周 宏，黃赤兵，胡文剛，鄭宗釗，宋 波，李傳貴 (第三軍醫(yī)大學新橋醫(yī)院泌尿外二科，重慶400037)

膀胱鏡屬于內(nèi)窺鏡的一種，廣泛應用于泌尿系統(tǒng)疾病的診斷和治療。由于人體尿道相對彎曲、狹窄，加之被檢者在檢查過程中承受著畏懼和疼痛，對操作醫(yī)生檢查手法的精準度和熟練度提出了很高的要求。目前已有大量研究［1-2］證實，通過模型的針對性訓練可使受訓者在相應的實際操作中得到有效提高。因模型訓練具備模擬訓練的真實性、安全性、可調(diào)性、糾錯性、可控性和可重復性等優(yōu)點被作為示教類模型和訓練類模型在醫(yī)學教育及臨床上獲得廣泛應用［3］。美國METI公司開發(fā)的HPS(Human Patient Simulator)和ECS(Emer-gency Care Simulator)是具有高新技術(shù)高仿真性的虛擬模型系統(tǒng)，但該系統(tǒng)屬于虛擬模擬系統(tǒng)，無法進行有創(chuàng)性訓練，加之造價昂貴，不具有普及性［4］。動物模型因與人體的解剖結(jié)構(gòu)差別太大也有一定局限性［5］。因此設(shè)計制作一個解剖結(jié)構(gòu)和人相似，同時具有模擬人膀胱內(nèi)部壓力環(huán)境的膀胱模型并設(shè)計一套具有針對性的訓練方法應用于膀胱鏡的操作訓練具有廣泛意義及推廣價值。本研究基于人體泌尿系統(tǒng)各器官解剖結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)建制作模型，設(shè)計訓練方案并驗證結(jié)果，為膀胱鏡的操作訓練提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料設(shè)備

透明膀胱外殼、透明乳膠膀胱內(nèi)腔、加壓泵及管道、壓力測試表、透明三通及閥門、壓力傳感器、硬性膀胱鏡及配套附件、輸尿管支架管、7 種不同顏色碎石、中空硅膠軟管、計時表。

1.2 參與人員

選取20 名首次接觸膀胱鏡操作并已經(jīng)完成醫(yī)學本科課程學習的學生，1 名操作膀胱鏡經(jīng)驗豐富的老師(帶教和考核)，1 名膀胱模型調(diào)試員，1 名操作計時員。

1.3 模型構(gòu)建方法

1.3.1 模型設(shè)計 整個模型由雙側(cè)腎臟、輸尿管、膀胱、尿道(男性)、前列腺組成，參照人體解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)置參數(shù)，基于UG NX 7.5 軟件，經(jīng)過由點到線，由線構(gòu)面，再由面成體的設(shè)計步驟進行分層設(shè)計［6］。模型結(jié)構(gòu)由內(nèi)外雙層構(gòu)成雙腔，其中模型膀胱內(nèi)層腔模擬儲存尿液;外層腔通過管道連接加壓泵，加壓泵壓力傳遞至內(nèi)腔壁，模擬膀胱逼尿肌收縮產(chǎn)生壓力。

1.3.2 模型分部制作 基于計算機設(shè)計軟件UG NX7.5 進行模型設(shè)計，模型外層選用光滑、透明、質(zhì)硬有機玻璃作為原材料，經(jīng)快速成型技術(shù)加工制作。內(nèi)層用彈性與透明度兼具的乳膠材料經(jīng)CAD/CAM 技術(shù)開模加工制作。

1.3.3 模型組裝 將模型內(nèi)外層按要求組裝，同時增加部分功能性裝置，主要包括:①膀胱外腔和輸尿管內(nèi)腔各外接1 個加壓泵，前者作用于膀胱內(nèi)壁，模擬人膀胱逼尿肌收縮;后者作用于輸尿管，防止膀胱內(nèi)腔壓力增高致輸尿管返流;②尿道恥骨下彎尿道膜部及恥骨前彎各加裝1 個壓力傳感器及壓力顯示儀表;③尿道出口外接1 個由壓力控制器控制開關(guān)的閥門，通過感應膀胱內(nèi)部壓力來控制開關(guān)，從而模擬人體膀胱可控制排尿(圖1)。

