的方式，進修學員在以案例為基礎的傳統(tǒng)幻燈授課和手術演示教學方式中發(fā)現(xiàn)問題，針對學員感興趣的問題，帶教老師會要求進修學員進一步展開相關文獻回顧，尋找解決或避免出現(xiàn)此類問題的方法。最后在每周的教學查房后組織所有同期進修學員學習。此種教學模式充分調(diào)動了學員自我學習能力，進一步鍛煉了自己的文獻檢索、幻燈制作和語言表達能力。在此基礎上，為了進一步調(diào)動進修人員的積極性，鞏固理論知識和手術中所見，筆者特別把近年來關節(jié)外科最前沿的導航輔助手術系統(tǒng)加入進修生的臨床帶教中，使進修生的自我參與動手能力進一步得到訓練。

人工全膝關節(jié)置換是關節(jié)外科中相對程序化的手術，但對手術操作的精確性和熟練度要求較高，對于缺乏實際手術操作的年輕進修生來說單純靠課堂教學和術中輔助拉鉤往往達不到真正地理解、熟練掌握截骨位置和角度，和體會器械操作感覺的目的。國內(nèi)關節(jié)外科理論教學通常仍由帶教醫(yī)生作為主導，基于幻燈教學和術中講解為主要模式。手術操作方面，由于培養(yǎng)外科醫(yī)生的傳統(tǒng)流程是在尸體上進行的[7]。這種培訓法需要的條件特殊，費用昂貴，有時難以建立，并且有使培訓和受訓人員感染的風險[8]。進修醫(yī)生只能借助枯燥的文字資料和二維圖片進行學習，長期在手術室跟臺，才能深入了解手術過程，3D 打印輔助教學雖然具有直觀性，但存在進修生主動參與積極性較低、理論知識掌握較多但實際動手能力不高等問題[9-10]。近年來，越來越多的證據(jù)支持導航輔助和虛擬現(xiàn)實技術在骨科醫(yī)師培訓中的應用[11-13]。

隨著術中導航技術的高速發(fā)展，手術室外通過假骨操作輔助導航屏幕或機器臂可以復制出手術操作過程中絕大多數(shù)的感覺，并驗證操作的準確性，甚至對同一個手術步驟進行重復操作和驗證[14]。這種模擬操作理論上提供了無限的練習機會，減少了潛在風險，同時允許對每一步操作進行持續(xù)評估。這種術前培訓模式加強了進修學員對于手術操作的理解，通過對術中注冊步驟的實時控制加深了進修學員對膝關節(jié)置換重要解剖標志參考點（線）的辨別，內(nèi)外側(cè)間隙平衡的檢測更能深化學生對膝關節(jié)是軟組織平衡手術的根本原理的掌握，這些無疑提升了關節(jié)外科的教學效果，推動了臨床教學的改革創(chuàng)新[15]。導航輔助技術也可以在處理關節(jié)置換術中學習曲線長和技術要求較高的步驟方面發(fā)揮重要作用?？梢詫⒁粋€手術過程分割成可以完成的、較小的任務，并驗證學習曲線。因此，可以培訓單純某一操作的熟練程度，如脛骨近端水平截骨準確性，只有這樣才能使沒有經(jīng)驗的醫(yī)生逐步取得進展。研究表明，采用數(shù)字化技術能夠幫助學員理解各類手術的術前計劃、手術過程和術后預測，更能加深學生對復雜解剖結(jié)構(gòu)的學習和掌握[16]。在本研究中，導航輔助手術試驗組學生在操作能力方面數(shù)據(jù)優(yōu)于對照組，充分說明了其具有明顯的教學優(yōu)勢。

傳統(tǒng)臨床教學模式中，進修生診療思維、動手操作能力和臨床能力培養(yǎng)具有一定的局限性[17]。導航輔助技術應用到教學實踐，可以增強進修生主動參與的積極性。進修生自己進行全膝關節(jié)置換術前的手術規(guī)劃、術中導航以及術后評估的臨床教學，充分發(fā)揮了學員的主動性，著力培養(yǎng)了術中的應對思維能力而不是簡單地死記硬背手術步驟。從本研究的調(diào)查問卷結(jié)果來看，導航輔助技術發(fā)揮了積極作用，能有效激發(fā)進修生的學習興趣，提高操作熟練度以及進修生教學的滿意度。導航輔助技術縮短了理論知識與臨床操作之間的距離。機器人輔助技術的出現(xiàn)為關節(jié)外科臨床教學帶來了新模式。

綜上所述，導航輔助技術作為一種新的關節(jié)外科教學輔助模式，在進修生教學過程中為滿足醫(yī)學繼續(xù)教育的需求提供了一種新的手段，特別是關節(jié)外科機器人操作培訓在國內(nèi)尚未普及，僅有的骨科機器人參與培訓的醫(yī)生多為脊柱外科和創(chuàng)傷骨科[18]，因此，這能大大激發(fā)關節(jié)外科進修學員主動學習課程的興趣和積極性，增加教學內(nèi)容的互動性、可視性和操作性，有助于加強臨床技能操作培養(yǎng)，提高臨床實踐能力。