Analysis of learning curve of Ebinghaus forgetting curve applied to operation skill training of nursing personnel in operating room

KeywordsEbbinghaus；forgetting curve;Leonardo Da Vinci robot;operation skill;learning curve

摘要 目的：探討基于艾賓浩斯遺忘曲線原理在手術(shù)室護(hù)士學(xué)習(xí)并掌握達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)操作中的應(yīng)用效果。方法：選取2020年1月—2021年6月某三級甲等醫(yī)院手術(shù)室參與達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)的護(hù)理人員40名，使用在線隨機(jī)發(fā)生器隨機(jī)分為試驗(yàn)組與對照組，各20名。試驗(yàn)組基于艾賓浩斯遺忘曲線原理進(jìn)行教學(xué)方案設(shè)計(jì)，并繪制學(xué)習(xí)曲線。對照組按照傳統(tǒng)模式進(jìn)行教學(xué)后自行練習(xí)，并繪制學(xué)習(xí)曲線。兩組均采用達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)配合考核表進(jìn)行考核。結(jié)果：試驗(yàn)組理論考核成績優(yōu)于對照組（P＜0.05）。試驗(yàn)組達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)操作中單支無菌器械臂罩裝置時間、參數(shù)設(shè)置時間、人機(jī)對接次數(shù)、術(shù)后系統(tǒng)處理時間4項(xiàng)指標(biāo)的學(xué)習(xí)曲線，進(jìn)入熟練掌握期操作次數(shù)均短于對照組。結(jié)論：將艾賓浩斯遺忘曲線原理融入到達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的操作教學(xué)中，可有效縮短被培訓(xùn)人員的學(xué)習(xí)曲線，并能提高其理論知識掌握程度。

關(guān)鍵詞 艾賓浩斯；遺忘曲線；達(dá)芬奇機(jī)器人；操作技能；學(xué)習(xí)曲線

doi：10.12102/j.issn.2095-8668.2024.07.022

達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)作為人工智能領(lǐng)域與現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)結(jié)合發(fā)展的新生代設(shè)備，憑借其三維立體高分辨率、高達(dá)720°的可轉(zhuǎn)腕手術(shù)器械以及無延遲的同步操控技術(shù)等優(yōu)勢，在手術(shù)方面具有精確度更高、操作更加靈活、適用范圍更廣等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于多種外科領(lǐng)域［1］。而隨著國內(nèi)各所醫(yī)療機(jī)構(gòu)的不斷引入，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)的開展量也在飛速地增加。因此，對于配合該類手術(shù)的手術(shù)室?？谱o(hù)士的需求量也隨之增加。達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的操作作為?？谱o(hù)士所必須學(xué)習(xí)掌握的內(nèi)容，具有涉及學(xué)科廣、個性化需求多、操作量大、易遺忘等特點(diǎn)。達(dá)芬奇機(jī)器人廠商和國內(nèi)定點(diǎn)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)所提供的培訓(xùn)內(nèi)容較多集中于達(dá)芬奇機(jī)器人操作理論、單病種手術(shù)?？凭毩?xí)、常見錯誤排查等［2］。需要對配合達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)的護(hù)士進(jìn)行臨床再培訓(xùn)，才能減少臨床操作知識盲點(diǎn)，培訓(xùn)出合格的臨床達(dá)芬奇機(jī)器人?？谱o(hù)士［3］。學(xué)習(xí)過程中最大的障礙在于遺忘，遺忘是指不能或錯誤地再認(rèn)或回憶識記的內(nèi)容［4］。德國心理學(xué)家艾賓浩斯（Ebbinghaus）證實(shí)，遺忘存在一定的規(guī)律曲線即艾賓浩斯遺忘曲線，間隔1 d的遺忘率最高，2～31 d遺忘率穩(wěn)定在72%～79%［5］。學(xué)習(xí)曲線是指在對于一項(xiàng)新生事物不斷學(xué)習(xí)中，逐漸熟練掌握該新生事物相關(guān)操作的過程［6］。本研究結(jié)合艾賓浩斯遺忘曲線原理進(jìn)行教學(xué)方案的設(shè)計(jì)，制定出符合遺忘規(guī)律的操作技能培訓(xùn)方案，并通過繪制研究對象的學(xué)習(xí)曲線，對整個學(xué)習(xí)過程可實(shí)現(xiàn)針對性指導(dǎo)，對于臨床教學(xué)具有一定的實(shí)際意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2020年1月—2021年6月某三級甲等醫(yī)院手術(shù)室參與達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)的護(hù)理人員40名，使用在線隨機(jī)發(fā)生器隨機(jī)分為試驗(yàn)組和對照組，各20名。納入標(biāo)準(zhǔn)：1）獨(dú)立配合各?？崎_放手術(shù)；2）獨(dú)立配合各?？魄荤R手術(shù)；3）從未接觸過達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：1）未完成教學(xué)；2）因各種原因退出研究者。兩組護(hù)理人員在性別、年齡、學(xué)歷等一般資料方面比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。

