摘要 目的：探究腹腔鏡手術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）系統(tǒng)在外科醫(yī)師培訓(xùn)中的應(yīng)用價(jià)值。方法：以2021年9月—2022年12月武漢大學(xué)中南醫(yī)院的20名未接觸過(guò)腹腔鏡手術(shù)的規(guī)培醫(yī)師為研究對(duì)象，按隨機(jī)數(shù)表法將其分為對(duì)照組（接受傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)，n=10）和VR組（接受腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)培訓(xùn)，n=10），通過(guò)考試（理論和操作）和問(wèn)卷調(diào)查的方式對(duì)兩組成績(jī)及教學(xué)滿意度進(jìn)行分析。結(jié)果：VR組理論和操作成績(jī)顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；VR組對(duì)教學(xué)的新穎性、提高學(xué)習(xí)效率能力、助于掌握腹腔鏡手術(shù)和整體滿意度方面的認(rèn)可度均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；但兩組在培訓(xùn)后是否有信心進(jìn)行真實(shí)手術(shù)方面的問(wèn)卷評(píng)分分別為（4.00±0.73）分和（3.85±0.75）分，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。結(jié)論：在進(jìn)行腹腔鏡外科規(guī)培醫(yī)師培訓(xùn)過(guò)程中引進(jìn)VR系統(tǒng)，可以顯著提高醫(yī)師的技能水平，為腹腔鏡外科規(guī)培醫(yī)師的培養(yǎng)提供強(qiáng)大的武器，是一種值得大力推廣和應(yīng)用的外科培訓(xùn)策略。

關(guān)鍵詞 腹腔鏡手術(shù)；虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)；智慧外科

中圖分類號(hào) R615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2025）01-0118-05

Application of VR system for laparoscopic surgery in surgeon training

LI Jinpeng1， GAO Rongfen2， CHEN Liangdong1， WU Gaosong1， WANG Boyong1

（1. Department of Thyroid and Breast Surgery， Zhongnan Hospital of Wuhan University， Wuhan 430071， China;

2. Department of Rheumatology and Immunology， Tongji Hospital， Tongji Medical College of

Huazhong University of Science and Technology， Wuhan 430023， China）

Abstract Objective： To explore the application value of virtual reality （VR） system for laparoscopic surgery in surgeon training. Methods： 20 surgical residents undergoing standardized training with no exposure to laparoscopic surgery in Zhongnan Hospital of Wuhan University from September 2021 to December 2022 were selected and divided into the control group （trained with conventional laparoscopic surgery， n=10） and the VR group （trained with VR systems， n=10） using a random number table. Performance and teaching satisfaction of the two groups were analyzed through examinations （theoretical and practical） and questionnaires. Results： The VR group outperformed the control group in both theoretical and practical ratings （Plt;0.05）. In addition， the VR group showed greater recognition on the novelty， learning efficiency improvement， assistance in mastering laparoscopic techniques， and overall satisfaction of the teaching method， and the differences were all statistically significant （Plt;0.05）. However， there was no statistically significant difference in performing real surgeries confidently for trainees between the two groups， with scores of （4.00±0.73） and （3.85±0.75）， respectively. （Pgt;0.05）. Conclusion： The introduction of a VR system during laparoscopic surgery training can notably enhance the skills of trainees. It provides a powerful tool for the development of laparoscopic surgical trainees， which is worth promotion and application to be highly promoted and applied.

Key words Laparoscopic Surgery; Virtual Surgical Training System; Intelligent Surgery

近年來(lái)，以腹腔鏡為代表的微創(chuàng)手術(shù)因其創(chuàng)傷小、術(shù)后疼痛少、住院時(shí)間短和恢復(fù)速度快等優(yōu)點(diǎn)在醫(yī)療活動(dòng)中顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為外科領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)[1-4]。但腹腔鏡手術(shù)具有操作難度大、培養(yǎng)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，因此，探索高效培訓(xùn)微創(chuàng)外科醫(yī)生的體系是新時(shí)代背景下亟待解決的問(wèn)題[5-7]。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）是一種利用計(jì)算機(jī)生成的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的仿真環(huán)境，能給用戶帶來(lái)觸覺(jué)、視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等全方位的沉浸式體驗(yàn)，已初步應(yīng)用于教育、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域[8-9]。在此背景下，本團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)，探究其在外科醫(yī)師培訓(xùn)中的應(yīng)用價(jià)值，擬通過(guò)該系統(tǒng)來(lái)達(dá)到提升腹腔鏡手術(shù)操作醫(yī)生臨床技能、提高患者服務(wù)質(zhì)量的目的。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年9月—2022年12月武漢大學(xué)中南醫(yī)院的20名未曾接觸過(guò)腹腔鏡手術(shù)的規(guī)培醫(yī)師為研究對(duì)象，由1名具有高級(jí)職稱的外科專家進(jìn)行腹部臟器解剖結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的理論授課（2學(xué)時(shí)），并隨堂筆試，學(xué)員隨堂筆試成績(jī)均合格。此后，按隨機(jī)數(shù)表法將學(xué)員分為對(duì)照組（接受傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)，n=10）和VR組（接受腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)培訓(xùn)，n=10）。兩組學(xué)員的性別、年齡、學(xué)歷、隨堂理論筆試成績(jī)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），見(jiàn)表1。

