三维影像联合手术录像编辑在提升住院医师外科技能中的应用研究

Research on the application of three-dimensional image combined with surgical video editing in promoting surgical skills of residents

摘要

目的 探讨三维可视化影像联合手术录像编辑教学模式在提升住院医师外科技能中的应用效果。 方法 选取2021年7月— 2022年6月在中山大学附属第六医院肝胆胰脾外科进行规范化培训的36名住院医师为研究对象，随机分为对照组（n=18）和试验组（n=18）。对照组采用临床阅片结合临床教师手术回放讲解的传统教学方法，试验组采用三维可视化影像联合住院医师自主进行手术录像编辑和讲解的教学方法。两组均采用腹腔镜训练器考核和问卷调查进行评价。 结果 腹腔镜训练器考核结果显示，试验组腹腔镜下单结缝合打结平均耗时为（37.2±3.4） s，对照组为（48.4±5.8） s，两组差异具有统计学意义（t=7.084，P<0.001）。问卷调查结果显示，试验组认为：新教学模式对调动学员学习积极性有帮助的比例高于对照组（88.9% vs. 50.0%，P＝0.027）；对激发工作兴趣有帮助的比例高于对照组（88.9% vs. 44.4%，P=0.012）；对提高解剖认识有帮助的比例高于对照组（100.0 % vs. 38.9%，P=0.001）；对加深手术理解有帮助的比例高于对照组（100.0 % vs. 33.3%，P=0.001）；对提升腔镜技能有帮助的比例高于对照组（94.4% vs. 33.3%，P=0.001）；对教学模式满意的比例也高于对照组（100.0% vs. 55.6 %，P=0.003）。 结论 三维可视化影像联合手术录像编辑教学模式能够有效调动住院医师的学习积极性，激发其对肝胆胰脾外科的从业兴趣，提高其对于肝胆胰脾外科相关解剖的认识，加深对手术的理解和提升腹腔镜下的操作技能，值得临床上推广应用。

Abstract

Objective To explore the application effect of three-dimensional visual image combined with surgical video editing teaching mode in promoting surgical skills of residents. Methods A total of 36 residents who participated in the standardized training in the Department of Hepatobiliary, Pancreatic and Splenic Surgery of the Sixth Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University from July 2021 to June 2022 were selected as the research subjects and randomly divided into the control group and the experimental group, with 18 members in each. The traditional teaching method of clinical image reading combined with teachers’ interpretation of clinical surgical playback was used in the teaching of the control group, while the teaching method of three-dimensional visual image combined with residents’ autonomous surgical video editing and interpretation was adopted in the teaching of the experimental group. Both groups were evaluated by laparoscopic trainer assessment and questionnaire survey. Results Result of the evaluation of laparoscopic trainer showed that the average time of laparoscopic single knot suture and knot tying of the experimental group was (37.2±3.4) s, and that of the residents of the control group was (48.4±5.8) s, and the difference was statistically significant (t=7.084, P<0.001). The questionnaire result showed that the proportion of residents in the experimental group who considered the new teaching mode was conducive to mobilizing residents’ learning enthusiasm was higher than that in the control group (88.9% vs. 50.0%, P=0.027). The proportion of residents in the experimental group who thought the new teaching mode was helpful to stimulate work interest was higher than that in the control group (88.9% vs. 44.4%, P=0.012). The proportion of residents in the experimental group who considered it helped enhance their anatomical understanding was higher than that of the control group (100.0% vs. 38.9%, P=0.001). The proportion of residents in the experimental group who thought it was helpful to deepen their understanding of surgery was higher than that of the control group (100.0% vs. 33.3%, P=0.001). The proportion of residents in the experimental group who thought it was helpful to improve their endoscopic skills was higher than that of the control group (94.4% vs. 33.3%, P=0.001). In addition, the proportion of residents in the experimental group satisfied with the teaching mode was also higher than that of the control group (100.0% vs. 55.6%, P=0.003). Conclusion The teaching mode of three-dimensional visual images combined with surgical video editing can effectively engage residents’ learning initiative, stimulate their interest in hepatobiliary, pancreatic and splenic Surgery, improve their comprehension of related anatomy of hepatobiliary, pancreatic and splenic surgery, deepen their understanding of surgery and promote their laparoscopic skills. It is worth popularizing clinically.