圖1 膀胱訓練模型

1.4 訓練過程

1.4.1 理論學習及前期基礎(chǔ)訓練 20 名參訓人員首先進行膀胱鏡操作理論知識的學習;系統(tǒng)學習人體泌尿系統(tǒng)各部分的解剖結(jié)構(gòu)和生理特征;學習并掌握膀胱鏡儀器各部分構(gòu)造、操作規(guī)范和檢查順序。然后進行膀胱鏡操作前期基礎(chǔ)訓練，參照臨床膀胱鏡檢查過程的基本步驟。前期基礎(chǔ)訓練主要內(nèi)容包括膀胱鏡鏡鞘置入;閉孔器置入及撤出;操作器安裝及轉(zhuǎn)向旋鈕操控;觀察鏡及輔助器械置入;各輔助器械基本操作手法;持鏡手法;膀胱鏡攝像頭方向控制、固定及焦距調(diào)節(jié);觀察鏡進、退、擺、旋轉(zhuǎn)等基礎(chǔ)操作動作。記錄每次全部完成上述訓練內(nèi)容的時間，以5 min 完成上述操作動作為標準。經(jīng)過上述前期訓練后，使所有參訓人員能掌握膀胱鏡檢查過程中各項儀器的配合、使用和基本動作要領(lǐng)，為下一步模型操作訓練奠定基礎(chǔ)。

1.4.2 模型操作技能訓練 針對膀胱鏡檢查的適應證和在不同適應證檢查時的基本手法，設(shè)計4 個針對性訓練科目。訓練科目1:在膀胱模型內(nèi)部不同部位(相當于人體膀胱的膀胱頸、輸尿管嵴、輸尿管口、膀胱三角、后壁、側(cè)壁、頂部、前壁)按順序標記阿拉伯數(shù)字1 ～8，訓練人員將膀胱鏡按實際操作要求置入膀胱模型，用膀胱鏡頭分別查找并觸碰1 ～8 號標記點，正確尋找并觸碰老師隨機指定的全部標號視為完成任務(圖2a)。訓練科目2:在模型膀胱內(nèi)分別放入形狀如黃豆大小的不同顏色的碎石共7 顆，分別用紅橙黃綠青藍紫7 色標記，參訓人員將膀胱鏡置入模型并將7 顆碎石按上述顏色順序全部取出置入手術(shù)臺盤中視為完成任務。訓練科目3:在模型輸尿管內(nèi)部置入并固定1 根長度5 cm、內(nèi)徑3 mm，壁厚為1 mm 的中空硅橡膠軟管，訓練人員通過膀胱鏡將擴張器置入中空管，而后取出擴張器，并沿管壁縱向剪開中空管，視為完成任務。訓練科目4:將2 根輸尿管支架管分別置入雙側(cè)輸尿管，以雙側(cè)支架管上端進入腎盂視為任務完成(圖2b)。為了訓練與真實操作的環(huán)境更接近，將模型的膀胱及以上部分置入一塊不透明遮擋板外側(cè)，模型前尿道部分由遮擋板小孔穿過板內(nèi)側(cè)露于操作者視線內(nèi)。以保證操作人員無法直視模型內(nèi)部情況，僅能通過儀器屏幕上的圖像進行操作;計時人員及考核老師站于遮擋板外側(cè)方，可肉眼直視模型內(nèi)部，便于觀察操作人員操作過程，評估其動作的流暢性和準確性。

圖2 膀胱鏡模型操作訓練

1.5 觀測指標及考核標準

記錄并統(tǒng)計分析學員前期訓練動作的完成時間，比較20名學員訓練前后的差異。觀測每個訓練科目的完成時間和訓練中模型的受壓值［7-8］。記錄人員記錄每個參訓人員每個科目每次訓練的完成時間，記錄時間精確至0.01 s。模型受壓值選取在膀胱鏡鞘置入過程中所測量的數(shù)值，該數(shù)值為2 個微型壓力傳感器顯示的最大值的平均值，代表膀胱鏡鞘置入過程中膀胱模型承受的壓力，也代表操作者的熟練程度和愛傷意識［8］。將20 名學員首次模型訓練的測量數(shù)據(jù)及經(jīng)過25 次訓練后末次訓練數(shù)據(jù)進行比較。

1.6 統(tǒng)計分析方法

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 軟件包進行分析。計量資料的比較采用獨立樣本t 檢驗，結(jié)果數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差表示，數(shù)值間比較采用方差分析，以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 前期訓練結(jié)果

經(jīng)過為期3 d 的訓練，所有20 名參訓人員均達到了5 min完成膀胱鏡鏡鞘及各輔助器械的操作任務，熟練掌握了膀胱鏡操作的動作要領(lǐng)及檢查順序。首次訓練平均完成時間為(7.2 ±1.39)min，末次平均完成時間為(3.3 ±0.43)min，兩者比較具有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。

2.2 模型操作訓練結(jié)果

2.2.1 模型受壓隨操作次數(shù)變化 在模型操作訓練中，膀胱鏡鞘置入共計25 次，其中首次模型受壓平均數(shù)值為(660 ±36)cmH2O，末次壓力平均值為(319 ±11)cmH2O，經(jīng)前后對比具有統(tǒng)計學差異(P ＜0.05)。第20 次以后的訓練結(jié)果，模型受壓值均維持在320 cmH2O 左右，經(jīng)方差分析無統(tǒng)計學意義(P=0.39)，見圖3。

