馬建軍，焦點(diǎn)，劉志偉，武濤，馬善金

進(jìn)入21世紀(jì)后，國際互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式也隨之改變，不僅出現(xiàn)了“阿里巴巴”式的線上交易平臺(tái)，教育方式也趨向于線上與線下共存。不同于其他的學(xué)科，外科醫(yī)學(xué)教育注重言傳身教，講究面對(duì)面地傳授理論知識(shí)和臨床技能。2020年新冠疫情突襲全球，限制了人與人之間的聚集和交流，關(guān)于線上教學(xué)結(jié)合與臨床醫(yī)學(xué)特色的探索相繼出現(xiàn)，如浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院的線上教學(xué)查房模式［1］、北京大學(xué)第三醫(yī)院的線上超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)［2］以及PBL模式［3］等。不過受制于線上模式的固有局限性，線上教學(xué)無法實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)生與病人現(xiàn)實(shí)接觸，學(xué)員無法進(jìn)行體格檢查、實(shí)踐操作等臨床技能，限制了外科醫(yī)學(xué)生的發(fā)展。因此如何使外科醫(yī)生的成長同互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展相適應(yīng)，讓外科醫(yī)生合理利用互聯(lián)網(wǎng)突破個(gè)人瓶頸，快速進(jìn)入臨床工作成為臨床醫(yī)學(xué)教育熱點(diǎn)。伴隨著人機(jī)交互模式概念的提出，混合現(xiàn)實(shí)（mixed reality，MR）在臨床中的應(yīng)用前景逐步擴(kuò)大，在骨科教學(xué)模式的應(yīng)用［4-5］、耳鼻喉科術(shù)前規(guī)劃［6］、肝膽外科教學(xué)［7］及脊柱外科教學(xué)的探討［8］等方面取得一定的成果。不同于其他外科手術(shù)，泌尿外科有相當(dāng)比例的腔道手術(shù)，加之盆腔解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、術(shù)野小，學(xué)生學(xué)習(xí)過程困難多，使得其教學(xué)難度相對(duì)較高。探索如何利用MR輔助教學(xué)泌尿外科手術(shù)成為值得思考的嶄新問題。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2021年3—12月在空軍軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院泌尿外科輪轉(zhuǎn)規(guī)培的外科專碩研究生共60人，隨機(jī)數(shù)字表法平均分配至傳統(tǒng)教學(xué)組和MR教學(xué)組中，每組30人。傳統(tǒng)教學(xué)組年齡（24.2±1.2）歲，范圍為22～28歲，男性26人，女性4人。MR教學(xué)組年齡（24.0±1.4）歲，范圍為23～28歲，男性25人，女性5人。兩組學(xué)生性別（χ2=0.13，P=0.717）、年齡（t=1.96，P=0.552）差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可對(duì)比。

1.2 研究方法 （1）教學(xué)要求外科專碩研究生在住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)過程中，需要在泌尿外科學(xué)習(xí)1～3個(gè)月，本次納入的研究對(duì)象，均于泌尿外科規(guī)培2個(gè)月。傳統(tǒng)教學(xué)組采用觀看手術(shù)視頻、解剖圖譜及臨床近距離觀摩方式，一對(duì)一教學(xué)，考慮到手術(shù)安全和醫(yī)患問題，手術(shù)過程中一般不讓學(xué)生直接擔(dān)任術(shù)者。（2）利用MR技術(shù)將典型手術(shù)病例的CT/MRI、超聲及手術(shù)視頻整合，創(chuàng)建全息影像學(xué)。制作膀胱腫瘤、前列腺增生、輸尿管結(jié)石、腎癌及前列腺癌的三維解剖模型，將模型上傳到云端平臺(tái)。MR教學(xué)組使用Microsoft公司的HoloLens全息眼鏡觀看模型，由帶教老師講述解剖注意事項(xiàng)，并演示手術(shù)路徑及操作要點(diǎn)。講解過程中學(xué)生可以針對(duì)模型自行模擬，實(shí)現(xiàn)放大、縮小、旋轉(zhuǎn)與相對(duì)自由的分層等，也可自由調(diào)出病人放射影像學(xué)圖像、模型與影像交互學(xué)習(xí)加深知識(shí)點(diǎn)印象。（3）評(píng)估方法：分為理論考試和實(shí)操技能考核兩部分，兩部分的總分均為100分。既往5年泌尿外科采用的教學(xué)方式為傳統(tǒng)教學(xué)模式，考慮到對(duì)照的準(zhǔn)確性，兩教學(xué)組考核成績與前5年專碩規(guī)培生（115人）出科考核成績的平均成績兩兩交叉互比?？己私Y(jié)束后利用調(diào)查問卷師生雙向評(píng)估教學(xué)質(zhì)量，包括學(xué)生對(duì)課程的接受和滿意度調(diào)查以及老師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力評(píng)價(jià)兩部分。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0軟件分析。數(shù)據(jù)分析前統(tǒng)一行正態(tài)性檢驗(yàn)，連續(xù)變量用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，以表示；分類變量用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法，用人（%）表示。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)有意義。