关键词

肝胆胰脾外科 / 三维可视化影像 / 手术录像编辑 / 住院医师规范化培训 / 外科技能

Key words

hepatobiliary, pancreatic and splenic surgery / three-dimensional visual image / surgery video editing / standardized training of resident / surgical skill

外科技能培训是住院医师规范化培训的重要内容，但提升外科技能的基石仍是良好的人体解剖学基础和临床实践应用。住院医师术前阅片，共同为患者制定个体化手术方案，参加一定量的外科手术，以及进行腹腔镜训练器的反复练习，是目前大多数培训中心在住院医师规范化外科技能培训中所采用的的教学模式^[1-4]。但研究者在长期的临床实践中发现，由于肝胆胰脾系统的解剖结构相对复杂，变异情况多见，在对肝胆胰脾系统解剖理解和掌握不充分的情况下，住院医师难以对肝胆胰脾外科产生浓厚的兴趣和认识，因此其对手术决策和操作仍处于被动观察的状态，缺少独立思考的空间和能力，缺乏举一反三的高效学习途径和方法。

随着腹腔镜外科技术的快速发展，通过手术录像反复回放和讲解，住院医师可以进行手术步骤和操作的反复学习；同时，借助三维可视化数字影像技术^[5-7]，对肝胆胰脾系统组织结构进行三维重建，这种三维可视化数字影像可以重复模拟，以此进一步提高住院医师对手术操作和决策的理解和认识；另外，参与手术的住院医师可以对手术录像进行编辑，即在对照手术图谱和解剖学教科书反复对比和学习的基础上，在相关手术重点操作和主要解剖结构显露处进行突出标记，再由住院医师对编辑后的手术录像讲解，带教教师进行点评。

基于此，为提高住院医师规范化培训效果，本研究拟探索基于三维可视化影像联合手术录像编辑教学模式的应用效果，以提高住院医师对肝胆胰脾外科的从业兴趣，提升其对于肝胆胰脾外科相关解剖的认识和腹腔镜下的操作技能，培养更多优秀的医学人才。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取2021年7月—2022年6月在中山大学附属第六医院肝胆胰脾外科进行规范化培训的36名住院医师为研究对象，随机分为对照组（n=18）和试验组（n=18）。

1.2 教学方法

对照组采用临床阅片结合临床教师手术录像回放讲解的传统教学方法；试验组在对照组的基础上，采用三维可视化影像联合住院医师自主行手术录像编辑的教学方法。

1.2.1 对照组

住院医师接受临床阅片及观看肝胆外科手术录像等形式为主的教学模式，并跟随带教教师共同为患者制定个体化手术方案，参加一定量的外科手术和定期进行腹腔镜训练器的反复练习。

1.2.2 试验组

在对照组教学基础上，进一步结合患者个体化三维重建数字影像，在重复模拟的基础上结合带教教师手术录像的回放和讲解，并由参与手术的住院医师对手术录像进行编辑和讲解，即在对照手术图谱和解剖学教科书进行反复对比和自主学习的基础上，在相关手术重点操作和主要解剖结构显露处进行突出标记和说明。

1.3 考核方法及内容

教学时间共4周8学时。教学结束后对所有住院医师进行腹腔镜训练器考核和问卷调查。腹腔镜训练器考核由带教教师进行现场考核，包括腹腔镜器械的正确使用、单结缝合打结的耗时和成功率等。通过问卷调查对学员进行教学满意度调查，内容包含：教学模式是否能调动自主学习的积极主动性；是否提高了对肝胆胰脾系统解剖的临床应用能力；是否加深了对肝胆胰脾外科手术的理解和认识；是否提升了腹腔镜外科的操作技能水平；是否激发了未来拟从事肝胆胰脾外科工作的兴趣，以及对教学方法满意度等。问卷调查分为五个维度：①非常有帮助或非常满意；②有帮助或满意；③一般；④不太有帮助或不太满意；⑤没有帮助或不满意。将①和②统计为有帮助或满意，③~⑤统计为无帮助或不满意。

