腹腔镜肝切除术缝合止血技术培训模型的构建与验证

作     者：肖菊姣 

作者单位：南方医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李鉴轶

授予年度：2015年

学科分类：1002[医学-临床医学] 10[医学] 

主      题：腹腔镜培训 培训模型 缝合止血 模型验证 腹腔镜肝切除术 

摘      要：背景自从1991年Reich等首次报道LLR (laparoscopic liver resection,腹腔镜肝切除术)以来,随着外科医生经验的积累以及医疗设备的进步,LLR的手术范围已经发展到与开腹手术相当。LLR相比开腹手术,具有术后疼痛轻、肠道功能恢复快、伤口感染率低、切口疝风险低等优势,获得了外科医生与患者的普遍认可。但是由于LLR技术难度高,学习曲线长,术中稍有不慎就会引起大出血,相比其他腹部微创手术,LLR的采用率明显比其他腹部手术低。缝合止血技术是每个腹腔镜外科医生必须具备的技能,熟练的缝合止血技术能够降低中转开腹率,甚至良好的缝合技术可使腹腔镜手术达到与开腹同样的效果。此外,在肝脏外科手术中,断面反复电凝仍未止血或者血管破裂、回缩等无法用钛夹止血的情况下,更是需要进行缝合止血。腹腔镜下缝合与直视下缝合相比,腹腔镜腹壁穿刺点固定,缝合打结角度受限,手术器械长,限制了器械的移动,此外,2D和3D视角不同,对手眼要求高,学习曲线长。在现实生活中,术中出血,情况危急,年轻医生不可能有机会练习,因而掌握此项技术,年轻医生需要经过专门的手术室外训练。出于对病人的安全考虑,手术时间的限制,以及伦理学方面的因素,局限于手术室的学徒式教学并不是理想的培训方式。因而出现了各种各样的针对腹腔镜技术培训的模型。虚拟仿真训练能提供一个与临床相近的手术虚拟环境,无需考虑病人的安全及伦理学因素,其不但可以完成简单的技术训练,而且可以模拟整个手术过程包括出血等并发症,外科医生可在虚拟环境中反复训练临床手术所需技术。已有多项研究证明虚拟仿真训练的有效性,甚至有研究证明虚拟仿真训练中获得的技术可以转化到临床手术当中。但是虚拟仿真设备价格昂贵,只有一些规模较大的培训基地才有,培训费用昂贵,只针对少数人群,年轻医生接触的机会较少,特别是一些基层医院的医生更是难有机会进行培训。此外,虚拟仿真设备没有真实的触觉,跟真实手术环境有一定的差距。据我们所知,目前虚拟现实仿真设备还不能模拟LLR的全手术过程。活体动物生理解剖结构与人相似,能开展复杂技术培训并能完成与止血类似的整个过程,在活体动物上的操作能让受训者掌握一次与人体手术类似的经验。但是活体动物价格昂贵,需要麻醉医生的专门麻醉及伦理学方面的考虑,甚至在一些国家(比如英国)用活体动物进行培训是不合法的,此外,活体动物不能提供持续的出血,使受训者有反复训练的机会,因而活体动物很难推广到高级技能培训课程当中。目前用于腹腔镜缝合打结训练的培训模型主要是橡胶模型,其准备简单,价格便宜,但橡胶模型与真实人体组织有很大的差距,其解剖结构与质地都与真实组织大不相同。肝脏组织质地比较脆,管道结构复杂,术中稍有不慎就会引起大出血,使得用橡胶模型无法满足肝脏的缝合止血技术的训练。离体动物器官模型价格便宜,易于获得,术前准备时间短,也许是最佳的可以用于高级培训课程的培训模型。Strickland等用离体羊肝用于LLR缝合打结技术的训练,但是此模型没有血液循环,不能模拟术中出血,跟真实手术环境还有很大的差距。