2 結(jié)果

2.1 學(xué)生成績與前5年平均考核成績對(duì)比 MR教學(xué)組與傳統(tǒng)教學(xué)組理論考核的總成績分別為（84.72±8.93）分、（75.63±7.65）分（t=4.23，P＜0.001）。MR教學(xué)組80分及以上的人數(shù)所占的比例高達(dá)83.3%，明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)組和往年考核成績的比例（χ2=6.24，P=0.012；χ2=9.52，P=0.002）。MR教學(xué)組的所有學(xué)生成績均超過了60分，傳統(tǒng)教學(xué)組各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)與往年考核結(jié)果相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。MR教學(xué)組、傳統(tǒng)教學(xué)組與往年成績實(shí)踐考核的總成績分別為（80.13±6.87）分和（78.58±6.54）分，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.89，P=0.374）。與傳統(tǒng)教學(xué)組及往年考核成績相比，MR教學(xué)組實(shí)操技能考核成績差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表1 各組泌尿外科輪轉(zhuǎn)規(guī)培的外科專碩研究生理論考核成績對(duì)比/人（%）

表2 各組泌尿外科輪轉(zhuǎn)規(guī)培的外科專碩研究生實(shí)踐考核成績對(duì)比/人（%）

2.2 教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果 教學(xué)成果評(píng)價(jià)通過問卷調(diào)查進(jìn)行，包括學(xué)生評(píng)價(jià)（教學(xué)模式滿意程度、教學(xué)模式壓力、啟發(fā)臨床思維）和教師評(píng)價(jià)（學(xué)生掌握知識(shí)、融會(huì)貫通程度）共2個(gè)方面5個(gè)維度。相較于傳統(tǒng)教學(xué)組的學(xué)生，MR教學(xué)組的學(xué)生更易啟發(fā)臨床思維、學(xué)習(xí)壓力更小，而且掌握知識(shí)更輕松（P＜0.05）；不過兩組之間在教學(xué)滿意程度、知識(shí)融會(huì)貫通方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表3。

表3 泌尿外科各教學(xué)組對(duì)教學(xué)模式評(píng)價(jià)結(jié)果/人

3 討論

目前在泌尿外科的教學(xué)過程中，尚未有權(quán)威的教學(xué)模式可以有效將實(shí)踐操作與理論知識(shí)相結(jié)合。泌尿外科手術(shù)微創(chuàng)化普及程度高，如傳統(tǒng)的大手術(shù)前列腺癌根治、全膀胱切除術(shù)等，手術(shù)術(shù)野小，對(duì)術(shù)者解剖知識(shí)和手術(shù)操作水平要求高，使得醫(yī)生的學(xué)習(xí)周期長［9］。諸多現(xiàn)實(shí)的缺陷導(dǎo)致醫(yī)學(xué)生培養(yǎng)效果不佳，據(jù)統(tǒng)計(jì)1名泌尿外科主治醫(yī)師成長為獨(dú)立的主刀醫(yī)師一般需要至少10年的時(shí)間。如何降低培養(yǎng)醫(yī)生的時(shí)間和教育成本，是需要解決的問題。

MR是在虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上更全面的模擬技術(shù)，可自然地將真實(shí)場景和虛擬場景融合在一起，其突出特點(diǎn)是現(xiàn)實(shí)感更加強(qiáng)烈，人機(jī)互動(dòng)的效果及真實(shí)性更強(qiáng)，讓人難以區(qū)分現(xiàn)實(shí)和虛擬世界，適用于醫(yī)療搶救模擬訓(xùn)練及培訓(xùn)外科醫(yī)生臨床技能等方面［10］。通過交叉圖形學(xué)、仿真技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)，MR可以構(gòu)建出虛擬的三維模型，在此基礎(chǔ)上學(xué)生們通過手勢(shì)旋轉(zhuǎn)、語音命令等方式將模型放大、縮小，挑選不懂的部分單獨(dú)講解，以現(xiàn)場演繹的方式模擬生化反應(yīng)、人體活體情況下的解剖細(xì)節(jié)，獲得情景記憶，利于抽象性知識(shí)的理解和吸收，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，可有效解決傳統(tǒng)教學(xué)難以獲取解剖標(biāo)本的難題，緩解時(shí)間和場地的限制［11］。在MR教學(xué)系統(tǒng)中，授課老師和學(xué)生可以自由穿梭于虛擬和現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間，利用不同類型的手術(shù)模型模擬手術(shù)、實(shí)踐操作等技能訓(xùn)練，為住院醫(yī)師培訓(xùn)教學(xué)提供了一種高效、立體的全新模式。