1.2 方法

1.2.1 對照組

采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行培訓(xùn)，由科室制定的專業(yè)組長及帶教人員擔(dān)任培訓(xùn)員，采用一對一帶教，連續(xù)帶教7 d（培訓(xùn)次數(shù)為每日1次）后，被帶教人員通過科室制定的達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)配合資質(zhì)考核后獨(dú)立操作，記錄其15臺手術(shù)的操作數(shù)據(jù)，繪制學(xué)習(xí)曲線。

1.2.2 試驗(yàn)組

根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線的規(guī)律，剛剛記憶完畢的記憶量為100.0%，20 min后的記憶量為58.2%，1 h后的記憶量為44.2%，8～9 h的記憶量為35.8%，1 d后的記憶量為33.7%，2 d后的記憶量為27.8%，15 d后的記憶量為21.0%。結(jié)合達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)操作技能內(nèi)容設(shè)計(jì)培訓(xùn)程序卡（見表2），并根據(jù)規(guī)律確定培訓(xùn)的時間及相應(yīng)的內(nèi)容。試驗(yàn)組培訓(xùn)周期嚴(yán)格按照艾賓浩斯遺忘曲線進(jìn)行，第2次培訓(xùn)內(nèi)容是在結(jié)束第1次培訓(xùn)后20 min后進(jìn)行，第3次培訓(xùn)是在第2次培訓(xùn)結(jié)束后1 h進(jìn)行，第4次培訓(xùn)由于時間間隔的原因，按照8～9 h的計(jì)劃時間，安排在當(dāng)日工作時間最后階段進(jìn)行，后續(xù)培訓(xùn)計(jì)劃嚴(yán)格按照艾賓浩斯遺忘曲線進(jìn)行。試驗(yàn)組第1次和第2次培訓(xùn)的培訓(xùn)內(nèi)容與對照組一樣，培訓(xùn)內(nèi)容包括培訓(xùn)程序卡全部內(nèi)容，第3次培訓(xùn)內(nèi)容以項(xiàng)目1～3為主，第4次培訓(xùn)內(nèi)容以項(xiàng)目4～6為主，第5次培訓(xùn)項(xiàng)目以項(xiàng)目7和8為主，循環(huán)往復(fù)，每次培訓(xùn)突出相應(yīng)重點(diǎn)，在培訓(xùn)之前評價上次培訓(xùn)的結(jié)果。對于被培訓(xùn)人員掌握程度較差的項(xiàng)目，由培訓(xùn)人員進(jìn)行講解并提出合適的解決方法。根據(jù)被培訓(xùn)人員每次培訓(xùn)中易發(fā)生錯誤的內(nèi)容，在突出本次培訓(xùn)重點(diǎn)的同時，強(qiáng)化培訓(xùn)上次培訓(xùn)中易發(fā)生的錯誤。培訓(xùn)次數(shù)與對照組一致，同樣為7次。培訓(xùn)結(jié)束后，被培訓(xùn)人員通過科室制定的達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)配合資質(zhì)考核后，獨(dú)立配合手術(shù)，記錄其15臺手術(shù)的操作數(shù)據(jù)，繪制學(xué)習(xí)曲線。

1.3 評價指標(biāo)