1993年Szinicz, G等首次提出POP (Pulsatile Organ-Perfusion,有脉动的灌注器官,)概念,通过导管将泵和离体脏器的血管相连接,灌注液由自来水和食用颜料混合而成,通过控制泵的频率和压力来调节离体器官血管压力。但是其灌注液为自来水,易渗透血管壁及毛细血管,肝切除过程中,红色液体分布整个手术视野,受训者基本无法辨别出血部位,在临床手术环境中,小于3mmm的血管均可以用超声刀或者电刀闭合,手术断面能清晰地看到出血处,因而自来水灌注并不能模拟真实的手术断面出血,此外,此研究也没有对POP模型进行验证,不能说明POP模型能够用于高级技能培训课程。羊肝的分叶及肝门部的解剖结构与人体肝脏较为相似,目前还没有研究对羊肝内部管道结构进行立体研究,培训中如何准确的设置出血点还有一定的难度。此外,培训者术前充分了解羊肝内管道结构分布情况,也能减少术中不必要的血管损伤。因而本研究拟探索一种不易渗透的灌注液,构建简单、经济、能模拟肝脏血流的培训模型,并对此模型进行构造效度验证,初步探索腹腔镜肝切除术缝合止血技术的学习曲线,为此模型能否用于将来的LLR高级培训课程提供理论基础,对羊肝进行三维数字化建模,为受训者和培训模型制作出血处提供解剖结构参考模型。目的1.构建具有持续血供的离体肝脏培训模型,使受训者能够在较真实的手术环境中进行腹腔镜肝切除术相关技术的训练;2.构建羊肝三维数字化模型,为培训模型制作和受训者提供解剖结构参考模型;3.对此培训模型进行构造效度验证,并对腹腔镜下缝合止血技术的学习曲线进行探索,验证此模型是否能够区分不同腹腔镜经验的手术者以及经过反复训练能否提高受训者的缝合止血技能,以期为能否用于将来的LLR高级培训课程提供理论基础。方法标本处理及插管共于屠宰场购买28个羊肝标本,体重在0.6kg到1.1kg之间,平均体重0.82kg,购买过程中确保肝门部保留完好,并保留有小段肝后下腔静脉,肝表面及管道结构无破损,肝脏新鲜,内部管道无淤血。小心解剖分离肝门部门静脉,用注射器抽出胆囊内过多胆汁。将直径5mm特制玻璃管插入门静脉,用10号手术线固定结扎,玻璃管的另一端连接5cm橡胶管,用注射器通过橡胶管往门静脉内注射空气,检查血管是否有泄漏之处,对泄露处进行结扎。橡胶管的另一端连接至1500ml灌肠袋输液管。将灌肠袋悬挂于输液架上,调整输液架高度为1.45m(相对于肝脏高度)。以下内容分三部分介绍：1.能模拟血流的离体肝脏培训模型的构建;2.羊肝的三维数字化建模;3.对培训模型进行验证并对腹腔镜缝合止血技术学习曲线进行初步探索。1.离体肝脏培训模型构建1.1确定合适的明胶液体浓度明胶液体常温下为液态,预冷后凝固,为保证明胶液体的稳定性,将室温控制在25℃,此外,明胶浓度越大,液体流速越慢。分别按不同比例将明胶与生理盐水混合(10g明胶混合100ml水,20g明胶混合100ml水,30g明胶混合100ml水,40g明胶混合100ml水;50g明胶混合l00ml水),分别进行水浴加热,玻璃棒搅拌至明胶完全溶解,再将适量水溶性颜料加入液体中溶解。将不同浓度明胶液体加入灌肠袋中,观察肝断面血流情况,确定最佳明胶浓度。1.2培训模型构建自制长宽高分别为40cmx33cmx 18cm的不锈钢盒,将开放式Lancet腹腔镜模拟训练器放置在不锈钢盒的钻孔木板上,模拟腹腔镜镜头固定于模拟训练器上,镜头调整至适宜角度、适宜焦距。