外科手術(shù)最大的困難之一是精準(zhǔn)定位手術(shù)部位，MR系統(tǒng)可以抵消傳統(tǒng)影像和超聲受脂肪等的影響［12］，動(dòng)態(tài)三維顯示術(shù)中的情況，其誤差目前僅有亞毫米級(jí)［13］。一些風(fēng)險(xiǎn)程度相對(duì)較高的手術(shù)，受訓(xùn)醫(yī)生在手術(shù)前可以通過反復(fù)觀摩病變部位的特點(diǎn)，根據(jù)反饋的結(jié)果及時(shí)調(diào)整自己的不足，最大限度模擬真實(shí)的病人操作，便于形成肌肉記憶［14］。研究發(fā)現(xiàn)將MR與手術(shù)規(guī)劃聯(lián)系起來，即可達(dá)到同虛擬手術(shù)規(guī)劃一致的效果，證實(shí)MR可以明顯降低手術(shù)難度，減少術(shù)中出血和術(shù)后并發(fā)癥［15］。研究發(fā)現(xiàn)，醫(yī)生通過MR系統(tǒng)練習(xí)得到的經(jīng)驗(yàn)，可以在臨床實(shí)踐中直接予以應(yīng)用，顯著縮短年輕外科醫(yī)生學(xué)習(xí)手術(shù)的時(shí)間曲線［16］。綜上，MR技術(shù)與手術(shù)模型的結(jié)合，可降低青年醫(yī)生對(duì)于臨床的經(jīng)驗(yàn)依賴［17］。

本研究通過教學(xué)后考核及學(xué)生與老師對(duì)課堂的感受，綜合對(duì)比評(píng)估MR教學(xué)模式和傳統(tǒng)教學(xué)模式在泌尿外科教學(xué)中的優(yōu)劣。通過理論考核，我們發(fā)現(xiàn)MR組的總成績明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，并且MR教學(xué)組80分及以上的人數(shù)多于傳統(tǒng)教學(xué)組。從數(shù)據(jù)表現(xiàn)來看，MR教學(xué)組學(xué)生更易理解泌尿系統(tǒng)疾病的診治要點(diǎn)，可以得出MR培養(yǎng)學(xué)員空間解剖結(jié)構(gòu)是有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的，從而利于醫(yī)生的快速進(jìn)階。實(shí)踐考核的結(jié)果表明兩組學(xué)生差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能的原因是外科手術(shù)，尤其是泌尿外科手術(shù)的操作過程還需要學(xué)生自己感悟手術(shù)不同階段的力度和角度，2個(gè)月的學(xué)習(xí)周期過于倉促，雖然MR可以模擬全息影像，卻不能代替真實(shí)操作的過程［18］。從教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果來看，MR教學(xué)組的學(xué)生學(xué)習(xí)壓力小，學(xué)習(xí)氛圍輕松，對(duì)教學(xué)模式更滿意，利于學(xué)生在低焦慮狀態(tài)下獲得更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)［19］，雖然兩種模式學(xué)生反饋知識(shí)融會(huì)貫通沒有明顯差別，但綜合考慮考核成績來看，MR模式優(yōu)勢(shì)更加突出。

從本研究來看MR的優(yōu)勢(shì)突出，不過一些技術(shù)難點(diǎn)仍需要克服。MR圖像識(shí)別技術(shù)尚不穩(wěn)定，手術(shù)時(shí)往往更新延遲，需要醫(yī)生在操作過程中不斷的調(diào)整視角，極其考驗(yàn)醫(yī)生的水平，甚至?xí)?dǎo)致醫(yī)生出現(xiàn)“暈機(jī)”等現(xiàn)象；目前用以臨床的技術(shù)設(shè)備精度要求高，建模強(qiáng)調(diào)真實(shí)性，相關(guān)核算研究少；本研究初步證明了MR在泌尿外科教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)，但因樣本量較少，部分偏倚無法避免。未來需要多團(tuán)隊(duì)合作，進(jìn)一步完善相關(guān)技術(shù)，增加手術(shù)及教學(xué)中的多樣化模型的建立，增加相關(guān)研究的樣本量。

本研究發(fā)現(xiàn)，MR技術(shù)在泌尿外科教學(xué)中有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可增強(qiáng)醫(yī)生的臨床思維和外科技術(shù)學(xué)習(xí)能力。