1.3.1 理論成績

兩組護(hù)理人員培訓(xùn)結(jié)束后，采用科室設(shè)計(jì)的達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)配合資質(zhì)考核表進(jìn)行理論成績考核。考核內(nèi)容根據(jù)臨床手術(shù)中實(shí)際操作歸類并分別賦予相應(yīng)分值，包括：機(jī)械臂擺放（20分）；器械的識別及作用（10分）；機(jī)器人用物的識別（10分）；器械及鏡頭裝機(jī)（10分）；機(jī)器人系統(tǒng)連接及開、關(guān)機(jī)方法和注意事項(xiàng)（10分）；床旁機(jī)械臂系統(tǒng)與手術(shù)床位置擺放（10分）；識別機(jī)械臂指示燈的含義及手術(shù)過程中出現(xiàn)緊急情況的檢查順序（20分）；正確處理所有術(shù)后用物（10分），共8項(xiàng)，滿分為100分。

1.3.2 單支無菌器械臂罩裝置時間、參數(shù)設(shè)置時間、人機(jī)對接次數(shù)、術(shù)后系統(tǒng)處理時間

收集兩組護(hù)理人員的單支無菌器械臂罩裝置時間（δ1）、參數(shù)設(shè)置時間（δ2）、人機(jī)對接次數(shù)（δ3）、術(shù)后系統(tǒng)處理時間（δ4），采用累積和分析法（CUSUM）繪制兩組護(hù)理人員在獨(dú)立配合手術(shù)時15臺手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線。CUSUM最早應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)以評價勞動工人的生產(chǎn)技能，后逐漸被用于醫(yī)學(xué)專業(yè)臨床技術(shù)等方面關(guān)于學(xué)習(xí)曲線等研究［7］，其評價指標(biāo)計(jì)算公式為δ＝Xi－Ｘ0，其中δ為操作水平的量化值，Ｘ0為評價指標(biāo)所設(shè)目標(biāo)值的失敗率。當(dāng)初學(xué)者評價指標(biāo)達(dá)到目標(biāo)值時Xi＝0，若未達(dá)到所設(shè)目標(biāo)值則Xi＝１。依照CUSUM計(jì)算公式∑i=δ1+δ2+δ3+δ4。繪制學(xué)習(xí)曲線，橫坐標(biāo)（X）為手術(shù)例數(shù)，縱坐標(biāo)（Y）為∑i（依次累加值），首例病例的CUSUM值是4項(xiàng)量化指標(biāo)的和；第2例的CUSUM 值是第2例的4項(xiàng)量化指標(biāo)的和，再加上第1例的CUSUM值，以此類推至第15例［8-9］。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，符合正態(tài)分布的定量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s） 表示，行t檢驗(yàn)。應(yīng)用SPSS 21.0軟件曲線擬合方法刻畫X軸與Y軸的曲線關(guān)系，其中橫坐標(biāo)（X）為手術(shù)配合例數(shù)，縱坐標(biāo)（Y）為累積和值∑i。擬合模型檢驗(yàn)以P值判斷，P＜0.05曲線擬合成功。以系數(shù)R2判斷擬合優(yōu)度，R2越接近于1，曲線擬合優(yōu)度越高，R2最高的模型，即為最佳擬合模型。根據(jù)學(xué)習(xí)曲線函數(shù)公式計(jì)算學(xué)習(xí)曲線斜率K，當(dāng)K值在逐漸減小至負(fù)值時，其所對應(yīng)的手術(shù)例數(shù)即為掌握該項(xiàng)技能所需要的最小手術(shù)例數(shù)［10］。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 理論成績（見表3）

2.2 學(xué)習(xí)曲線

試驗(yàn)組學(xué)習(xí)曲線函數(shù)為Y=-10.34+13.09X-1.55X2+0.05X3，函數(shù)決定系數(shù)R2=0.983;對照組學(xué)習(xí)曲線函數(shù)為Y=-0.59+4.40X-0.97X2-0.01X3，函數(shù)R2=0.968。通過分析學(xué)習(xí)曲線，對照組與試驗(yàn)組學(xué)習(xí)曲線累積和值斜率開始變?yōu)樨?fù)值時對應(yīng)的操作次數(shù)分別為7次和11次，兩組護(hù)理人員學(xué)習(xí)曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，試驗(yàn)組人員在4項(xiàng)評價指標(biāo)的學(xué)習(xí)曲線進(jìn)入熟練掌握期的時間均短于對照組，見圖1～圖5。