为保证模拟器内亮度,将LED灯管固定于模拟训练器侧壁。将绿色手术铺巾折叠后平整放置在模拟训练器底板上。插好玻璃管的羊肝膈面朝下放置于手术铺巾上,将1000ml配备好的最佳浓度的明胶液体倒入1500ml灌肠袋中,关闭输液管开关备用。2.羊肝的三维数字化建模用过氯乙烯乙酸乙酯材料混合氧化铅灌注胆总管,牙托材料混合氧化铅灌注肝静脉、门静脉。对灌注后的肝脏标本进行CT扫描,所获得的数据用mimics软件进行三维重建。用浓盐酸腐蚀灌注标本,制作小型猪肝内管道结构铸型标本。3.培训模型验证及缝合止血技术学习曲线探索3.1参与者选择共有23名志愿者参与本项研究,均来自南方医科大学各附属医院。按其腹腔镜经验分为初级组、中级组和高级组。初级组成员11个,为普外科研究生,之前观摩过腹腔镜手术,基本没有任何腹腔镜操作经验。中级组成员6个,为主治医生,均作为主刀做过15例以上腹腔镜胆囊切除术,但是没经历过腹腔镜体内缝合打结。高级组成员6个,均是有丰富LLR经验的外科医生。3.2腹腔镜操作任务及实验数据收集中级组和高级组成员只进行一次肝脏表面缝合打结和肝断面缝合止血,初级组成员共进行10次肝脏表面缝合打结和断面缝合止血,肝脏表面缝合打结规定4个预穿刺点,做8字缝合。视频录制每名参与者操作过程用于后续数据的分析。操作结束后,中级组和高级组成员均完成一份调查问卷,问卷采用Likert量表对培训模型与真实手术环境相比的逼真情况进行评价,评分范围是1分～5分,5分(非常逼真),4分(逼真),3分(既不同意也不反对,中立),2分(不同意),1分(非常不同意),4分以上表示其认为模型的逼真度高。评价内容包括5个方面：(1)模拟出血情况;(2)离体肝脏的外观和颜色的逼真情况;(3)离体肝脏的质感;(4)离体肝脏解剖条件逼真情况;(5)模型总体逼真情况。表面缝合打结数据：(1)记录肝脏表面缝合打结时间,计时从持针开始,剪线后结束;(2)测量8字缝合各进针、出针点与标记点之间的距离,四个进针、出针点与标记点的距离之和为肝脏表面缝合的偏差值(即缝合精度);(3)用23分量表对缝合打结表现进行评分。缝合止血测量数据：缝合止血时间,计时从持针开始,止血并剪线后结束。3.3统计学分析用Excel2013和SPSS20.0对数据进行统计分析,三组之间差异的比较采用单方差分析,学习曲线采用重复测量数据的方差分析。P0.05有统计学意义。结果1.室温条件下,40g明胶混合l00ml水,能获得较好的模拟出血效果;2.构建的模拟训练器光线佳,视频清晰,志愿者对模型的评价内容均在4分以上;3.构建的羊肝三维数字化模型立体感强,可清晰显示肝内管道在肝实质内的分布情况,可显示门静脉、肝静脉的5到6级分支;4.三组志愿者之间的数据有统计学差异,验证了模型的构造效度;5.初级组成员经过10次培训后,其肝脏表面缝合打结时间由(755±275see) 降低至(202±49 see)(P0.05),断面缝合止血时间由(796±321 see)降低至(305±85 see)(P0.05),经过5次培训后,表面缝合打结时间达到平台期,断面缝合止血时间在第6次培训后达到平台期;6.初级组成员经过4次训练后,表面缝合精度和缝合表现分数均达到稳定值。结论本研究成功的构建了简单、经济、能较真实的模拟术中静脉出血的离体肝脏培训模型。构建的三维数字化模型立体感强,能有效指导培训中出血点的设置。此模型能够区分不同腹腔镜缝合经验的手术者,经过6次培训后,腹腔镜缝合止血技术可得到显著提高。