圖3 模型受壓隨操作次數(shù)變化曲線

2.2.2 各科目完成時間情況 所有人員經(jīng)過4 個科目各25次操作訓練，完成時間見表1;與首次完成時間比較，每個科目末次及平均完成時間差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。4 個科目的完成時間隨訓練次數(shù)的增加呈明顯下降趨勢(圖4)。在科目1訓練過程中，第19 次至末次訓練操作時間均維持在(2.44 ±0.12)min，經(jīng)方差分析，無統(tǒng)計學差異(P ＞0.05);而科目2 ～4 則分別從第17 次、20 次和20 次開始至末次，操作時間比較無統(tǒng)計學差異(P ＞0.05)。

表1 各科目訓練完成時間(min)

圖4 隨著操作次數(shù)增加各科目完成時間的變化曲線

3 討論

膀胱鏡檢查是一項侵入性檢查，患者需要使用麻醉藥品，在檢查過程中操作人員的綜合操作水平對被檢者的身體安全和檢查結(jié)果的準確性起著至關(guān)重要的作用。膀胱鏡檢查常應用于觀察膀胱內(nèi)各部位病變情況與臨床診斷，應用于膀胱內(nèi)結(jié)石、異物和膀胱腫瘤活組織的取出，也應用于配合擴張器擴張輸尿管，配合剪開器剪開輸尿管狹窄，還可用于輸尿管支架管的置入和拔出。但和所有內(nèi)鏡一樣都存在對操作人員操作技術(shù)要求高，科學的、可普及的訓練模型及方式尚待開發(fā)，目前以腹腔鏡的訓練操作模型研究較多［9-11］?；谝陨犀F(xiàn)實，眾多國內(nèi)、外學者探索制作了多種訓練平臺應用于膀胱鏡包括輸尿管鏡的操作訓練，如Kim等［12］建立的多分辨率醫(yī)學虛擬手術(shù)模擬器;美國METI 公司推出的外科綜合模擬培訓平臺SurgicalSIM［4］;以及Mishra 等［13］制作的活豬經(jīng)皮腎通道模型;Chou等［8，14］制作的豬腎測試模型。上述模型的建立為臨床醫(yī)生提供了安全的訓練平臺，對比之下各有優(yōu)缺點。SurgicalSIM 等虛擬模型依靠強大的計算機軟件具有高仿真性，但無法為訓練者提供重要的觸覺反饋，且價格昂貴，無法應用于有創(chuàng)訓練項目;豬腎等動物模型缺少人體解剖結(jié)構(gòu)上的真實感［5］。與虛擬模型相比較，該膀胱鏡訓練模型具有實體觸覺感，受訓者通過模型的訓練可感覺內(nèi)部阻力及壓力變化，因此受訓者的操作力度及手感會得到相應訓練，此外其廉價的特性較之虛擬模型更容易得到市場推廣;與動物模型相比，膀胱訓練模型更具有與人體解剖結(jié)構(gòu)上的相似性，從而使該模型的訓練價值得到明顯提升;此外其透明特性使訓練情況可肉眼直視便于觀察糾正動作。膀胱訓練模型可作為膀胱鏡初學者的教學模型、模擬訓練平臺、考核平臺，具有廣闊的市場前景和推廣價值。膀胱鏡訓練模型根據(jù)人體解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)計制作，并由模型膀胱本身的伸縮性和加壓設(shè)備建立一個和人體膀胱內(nèi)部相似的壓力環(huán)境，從而具備模擬人體膀胱的壓力感，基于該模型與傳統(tǒng)透明模型訓練對比，前者模擬訓練環(huán)境更具有仿真性。本研究中，科目1 ～4 的訓練與膀胱鏡臨床檢查的鏡檢順序、鏡下取石、鏡下剪開以及鏡下置管等基礎(chǔ)操作技能具有相似性、針對性和模擬性，通過4 個科目的訓練可培養(yǎng)操作者正確的操作流程和良好的操作習慣。從統(tǒng)計結(jié)果圖分析:所有參訓人員經(jīng)過25 次訓練后，4 個科目完成時間均呈減少趨勢，模型受壓值逐漸減小，表明經(jīng)過模型訓練，參訓人員的操作熟練度和合理性明顯提高，實驗結(jié)果表明，通過該模型訓練可使操作者尤其是初學者在鏡檢流程、動作規(guī)范及檢查方法等方面得到明顯提升，縮短了膀胱鏡操作訓練的學習曲線，值得臨床推廣應用。

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