摘要

目的:評估虛擬現實手術模擬器的使用是否加速了白內障手術的學習曲線，減少了真實患者的焦慮和並發症率。

方法:2018年1月至11月期間，在阿根廷眼科委員會總部使用EyeSi模擬器(VRmagic)開展了白內障手術虛擬模擬課程。在課程結束時，住院醫師和專家回答了一份匿名調查，以評估這項工作的目標。

結果:共有12名醫師完成課程並回答調查，2/3為專科醫師，1/3為住院醫師或兼職醫師。在課程開始前，大多數外科醫生對白內障手術的最後步驟很有信心，對初始步驟沒有信心。大多數人認為模擬器提高了他們在更困難和不太自信的步驟中的表現(撕囊、骨折和移除象限)，但隻有少數人認為模擬器提高了他們在複雜情況下的表現(瞳孔擴張器的使用和前玻璃體切除術)。100%的參與者認為虛擬模擬可以加速他們對白內障手術不同步驟的學習曲線，降低他們在真實患者中的並發症發生率，而91.7%的參與者回答說它可以減少手術過程中的焦慮。

結論:住院醫師和有幾年專業實踐經驗的專家使用虛擬現實手術模擬器，有利於縮短白內障手術不同步驟的學習曲線，減少手術過程中的壓力和焦慮，降低真實患者的並發症發生率。

關鍵字

EyeSi;手術模擬器;虛擬現實;居民;白內障手術;阿根廷眼科委員會

簡介

由於缺乏病人願意接受接受培訓的外科醫生的手術，以及這一做法所帶來的醫療法律風險，醫療專業的外科培訓和獲得特定手術技能越來越困難。學習進行白內障超聲乳化手術是眼科住院醫師項目中非常重要的一部分，盡管住院醫師進行的病例數可能在50到300[1]之間。眼科住院醫師手術培訓的限製包括財務成本、人力成本和時間限製。手術模擬的主要好處之一是對患者沒有傷害風險。

有研究表明，手術並發症的發生率受外科醫生的經驗和技能的影響[3,4]。考慮到住院醫生在白內障摘除手術中需要雙手和雙腳的協調能力，在住院醫生的手術中使用手術模擬器可以提高手術效果，降低並發症發生率。許多作者提出，如果將虛擬現實模擬器納入係統的訓練計劃[6]，那麼使用虛擬現實模擬器將更加成功。Feudner EM, et .[7]報道，使用EyeSi虛擬模擬器訓練的居民在濕豬眼實驗室表現優越。這是非常重要的，因為需要新的動物組織和耗時的豬眼睛的準備限製了在多種情況下執行特定手術步驟的可能性。

EyeSi模擬器是一種最先進的設備，可以在不對患者健康構成風險的環境中練習簡單和複雜的病例，學習手術器械的使用，並增加專業經驗[8,9]。關於在真實手術室中白內障手術的表現，Belyea DA等[5]證明受過模擬訓練的外科醫生超聲乳化時間更短，超聲功率更低[5]。Pokroy R等人[10]證明，在虛擬現實手術模擬器中的訓練縮短了前50例白內障手術患者的學習曲線，並指出在[10]訓練中，不太適合的患者受益更多。另一項研究發現，在住院早期使用的EyeSi模擬器模塊的分數可以預測住院醫生在實際手術中的未來表現，並可能允許識別需要白內障手術補充培訓的住院醫生[11]。

因此，這項工作的目的是評估虛擬現實EyeSi手術模擬器在眼科醫生的白內障手術培訓中的效用。

材料與方法

研究設計

2018年1月至11月期間進行了一項前瞻性、觀察性、描述性橫斷麵研究，其中包括在布宜諾斯艾利斯市阿根廷眼科委員會總部參加白內障手術虛擬模擬課程的醫生，EyeSi模擬器虛擬現實手術模擬器(VRmagic, Mannheim, Germany)位於布宜諾斯艾利斯市，這是眼科手術中最常用的模擬器。