3 討論

3.1 達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)操作技能規(guī)范化培訓(xùn)的必要性

隨著國內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人的迅速引進(jìn)，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)開展呈大幅度增長趨勢，因此對于配合相應(yīng)手術(shù)的護(hù)理人員的需求量也迅速增長。達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)設(shè)備組成復(fù)雜、技術(shù)操作指標(biāo)多、涉及學(xué)科廣泛，對于初學(xué)者來說，短時間內(nèi)接受大量的知識，其掌握的程度不牢固，同時在培訓(xùn)接受后短時間內(nèi)未獨(dú)立操作，不能將學(xué)到的理論知識熟練掌握并轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作能力。因此，手術(shù)護(hù)理人員需要通過規(guī)范化的?？谱o(hù)理培訓(xùn)才能為病人提供高效的護(hù)理服務(wù)，使病人達(dá)到更佳的術(shù)后恢復(fù)效果［11］。本研究基于艾賓浩斯遺忘曲線設(shè)計(jì)教學(xué)培訓(xùn)內(nèi)容，根據(jù)遺忘曲線的規(guī)律制定培訓(xùn)的時間節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)需掌握的內(nèi)容，將學(xué)習(xí)重點(diǎn)和學(xué)習(xí)細(xì)節(jié)有效結(jié)合進(jìn)行培訓(xùn)，根據(jù)時間節(jié)點(diǎn)匹配培訓(xùn)內(nèi)容，將全部培訓(xùn)內(nèi)容按階段有序進(jìn)行。被培訓(xùn)人員在易于掌握培訓(xùn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)對培訓(xùn)重點(diǎn)和目標(biāo)的深度理解。同時，采用在培訓(xùn)之前強(qiáng)化上次培訓(xùn)重點(diǎn)的模式，可將已經(jīng)掌握的知識進(jìn)行印象加深。

3.2 艾賓浩斯遺忘曲線在達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)操作技能培訓(xùn)中的應(yīng)用

結(jié)果顯示，試驗(yàn)組經(jīng)過基于艾賓浩斯遺忘曲線設(shè)計(jì)的教學(xué)培訓(xùn)后，對于達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)操作技能相關(guān)的理論水平明顯高于對照組。對照組人員雖然培訓(xùn)次數(shù)等同于試驗(yàn)組，但其在培訓(xùn)結(jié)束后存在短時間內(nèi)未獨(dú)立實(shí)際操作、操作重點(diǎn)內(nèi)容未強(qiáng)化練習(xí)、操作細(xì)節(jié)遺忘等情況，符合艾賓浩斯遺忘曲線所呈現(xiàn)出來的先快后慢規(guī)律［12］，因此，在操作技能考核的8項(xiàng)內(nèi)容中，對照組得分明顯低于試驗(yàn)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。高峰等［8-10，13］已經(jīng)證明在臨床手術(shù)領(lǐng)域中短時間內(nèi)提高操作的頻數(shù)、縮短操作的間隔時間能夠明顯幫助初學(xué)者記憶和熟悉操作流程，掌握操作的重點(diǎn)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)的理解，協(xié)助初學(xué)者迅速進(jìn)入熟練掌握的狀態(tài)。這也佐證了本研究采用的方法有正確的科學(xué)意義，針對操作復(fù)雜的達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，基于艾賓浩斯遺忘曲線設(shè)計(jì)教學(xué)培訓(xùn)可幫助初學(xué)者迅速度過學(xué)習(xí)曲線，提前進(jìn)入熟練掌握階段。同時根據(jù)遺忘曲線的規(guī)律，適時地對機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行合理的鞏固和重復(fù)，能夠使記憶保持得更長久、更完整［14］，鞏固和重復(fù)的同時將容易培訓(xùn)中易發(fā)生錯誤的內(nèi)容進(jìn)行有目標(biāo)的強(qiáng)化，更利于將未完全掌握的知識進(jìn)一步提高和確認(rèn)。