1.2方法

1.2.1對(duì)照組 由1名經(jīng)驗(yàn)豐富且具有高級(jí)職稱的腹腔鏡外科專家通過(guò)腹腔鏡手術(shù)錄播視頻與簡(jiǎn)單教具相結(jié)合、問(wèn)題解答的方式教學(xué)，幫助學(xué)員理解腹部臟器的生理病理特點(diǎn)、術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)步驟等，培訓(xùn)時(shí)長(zhǎng)為2周。

1.2.2 VR組 本團(tuán)隊(duì)與武漢未來(lái)立體科技有限公司研發(fā)的腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)，其硬件有真實(shí)的手術(shù)器械手柄，可以模擬腹腔鏡、抓鉗、電凝器、手術(shù)剪等多種微創(chuàng)手術(shù)器械，使得虛擬的手術(shù)器械與手部力覺(jué)空間精準(zhǔn)匹配（如圖1）。內(nèi)容涵蓋用戶驗(yàn)證模塊、用戶權(quán)限模塊、培訓(xùn)課程資料模塊、基礎(chǔ)操作技巧訓(xùn)練、腹腔鏡下縫合技能訓(xùn)練和腹腔鏡下手術(shù)訓(xùn)練。以腹腔鏡膽囊切除術(shù)為例（如圖2），可見(jiàn)該系統(tǒng)手術(shù)路徑設(shè)置合理、畫(huà)面清晰、細(xì)節(jié)處理得當(dāng)，是良好的外科醫(yī)生培訓(xùn)工具。該組學(xué)員由同一腹腔鏡外科專家行腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)教學(xué)，對(duì)所建腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)基本構(gòu)成、功能和常規(guī)腹腔鏡手術(shù)進(jìn)行講解和示范，隨后指導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行腹腔鏡手術(shù)操作訓(xùn)練，期間培訓(xùn)教授隨堂指導(dǎo)，培訓(xùn)時(shí)長(zhǎng)為2周。

1.3教學(xué)質(zhì)量評(píng)估

1.3.1教學(xué)效果考核 為期兩周的培訓(xùn)結(jié)束后，對(duì)學(xué)員進(jìn)行理論和操作考核。理論考核內(nèi)容包括腹部臟器解剖、常見(jiàn)腹部外科手術(shù)相關(guān)疾病表現(xiàn)、手術(shù)方式及適應(yīng)證等，題型和分值為名詞解釋20分，選擇題20分，判斷題10分，論述題50分，共計(jì)100分。操作考核將所有學(xué)員隨機(jī)分為4組，由4名腹腔鏡領(lǐng)域?qū)＜沂虑皩W(xué)習(xí)、確認(rèn)各項(xiàng)考核標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行?？己藘?nèi)容主要包括腹腔鏡基本操作（50分）和腹腔鏡膽囊切除術(shù)（50分），每位學(xué)員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成腹腔鏡技能考核。

1.3.2教學(xué)效果反饋 本團(tuán)隊(duì)自行設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，該問(wèn)卷共包含5項(xiàng)內(nèi)容：培訓(xùn)方式是否具有新穎性、是否有助于掌握腹腔鏡手術(shù)、是否有助于提高學(xué)習(xí)效率、經(jīng)過(guò)該培訓(xùn)是否有信心進(jìn)行真實(shí)手術(shù)、手術(shù)培訓(xùn)的整體滿意度。本答卷采用Likert 5點(diǎn)計(jì)分法，考試結(jié)束后給學(xué)員發(fā)放不記名調(diào)查問(wèn)卷表，由學(xué)員按非常不滿意（1分）、不滿意（2分）、一般（3分）、滿意（4分）和非常滿意（5分）的計(jì)分方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 收集整理學(xué)員考試成績(jī)和調(diào)查問(wèn)卷，利用SPSS 22.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料（符合正態(tài)分布或者近似正態(tài)分布）用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)（n）表示，組間比較采用Fisher確切概率法，Plt;0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1學(xué)員考核成績(jī) 經(jīng)過(guò)理論培訓(xùn)和相應(yīng)技能培訓(xùn)后，結(jié)果顯示VR組學(xué)員的理論成績(jī)顯著高于對(duì)照組，操作考核成績(jī)也顯著優(yōu)于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（Plt;0.05），見(jiàn)表2。該結(jié)果提示腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)這種高趣味性和高仿真度的工具能提高外科醫(yī)生的學(xué)習(xí)熱情和效果，是一種更有效的外科教學(xué)策略。