要評估的參數

學生必須在課程結束時回答心理測量評估，這是一項專門為本研究設計的匿名調查，結構為封閉式問題，有二分、多題或多項選擇答案(附件1)。

EyeSi模擬器的特性

其最先進的技術提供了三維互動體驗，具有極高的真實感，並且對患者沒有風險。它有一個模擬立體圖像的虛擬手術顯微鏡和人工探針，當插入虛擬眼睛時模擬虛擬儀器(圖1)。監視器顯示超聲乳化參數，可以由導師或從業者隨時修改，就像在真實手術中發生的一樣(圖2)。允許重複執行和測量教師定義的手術步驟。它的硬件和軟件永久記錄測量結果，提供4個主要類別的反饋:外科醫生的效率，手術目標的實現，外科醫生的傷害或錯誤，以及任務期間的形成性教育[8,9]。

圖1:EyeSi虛擬模擬器。

圖2:超聲乳化參數取自模擬器監視器。

課程內容和形式

課程包括6個模塊:2個虛擬(4小時)和4個麵對麵(20小時)。虛擬課程包括一個模塊的介紹白內障和一個模塊的介紹使用模擬器。這兩項都必須在第一次麵對麵會議時完成並獲得批準。麵對麵的課程分為10次，每次2小時。麵對麵學習的最長時間為第一次學習之日起3個月。學生必須完成任務並獲得一定的分數才能進入下一個複雜級別。訓練有素的外科醫生(教練)親自監督和建議學生，個性化的和持續的。

模塊1是理論性的，從白內障導論開始在線學習，必須在使用模擬器之前進行，持續時間為3小時，分為8類:超聲動力學，超聲技術，並發症和疑難病例，人工晶狀體注射，連續圓形撕囊，切口，皮質塊和粘彈性抽吸和水剝離。該模塊通過CAO虛擬平台實現。

模擬器管理指南的第2模塊是在使用模擬器之前在線必修的。它持續了1個小時，包括一個關於模擬設備操作的定向課程。該模塊是通過VR魔術平台製作的。

導論模塊3 (CAT-A)包括四個部分:前房導航，囊內導航，雙手導航和儀器。所有任務都必須按順序完成，並且需要50分(通過連續三次正確完成任務來實現)才能進入下一步(圖3)。

圖3:前房導航。

白內障入門(CAT-B)模塊四包括五個部分:導航與儀器、撕囊術、囊內組織、停切和人工晶狀體植入。所有任務都必須按順序完成，並且需要60分(通過連續三次正確完成任務來實現)才能進入下一步(圖4)。

圖4:撕囊。

白內障中級(CAT-C)模塊五包括撕囊、分治、劈灌和抽吸四個部分。所有任務都必須按順序完成，並要求70分(通過連續三次正確完成任務來達到)才能進入下一步。

晚期白內障(CAT-D)第六模塊由五部分組成:撕莢膜不穩定撕裂、弱包膜和弱帶、撕莢膜變異、白色白內障和包膜斑塊。所有作業都必須按順序完成，要求80分(連續三次正確完成作業)才能通過該模塊。

評價

每個任務都被分級並記錄在案。因此，學生能夠詳細了解自己的優勢和需要改進的地方。在課程結束時，提交了一份詳細的學生表現報告，包括總分和總訓練時間。學生還獲得了課程批準文憑，為了評估課程的學習和組織，必須回答結構化的匿名調查

結果

共有12名醫生在阿根廷眼科委員會總部完成了白內障手術虛擬模擬課程，批準了2個虛擬模塊和4個麵對麵模塊，並在課程結束時回答了匿名調查。對調查的答複總數見表1。同樣，下麵將更詳細地描述它們。

表1:調查結果。
N=應答者的數字順序
Res=常駐或同時居住;規範=醫學專家
破裂=撕囊;水化=水化剝離和水化分層;超聲乳化術= Pacofracture;QR =象限切除;人工晶狀體植入術;粘=粘彈性的願望;AntVit =前玻璃體切除術;瞳孔擴張器的使用

少數(4名)為在讀住院醫生(33.3%)，其中3名為住院醫生或兼3年，1名為住院醫生或兼2年，無住院醫生或兼1年。其餘8名醫生為眼科專科醫生(66.6%)，其中4名醫生的專業資曆介乎5至10年，3名醫生的專業資曆少於5年及1名醫生的專業資曆超過10年。