3.3 基于艾賓浩斯遺忘曲線原理對學(xué)習(xí)曲線相關(guān)研究的探討

艾賓浩斯遺忘曲線自提出以來，廣泛應(yīng)用于教育行業(yè)等，針對護(hù)理方面技能的培訓(xùn)少有研究。嚴(yán)加潔等［15］將其引入針對病人的糖尿病健康教育等方面，楊京晶等［5］采用該曲線針對護(hù)理人員進(jìn)行相關(guān)技能的培訓(xùn)，均取得了良好的效果，證明采用艾賓浩斯遺忘曲線原理對人員進(jìn)行技能相關(guān)培訓(xùn)是有一定的優(yōu)勢。在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，學(xué)習(xí)曲線的研究方法已廣泛應(yīng)用于某一類技術(shù)或者手術(shù)的學(xué)習(xí)過程研究，在護(hù)理領(lǐng)域的相關(guān)研究則處于剛剛起步的階段。姚軼超等［16］證明在手術(shù)護(hù)理相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)，應(yīng)用學(xué)習(xí)曲線的方法也可以將某項(xiàng)護(hù)理技術(shù)的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)化研究。本研究基于艾賓浩斯遺忘曲線的原理，制定培訓(xùn)目標(biāo)和計(jì)劃，將達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)操作技能的培訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化。同時基于學(xué)習(xí)曲線的評價方法，收集培訓(xùn)結(jié)束后獨(dú)立配合手術(shù)時的相應(yīng)數(shù)據(jù)，繪制單支無菌器械臂罩裝置時間、參數(shù)設(shè)置時間、人機(jī)對接次數(shù)、術(shù)后系統(tǒng)處理時間4條學(xué)習(xí)曲線。圖2～圖5顯示，4項(xiàng)評價指標(biāo)隨著配合次數(shù)的增加而逐漸降低，并且在一定次數(shù)之后，該項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)入相對穩(wěn)定階段即熟練掌握期。同時，通過比較學(xué)習(xí)曲線，試驗(yàn)組進(jìn)入熟練掌握期的次數(shù)少于對照組，說明兩組護(hù)理人員雖經(jīng)過同樣的培訓(xùn)次數(shù)，但試驗(yàn)組對于培訓(xùn)內(nèi)容的接受、理解及實(shí)際應(yīng)用的效果要優(yōu)于對照組，基于艾賓浩斯遺忘曲線原理設(shè)計(jì)操作技能培訓(xùn)可以使被培訓(xùn)人員更快、更高效地掌握培訓(xùn)內(nèi)容。

4 小結(jié)

本研究通過基于艾賓浩斯遺忘曲線設(shè)計(jì)教學(xué)培訓(xùn)計(jì)劃，將培訓(xùn)重點(diǎn)和培訓(xùn)細(xì)節(jié)有效結(jié)合進(jìn)行，根據(jù)時間節(jié)點(diǎn)匹配培訓(xùn)內(nèi)容，將全部培訓(xùn)內(nèi)容按階段進(jìn)行有序進(jìn)行，高效地培訓(xùn)出具有合格手術(shù)配合能力的護(hù)士的同時為手術(shù)室制定新的培訓(xùn)模式提供參考。同時，本研究可擴(kuò)大適用范圍，將該模式應(yīng)用于具有相似類型的人員培訓(xùn)中。本研究不足之處在于，此次教學(xué)培訓(xùn)計(jì)劃僅適用于當(dāng)前的手術(shù)機(jī)器人，時代在不斷發(fā)展，隨著更多高科技的手段出現(xiàn)，必須與時俱進(jìn)，進(jìn)一步更新和探索。同時，本研究所包含的樣本量較小，僅針對1所醫(yī)院進(jìn)行了院內(nèi)研究，在樣本量和選擇范圍上具有一定的狹隘。今后的工作必將開展不同醫(yī)院間的合作，通過交流、比較、總結(jié)來不斷發(fā)現(xiàn)問題，探討問題，為進(jìn)一步開展達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)夯實(shí)基礎(chǔ)。

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