2.2問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果 為評(píng)價(jià)住院規(guī)范化培訓(xùn)醫(yī)師對(duì)傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)教學(xué)方法的體會(huì)及滿意度，共發(fā)出20份問(wèn)卷并全部收回，回收率為100%。分析結(jié)果提示，與對(duì)照組相比，VR組學(xué)員認(rèn)為腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)教學(xué)新穎性高，手術(shù)體驗(yàn)感更真實(shí)，有助于提高學(xué)習(xí)效率和更好地掌握腹腔鏡手術(shù)，對(duì)VR手術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)的整體滿意度更高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；盡管VR組在培訓(xùn)后是否有信心進(jìn)行真實(shí)腹腔鏡手術(shù)方面與對(duì)照組的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），但VR組評(píng)分較對(duì)照組仍有升高趨勢(shì)，提示外科醫(yī)生對(duì)應(yīng)用高新技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品學(xué)習(xí)的熱情和意愿更高（見(jiàn)表3）。

3 討論

近年來(lái)，腹腔鏡手術(shù)逐漸成為外科醫(yī)生的必備技能，這給外科教學(xué)帶來(lái)了挑戰(zhàn)[1，6]。VR作為新興技術(shù)，以其仿真程度高等特點(diǎn)在培訓(xùn)教學(xué)中顯示出重要價(jià)值[10]。筆者團(tuán)隊(duì)與合作科技企業(yè)通過(guò)精心設(shè)計(jì)與研發(fā)，構(gòu)建了腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)更具沉浸感和交互性，使學(xué)員的腹腔鏡操作技能和理論考核成績(jī)顯著提升，提示VR系統(tǒng)操作訓(xùn)練中的真實(shí)體驗(yàn)也有助于加深學(xué)員對(duì)腹腔臟器病理、生理理論知識(shí)的記憶和理解。不僅如此，VR組學(xué)員對(duì)教學(xué)滿意度較對(duì)照組更高，說(shuō)明腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)的教學(xué)、培訓(xùn)效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)，這與薛偉男等人的研究結(jié)果一致[10-12]。虛擬手術(shù)還具有實(shí)時(shí)反饋、可評(píng)價(jià)等特點(diǎn)[7]。如本團(tuán)隊(duì)的腹腔鏡手術(shù)VR系統(tǒng)可全程記錄操作流程，便于學(xué)員及時(shí)發(fā)現(xiàn)操作中的不足，為客觀地評(píng)價(jià)醫(yī)生手術(shù)技能提供了可能。此外，VR手術(shù)系統(tǒng)在解剖結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、手術(shù)精度要求更高的口腔顱頜面部[8，13-15]、眼部[16]、肝臟[17]、顱腦[18-19]等部位的技能培訓(xùn)及治療策略制訂中也顯示出良好效果，展示了該系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)中的廣闊應(yīng)用前景。需要指出的是，由于VR系統(tǒng)便攜性差，研發(fā)、維修費(fèi)用較高等缺點(diǎn)[5]，仍需進(jìn)一步探索和優(yōu)化。雖然本研究及其他研究指出VR系統(tǒng)在外科教學(xué)中有優(yōu)越效果，但其在教學(xué)中并不能一勞永逸[10]。如Sinha P等人[20]即指出，接受腹腔鏡模擬器技能培訓(xùn)并合格的學(xué)員半年后的切割技術(shù)等水平顯著下降。因此，即使越來(lái)越多的手術(shù)VR系統(tǒng)涌現(xiàn)，外科醫(yī)生仍需反復(fù)練習(xí)來(lái)打磨并提升手術(shù)操作技能。

綜上，VR手術(shù)培訓(xùn)弱化了傳統(tǒng)外科教學(xué)對(duì)地點(diǎn)的限制，縮短了教學(xué)時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)趣味性和效率，并可提供實(shí)時(shí)反饋，促使學(xué)員針對(duì)不足進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)，是未來(lái)外科醫(yī)師培訓(xùn)的有力工具。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：李金朋負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì)，撰寫(xiě)論文；高榮芬負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)整理，撰寫(xiě)論文；陳良冬負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集；吳高松負(fù)責(zé)部分課題設(shè)計(jì)，指導(dǎo)文章撰寫(xiě)；王波涌負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì)。

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收稿日期：2024-07-30

編輯：崔明璠

基金項(xiàng)目：湖北省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2021CFB427）

Foundation Item： Natural Science Foundation of Hubei Province（2021CFB427）

通訊作者：王波涌，Email：3404220575@qq.com

Corresponding Author： WANG Boyong， Email： 3404220575@qq.com

引用格式：李金朋，高榮芬，陳良冬，等. 腹腔鏡手術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在外科醫(yī)師培訓(xùn)中的應(yīng)用[J]. 機(jī)器人外科學(xué)雜志（中英文），2025，6（1）：118-121，127.

Citation： LI J P， GAO R F， CHEN L D， et al. Application of VR system for laparoscopic surgery in surgeon training[J]. Chinese Journal of Robotic Surgery， 2025， 6（1）： 118-121， 127.