參與者的年齡在26歲到48歲之間，平均35.8歲，中位數36.5歲。男性(7人或58.3%)略高於女性(5人或41.7%)。略占多數的是阿根廷人(7人或58.3%)，其中5人來自該國內陸，2人來自布宜諾斯艾利斯自治市。少數是外國人(5人或41.7%)，其中3人來自烏拉圭，1人來自巴拉圭，1人來自玻利維亞。

大部分(11名)醫生在課程開始前做過白內障手術(91.7%)，唯一沒有做過白內障手術的受訪者是住院醫生或兼職醫生(培訓最少的那位)。在11名曾經為患者做過白內障手術的醫生中(圖5)，大約一半的受訪者肯定做過少於50次的人類白內障手術，也就是說，他們處於學習曲線的早期階段，與正在接受培訓的醫生和一些從業時間不足5年的專家通信。另一半是專業醫生，他們的工作年限更長，在白內障手術方麵經驗更豐富。

圖5:在人類身上進行手術的大約數量是多少?(n = 11)。

在圖6中,可以看出大多數外科醫生回答說,虛擬仿真課程開始前,他們感到非常有信心在白內障手術的最後一個步驟在粘彈性願望(90.9%,72.7%,人工晶狀體插入),適度自信和囊袋上hydrodelamination(63.6%)和缺乏信心在白內障手術的密鑰和初始步驟(facofracture撕的27.3%,18.2%和18.2%的象限),這可能會導致其他手術過程中的嚴重並發症。對於需要更多經驗來解決複雜病例的步驟，如使用瞳孔擴張器或實施前玻璃體切除術，兩人都沒有信心。這些置信水平與專業培訓的程度或以前做過的手術數量無關。

圖6:在課程開始前，你對手術的哪些步驟最有信心?(您可以檢查多個選項)(n=11)。

對於受訪者來說，最困難的手術步驟與他們感覺最不自信的步驟(72.7%的晶狀體骨折，54.5%的撕囊術和36.4%的象分取出)或那些沒有任何信心的步驟(前玻璃體切除術或使用瞳孔擴張器)相吻合，而助手最簡單的手術步驟與那些感覺最自信的步驟相吻合(粘彈性抽吸，人工晶狀體插入，水化剝離和水化分層)。撕囊術是執業醫師最難的手術步驟(100%)。對於專科醫生來說，骨折是最困難的步驟(87.5%)，其次是前玻璃體切除術和使用瞳孔擴張器(50%)。圖7所示的信息。

圖7:在課程開始前，您在手術的哪幾個步驟比較困難?(您可以檢查多個選項)(n=11)。

大部分(63.6%)的應答者回答說，在接受培訓期間，在對人體進行白內障手術時，有合格的外科教練。外科指導員的存在與否與外科醫生的訓練程度無關。所有課程參與者都有超聲乳化流體管理的先驗知識。所有參加課程的人都認為，虛擬課程可以提高他們在真實患者白內障手術不同步驟中的總體表現。

圖8顯示了調查結果，關於調查結果，大多數參與者認為他們的表現在他們更困難和感覺不太自信的步驟中有所改善(91.7%的人在撕囊術中表現有所改善，66.7%的人在骨折和象限移除術中表現有所改善)，而略多於三分之一的患者在步驟上有了改善，他們感到更有信心，困難更少(41.7%在水化剝離和水化分層以及人工晶狀體植入方麵，33.3%在粘彈性抽吸方麵)。隻有少數人認為他們的表現在需要更多經驗來解決複雜病例的情況下有所改善(16.7%的人使用瞳孔擴張器，8.3%的人使用前玻璃體切除術)。專業訓練程度與白內障手術具體步驟的改善無顯著性差異。除從業10年以上經驗豐富的醫生外，受訓醫生和專科醫生均有撕莢膜性能的改善，他們隻報告了在水化剝離和水化分層方麵的改善。