1.4 统计分析方法

采用SPSS 25.0对数据进行处理，计量资料以(\overline{x}±s) 表示，组间比较采用t检验；计数资料采用n(%)表示，组间比较采用Fisher精确检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象的一般情况

对照组中，男性有14（77.8%）人，女性有4（22.2%）人，平均年龄为（24.2±0.7）岁；试验组中，男性有14（77.8%）人，女性有4（22.2%）人，平均年龄为（23.9±1.2）岁。两组住院医师在年龄、性别等方面差异无统计学意义（均P>0.05）。

2.2 腹腔镜训练器考核结果

两组住院医师均全部完成相关教学内容，在考核过程中均能正确使用腹腔镜器械以及打结成功。对照组住院医师腹腔镜下单结缝合打结平均耗时为（48.4±5.8） s，试验组住院医师腹腔镜下单结缝合打结平均耗时为（37.2±3.4） s，试验组的打结耗时小于对照组（t=7.084，P<0.001）。

2.3 教学满意度调查

该研究共发放36份调查问卷，收回36份。结果显示：试验组认为新教学模式对调动学习积极性有帮助的比例高于对照组（88.9% vs. 50.0%，P=0.027）；认为对激发工作兴趣有帮助的比例高于对照组（88.9% vs. 44.4%，P=0.012）；认为对提高解剖认识有帮助的比例高于对照组（100.0 % vs. 38.9%，P=0.001）；认为对加深手术理解有帮助的比例高于对照组（100.0 % vs. 33.3%，P=0.001）；认为对提升腔镜技能有帮助的比例高于对照组（94.4% vs. 33.3%，P=0.001）；对教学模式满意的比例也高于对照组（100.0% vs. 55.6%,P=0.003）。结果如表1所示。

3 讨论

虽然手术操作是外科学的核心环节，但对于住院医师外科技能的要求不仅仅体现在手术操作上，还包括提升与个体化治疗息息相关的围手术期外科决策能力，包括准确诊断、手术规划以及应用解剖指导外科手术的理念。这符合精准外科时代对外科医师的全面要求^[2]。目前，大多数外科住院医师培训中心的教学模式仍旧注重于外科操作的训练，往往轻视个体化治疗的整体观和外科决策的培养，住院医师在绝大多数情况下对于术前决策和术中操作仍处于观察和被动接受的状态；缺乏提升住院医师自主学习和独立思考能力的有效方法，以及对外科手术全面认识和深刻理解的更优途径。

随着精准外科时代的到来，该行业要求肝脏胰脾外科医师具有扎实的解剖学功底和应用能力，进行精准的术前诊断、手术规划和术后管理，对患者进行个体化治疗。但肝脏胰脾外科是外科领域最为复杂的分支学科之一，相关解剖知识难以在短时间内熟悉和掌握，基于课本上的理论知识、肝脏模具、CT等二维影像模式的教学，依旧很难使住院医师在短时间内理解和掌握其解剖结构的空间位置关系，尤其是肝胆胰脾系统的脉管结构和变异血管的走行^[2-7]。例如精准肝切除范围应离断的血管、胆管和肝脏实质等。如何应用解剖与手术规划和决策紧密契合，如何提高学员对手术操作的理解和提升自主学习效率，如何激发住院医师进行腹腔镜训练的积极性，以及未来拟从事肝胆胰脾外科工作的兴趣，是带教教师在长期临床教学实践中面临的重点问题。

虽然所保留的腹腔镜肝胆胰脾外科手术录像资料，通过临床带教教师的回放和讲解，能够再现手术场景，提高手术参与感，还能够针对关键手术操作、解剖关系等进行详细讲解，但是住院医师仍处于被动接受的状态，很难形成自主学习和应用解剖知识指导手术决策的能力，更难提升其自主进行腹腔镜训练的兴趣^[8-10]。因此，借助三维可视化数字影像技术对个体化肝胆胰脾系统解剖空间关系进行详细的解读、分析和三维重建，住院医师根据需求对重建后的肝胆胰脾组织及重要脉管系统进行显示、隐藏、放大、缩小和旋转，由此可以多层面、多方向、多维度对个体化肝胆胰脾系统的解剖空间关系进行重复模拟和反复观摩^[11-15]，相较于传统的二维影像更直观、更易理解。同时，通过手术录像编辑，住院医师可以回顾和总结手术的关键步骤，以此更深入地理解手术的操作技巧。