圖8:你認為在哪些步驟中你的表現得到了更大的提高?(檢查所有適用)(n=12)。

所有參與者都認為虛擬模擬課程可以加速他們對真實患者白內障手術不同步驟的學習曲線。大部分應答者(91.7%)回答說，在實際患者接受白內障手術前，可以減少焦慮。這個答案與專業培訓程度無關。所有參與者都認為，在虛擬課程中所學到的知識將有助於降低他們在真實患者中的並發症發生率。

討論

部分討論之前發表在西班牙語[12]的阿根廷眼科委員會的OCE雜誌上。

課程的大部分參與者都是眼科醫生，他們從事這一行業長達10年，已經為人類做過白內障手術，其中一半的人做過不到50次手術。這證明了在繼續醫學教育中使用模擬器的重要性，不僅在住院醫生中，而且在專科醫生的專業實踐中。我們還可以推斷，傳統的眼科住院醫院白內障手術教學方法並不能滿足專業現代實踐的所有需求或期望。

在2020年3月發表的一項評估眼科技術和非技術技能培訓所有模擬模型的係統綜述中，描述了廣泛的模型，但隻有EyeSi進行了全麵的調查。53項研究基於虛擬現實工具，47項基於濕實驗室模型，26項基於幹實驗室模型，5項基於電子學習。效度最強的模型是Eyesi Surgical, Eyesi Direct Ophthalmoscope和Eye Surgical Skills Assessment Test。除Sophocle玻璃體視網膜手術模擬器顯示為3級(下遊效應)和Eyesi為5級(目標效應)外，模擬器模型的有效性評級大多僅限於2級(包含效應)，用於白內障手術[13]。這就是為什麼迄今為止，EyeSi設備是最有效和最有效的工具，以模擬為基礎的眼科手術訓練。

然而，2019年發表的一項研究提出了是否值得在手術模擬器上花費時間和金錢的問題，該研究得出的結論是，EyeSI模擬在新興外科醫生和專家之間的辨別能力僅存在於第一次培訓課程中，目前開發狀態的EyeSI模擬器似乎需要進一步開發，才能用作選擇外科培訓住院醫生和重新認證更高級外科醫生的工具。

大多數外科醫生在手術的最後步驟(通常是最簡單的)更有信心，難度更小，而在晶狀體處理(撕莢膜、骨折和象牙體去除)等關鍵步驟上，他們的信心更低，難度更大，這些步驟構成了手術的中心核心，如果不能得到滿意的解決，可能會導致後續步驟的並發症更大。此外，他們對解決複雜病例或手術並發症(如前玻璃體切除術或使用瞳孔擴張器)的關鍵步驟沒有信心。這證實了在眼科醫療院對這一手術的教學是不完整的，有必要用非傳統的教學方法進行補充，如使用虛擬現實手術模擬器。這一缺陷也體現在專科醫生身上，因此模擬器的使用不僅限於醫療住院，而且也可以由專科醫生使用。

近三分之二的受訪者在他們的住院醫師培訓期間有一個合格的外科教練，這是非常好的和必要的，但也意味著超過三分之一的人在沒有合格教練的監督下完成了他們的外科培訓。

所有參與者之前都了解白內障手術中的流體學，這對於管理手術團隊以及了解正常手術中出現的情況和並發症非常重要。

所有參與者都回答說，虛擬課程使他們在真實患者的白內障手術中提高了他們的總體表現，這證實了虛擬模擬器在醫療培訓中的作用，可以培訓更有效、高效和可靠的外科醫生，從而使患者受益。下麵的問題也加強了這一點，在這個問題中，大多數參與者回答說，他們在他們更困難和感覺不太自信的步驟中提高了他們的表現。

這與洛杉磯大學醫學中心進行的一項回顧性研究相吻合，該研究發現，用虛擬現實模擬器訓練住院醫生，可以將真實手術中錯誤撕囊的範圍減少3.2倍[15]。

這一結果也與英國皇家眼科學院(Royal College of ophthalology)讚助的一項研究相吻合。在該研究中，使用EyeSi的外科醫生在第一年和第二年未經調整的後囊破裂(PCR)率降低了38%，從2009年的4.2%降至2015年的2.6%，而沒有使用EyeSi的外科醫生則降低了3%，從2.9%降至2.8%。在“現場”或“場外”獲得EyeSi的外科醫生[16]中，獲得EyeSi組PCR率的下降相似。

在這門課程中獲得的反饋也與哥本哈根大學的一項多中心前瞻性工作相吻合，該工作表明，在虛擬模擬器培訓後，新手外科醫生和那些做過75次白內障手術的外科醫生在真實手術室中的表現顯著提高(分別為32%和38%)，而更有經驗的外科醫生並沒有從這種虛擬培訓中受益[17]。

墨西哥的一項研究表明，與未接受EYESi®手術模擬器的畢業生相比，先前對晶狀體超聲乳化手術畢業生進行的訓練減少了手術時間，脫垂或玻璃體丟失的發生率減少了近50%，並縮短了前50次真實手術的學習曲線。

然而，在複雜病例或手術並發症中仍然存在一個主要問題，因為隻有少數人認為在這些病例中他們的表現有所改善(16.7%的患者使用瞳孔擴張器，8.3%的患者使用前路玻璃體切除術)。這個問題可以通過在這些複雜的案例中投入更多的模擬時間來解決，或者在初始水平和高級水平上增加一倍的虛擬模擬課程，並允許參與者進行其中一種。

所有參與者都認為虛擬模擬課程有助於加快他們的白內障手術學習曲線，並有助於降低他們的並發症發生率，而大多數參與者回答說，該課程可以減少他們在一位真實患者白內障手術前的焦慮。這些都證實了虛擬模擬技術在專科醫生的手術培訓、提高手術效果、造福患者方麵的實用性。這與文獻中發現的使用虛擬現實模擬器訓練的住院醫生超聲時間更短，術中並發症更少，學習曲線更短相吻合[5,9,19-22]。

在這項工作的優勢中，我們有描述性觀察橫斷麵設計，使我們能夠快速和直接地研究變量之間的關係，成本低廉，使用虛擬現實模擬器時沒有倫理問題，並且易於再現。另一個優點是，它涵蓋了所研究的整個人口，而不需要對其進行抽樣，這意味著要使用完整的信息。使用帶有封閉式問題的結構化問卷也是積極的，它可以快速、直接、低成本、易於係統化地獲得可靠的信息，而不受采訪者的偏見影響。

在這項工作的弱點中，我們有相對較小的人口規模，這可能導致結果的可靠性和有效性的錯誤。為了增加人口規模，應克服妨礙居民和醫療專家使用虛擬模擬器的某些障礙，如經濟(降低課程成本或建立獎學金製度)、地理(在全國不同地區或不同會議上預先製定使用模擬器的時間表)、信息(增加關於虛擬模擬在真實手術學習曲線和減少並發症方麵的優勢的宣傳)或其他。

橫斷麵設計本身也可能意味著一個弱點，因為對研究問題的回答受到受訪者主觀性的影響。為了客觀評估虛擬現實手術模擬器的使用是否縮短了學習曲線，減輕了壓力和焦慮，並降低了真實患者白內障手術並發症的發生率，一項前瞻性、觀察性、分析性和縱向研究，由兩組住院醫生和專家組成，一組使用虛擬現實模擬器，另一組不使用虛擬現實模擬器，然後在一定的時間內，由一個以上的獨立觀察者評估這三個方麵，並使用以前由參考書目驗證的性能工具進行掩蓋。這種工具的一個例子是GRASIS(全球眼內手術技能評級評估)，它使用眼外科手術的不同方麵，如器械管理、手術發展、手術時間、眼結構和其他組織的治療、非優勢手的使用和平均表現，分別進行總分評分，並允許一位外科醫生與另一位外科醫生進行[11]比較。

另一個可以使用的工具是白內障手術技能客觀結構化評估(OSACSS)，它包括一個全局指數和特定任務項目的量表，得分從1(表現不佳)到5(表現良好)(圖9)。然後將所有分數加在一起，得到一個總分，可以比較一個外科醫生與另一個外科醫生之間的表現，一個手術與另一個手術之間的表現。