这种教学新模式的探索显示了一定的潜力。正如上述问卷调查结果显示：①88.9%的试验组住院医师认为新教学模式能够调动其学习积极性，激发其工作兴趣。这表明新教学模式更能吸引住院医师投入学习，这对医学教育尤为重要，因为学习积极性直接关系到医师的专业能力发展；同时新教学模式提高了学员的工作兴趣，不仅可以提高其职业满意度，还可能提高其工作效率和质量。②所有试验组住院医师都认为新教学模式有助于提高其对解剖的认识和加深手术理解。这强调了新教学模式在教育上的有效性，特别是在培养手术技能方面，手术技能是住院医师的关键技能。③94.4%的试验组住院医师认为新教学模式对提升其腔镜技能有帮助。腔镜手术是一项复杂的技能，需要大量练习和高质量指导。如果新教学模式在这方面有显著效果，表明该教学模式包含了有效的实践和反馈循环，对临床技能的学习至关重要。④100.0%的住院医师对新教学模式整体接受度很高，这反映了试验组住院医师的高满意度，高满意度通常与高参与度和更好的学习成果相关。由此可见，试验组住院医师对该教学模式认可度很高，均认为个体化的三维可视化影像能更加生动地展示肝胆胰脾系统的解剖结构以及肿瘤等的相对空间位置，再通过带教教师的手术录像回放和教学，加深了其对应用解剖知识指导外科手术决策的认识和体会；同时，通过自主学习和手术视频编辑与讲解，进一步提高了其对相关外科手术操作和决策的理解和认识，激发了其进行腹腔镜训练的积极性以及未来拟从事肝胆胰脾外科工作的兴趣。而对照组住院医师则认为，传统教学方案对理解和掌握个体化的肝胆胰脾系统解剖结构仍不够充分，对于术前应用解剖指导外科手术方案和决策难度较大，住院医师往往对于术中决策和操作仍处于被动观察的状态，缺少举一反三的高效学习途径，对自主学习和独立思考的能力提升作用有限。

因此，与传统教学手段相比，三维可视化影像联合手术录像编辑和讲解的教学模式，大大提高了住院医师对于肝胆胰脾系统解剖学的空间概念和认识，使其建立了对于肝胆胰脾系统应用解剖知识指导手术决策的外科理念。基于以上理念的建立和认识的提升，住院医师在进行手术视频编辑过程中，反复进行三维可视化影像的观摩以及参考手术图谱和解剖学教科书的自主学习，对临床带教教师所讲解的手术知识进行查漏补缺，进一步增加了住院医师对于相关外科手术操作和决策的理解和认识，激发了其进行腹腔镜训练的积极性，以及未来拟从事肝胆胰脾外科工作的兴趣。可见，这种教学新模式是举一反三的高效学习途径，可以提升住院医师自主学习和独立思考的能力，具有较好的临床教学价值和效果。当然，本研究也存在一些局限性：样本量相对较小，可能无法充分反映出这种新教学模式的普遍效果；没有进行长期的追踪，可能无法评估这种新教学模式对住院医师长期技能提升的影响。未来的研究可以进一步扩大样本量，以增加研究的可靠性。同时，也可以进行长期的追踪随访，以评估这种教学模式的长期效果。此外，这种新教学模式在其他外科领域，例如胃肠外科、耳鼻咽喉外科等领域的应用效果也值得进一步研究。

总的来说，本研究提供了一种新的教学模式，与传统教学模式相比，可能有效地提高住院医师的外科技能。然而，这仍然需要更多的研究来进一步证实并优化这种教学模式，以及如何将这种模式更有效地纳入现有的医学教育体系中。

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