圖9:白內障手術技能的客觀結構化評估。

該工具在2019年丹麥的一項多中心前瞻性工作中得到驗證，該工作表明，在現實生活中具有不同經驗水平的所有白內障外科醫生中，模擬器性能得分與OSACSS平均得分之間存在統計學顯著相關性，Pearson相關性為0.65[24]。

為了產生強有力的證據，並證明模擬應該是眼科培訓的一個組成部分，創建了一個全球合作計劃，國際眼科模擬論壇(IFOS)，它提出了一個結構化的，連續的和監督的計劃，並假設它可以提供一個重要的技能轉移，特別是在眼科手術培訓的早期階段[25]。

結論

根據這項研究的結果，並根據現有的參考書目，使用虛擬現實手術模擬器對眼科醫生進行培訓，無論是在眼科住院醫生還是隻有幾年專業實踐的專科醫生，似乎都是有益的，可能縮短白內障手術不同步驟的學習曲線，間接減少手術期間的壓力和焦慮。並可能降低實際患者的並發症發生率。如討論中所述，這些數據應通過另一項研究設計來確認。

謝謝

• 以阿根廷眼科委員會主席哈維爾·卡西拉吉醫生的名義向該委員會當局發出。
• 致白內障手術虛擬模擬課程主任Daniel Badoza博士和Dra。馬裏亞納Palavecino。
• 阿根廷眼科委員會教育領域的秘書瑪麗安娜·希弗。

附件

附件1:白內障手術虛擬模擬過程綜述。

1. 你受過什麼程度的眼科訓練?
1. 1年常住或兼住
2. 兩年常住或兼住
3. 3年常住或兼住
4. 居民主要
5. 從業5年以下的醫學專家
6. 醫學專家，從業5至10年
7. 從業十年以上的醫學專家

2. 你受過什麼程度的眼科訓練?
1. 是的(繼續問題3)
2. 沒有(跳到問題7)

3. 如果你在人類身上做白內障手術，大概有多少人?
1. 少於50
2. 50到100之間
3. 在100到200之間
4. 超過200個

4. 如果您有手術經驗，您對手術的哪一步最有信心?(可選擇多個選項)
1. 撕
2. 水化剝離和水化分層
3. Phacofracture
4. 象限切除
5. 人工晶狀體植入
6. 粘彈性的願望
7. 前部玻璃體切除術
8. 使用瞳孔擴張器

5. 在課程開始前，你在哪些步驟上比較困難?(可選擇多個選項)
1. 撕
2. 水化剝離和水化分層
3. Phacofracture
4. 象限切除
5. 人工晶狀體植入
6. 粘彈性的願望
7. 前部玻璃體切除術
8. 使用瞳孔擴張器

6. 如果你以前做過白內障手術，你身邊總是有一個合格的外科指導老師(住院醫師主任或指導老師，工作人員醫生，還是部門主任?)
1. 是的
2. 不

7. 你之前是否有超聲乳化流體管理方麵的知識?
1. 是的
2. 不

8. 您認為這門課程是否讓您在白內障手術的不同步驟中提高了表現?
1. 是的
2. 不

9. 你認為在哪些步驟中你的表現得到了更大的提高?(檢查所有適用的)
1. 撕
2. 水化剝離和水化分層
3. Phacofracture
4. 象限切除
5. 人工晶狀體植入
6. 粘彈性的願望
7. 前部玻璃體切除術
8. 使用瞳孔擴張器

10. 您是否認為這門課程有助於加快您對白內障手術不同步驟的學習?
1. 是的
2. 不

11. 你認為你在課程中學到的東西會減少你在白內障手術中對真實病人的焦慮嗎?
1. 是的
2. 不

12. 你認為你在課程中學到的東西會幫助你降低實際病人的並發症發生率嗎?
1. 是的
2. 不

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條信息

文章類型:研究文章

引用:Nuova PJ(2020)阿根廷眼科委員會的居民和醫療專家對Eyesi虛擬現實手術模擬器使用的評估。中國外科雜誌6(3):dx.doi.org/10.16966/2470-0991.213

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出版的曆史:

收到日期:2020年3月27日

接受日期:2020年4月8日

發表日期:2020年4月14日