如今，基于模擬的培訓(xùn)構(gòu)成了程序?qū)W習(xí)曲線的很大一部分，可以使用培訓(xùn)模型獲得。程序訓(xùn)練模擬器模仿人體解剖學(xué)或手術(shù)步驟的某些方面，通過模擬該解剖學(xué)或手術(shù)步驟的特征促進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)。應(yīng)用手術(shù)模擬器具有多種優(yōu)勢(shì)，例如量身定制的培訓(xùn)、方便的編程和維護(hù)患者安全。泌尿科醫(yī)生通過在開放式泌尿外科、腔內(nèi)泌尿外科、腹腔鏡和機(jī)器人輔助泌尿外科中應(yīng)用程序培訓(xùn)模擬器而受益。不同的模式包括合成、動(dòng)物組織、活體動(dòng)物、3D 打印模型、VR 和 AR 模擬器、人體尸體和完全沉浸式模擬。保真度、有效性和可靠性是模擬器的關(guān)鍵特性。本章概述了應(yīng)用于泌尿外科領(lǐng)域的不同類型的模型/模擬器。我們還將提供有關(guān)優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)的更多信息以及寶貴的提示，以選擇最合適的模擬器以實(shí)現(xiàn)最佳培訓(xùn)效果。

7.1簡介

在過去的二十年里，外科培訓(xùn)和教育已經(jīng)摒棄了幾個(gè)世紀(jì)以來一直致力于培養(yǎng)精通外科醫(yī)生的師徒模式，并逐漸采用了航空和軍事等行業(yè)所遵循的策略，這些行業(yè)嚴(yán)重依賴模擬培訓(xùn)而不是真正的培訓(xùn)。生活暴露 [ 1 , 2 ]。傳統(tǒng)的“看一個(gè)，做一個(gè)，教一個(gè)”的培訓(xùn)模式 [ 3 ] 在二十一世紀(jì)的外科培訓(xùn)中已經(jīng)失去了認(rèn)可，通過應(yīng)用模擬，可以使用培訓(xùn)模型獲得大部分程序?qū)W習(xí)曲線 [ 4 ]。從歷史上看，第一臺(tái)醫(yī)療模擬器是人類患者的簡單模型 [ 5]. 根據(jù)定義，模型是一種表示形式，通常是縮影，用于顯示某物的結(jié)構(gòu)或外觀，或者是更復(fù)雜事物的簡化版本。當(dāng)無法創(chuàng)建原始手術(shù)條件（程序）時(shí)，模型用于分析和解決問題或進(jìn)行預(yù)測。它們代表真實(shí)世界的系統(tǒng)或概念，旨在通過模擬進(jìn)行測試、分析或用于培訓(xùn)目的。另一方面，模擬是隨著時(shí)間的推移實(shí)施模型/模擬器，使該模型栩栩如生并展示特定對(duì)象或現(xiàn)象在特定條件下的行為。特別是程序訓(xùn)練模擬器模擬人體解剖學(xué)或手術(shù)步驟的某些方面，通過模擬該解剖學(xué)或步驟的特征來促進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)。由于受訓(xùn)者的學(xué)習(xí)速度和技能各不相同，并非所有人都有足夠的時(shí)間通過師徒法按時(shí)掌握一項(xiàng)手術(shù)技術(shù)。模擬訓(xùn)練可以方便地學(xué)習(xí)，因?yàn)槭苡?xùn)者可以在時(shí)間允許的時(shí)候?qū)W習(xí)，而不必在住院病人稀缺時(shí)等待特定的手術(shù)。在手術(shù)室進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)，會(huì)損失很多手術(shù)時(shí)間，因此模擬培訓(xùn)不會(huì)減慢列表的進(jìn)度或減少員工的培訓(xùn)時(shí)間。相反，它允許手術(shù)室外的培訓(xùn)根據(jù)個(gè)人需求量身定制，避免在同行周圍進(jìn)展緩慢的尷尬。此外，可以更改特定任務(wù)的終點(diǎn)以滿足受訓(xùn)者的需求，

通過專注于泌尿外科，在腔內(nèi)泌尿外科、腹腔鏡和機(jī)器人輔助手術(shù)領(lǐng)域開展了數(shù)量最多的程序培訓(xùn)模擬器和后續(xù)驗(yàn)證工作[ 6、7、8 ]。相反，開放式泌尿外科手術(shù)模擬只看到了少數(shù)經(jīng)過驗(yàn)證的模型 [ 9]. 隨著時(shí)間的推移，人們使用了不同的工具來幫助外科醫(yī)生獲得技術(shù)技能。盡管它們的組成很簡單，但事實(shí)證明，即使是海綿也能像現(xiàn)代虛擬模擬器一樣有助于獲得特定的動(dòng)作，比如體內(nèi)打結(jié)。盡管如此，今天通過將海綿與復(fù)雜的模擬器進(jìn)行比較，很容易理解使海綿“過時(shí)”的多個(gè)方面。為了更好地理解它，我們需要從不同的角度來考慮培訓(xùn)平臺(tái)。本章旨在對(duì)泌尿外科中應(yīng)用的不同類型的模型/模擬器有一個(gè)廣泛的了解。將提供有關(guān)它們的優(yōu)勢(shì)和局限性的更多信息。所有可用模擬器的詳盡列表超出了本章的范圍。

7.2模擬器的主要特點(diǎn)

盡管手術(shù)模擬器在泌尿科醫(yī)師中越來越受歡迎，但在將模擬器用于培訓(xùn)和評(píng)估之前，必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估以證明其教育效果。需要考慮的基本參數(shù)是獲取有關(guān)關(guān)鍵特征和行為的相關(guān)選擇的有效源信息，并簡化外科手術(shù)模擬中的近似和假設(shè)。

模擬器的保真度表明它有多“逼真”，并且在為特定任務(wù)選擇合適的模擬方面起著至關(guān)重要的作用。真實(shí)度或真實(shí)性的范圍從完全人為的（低保真度）到真實(shí)的現(xiàn)實(shí)生活情況（高保真度）。保真度水平應(yīng)適合任務(wù)類型和訓(xùn)練階段。與使用模擬環(huán)境等復(fù)雜的培訓(xùn)輔助工具相比，新手可以使用簡單的模擬器實(shí)現(xiàn)相似或更高的技能轉(zhuǎn)移 [ 10 , 11]. 通過展示更高水平的速度和任務(wù)實(shí)踐，處于更高培訓(xùn)水平的更有經(jīng)驗(yàn)的受訓(xùn)者將受益于更高的保真度水平。最好將模擬器與支持其在程序中使用的教育目標(biāo)結(jié)合使用。

手術(shù)模擬器的可靠性反映了測試或測試設(shè)備的可重復(fù)性和精度 [ 12 ]。

模擬結(jié)果的有效性反映了它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生的可能性或模擬產(chǎn)品或服務(wù)滿足其用戶需求的確認(rèn)。手術(shù)模擬器與一種分析有關(guān)，其最終目標(biāo)是了解其準(zhǔn)確性和可信度。然而，我們?cè)浇咏茖W(xué)分析，尤其是醫(yī)療保健需求，提供該術(shù)語的明確定義就越復(fù)雜。在過去的二十年中，模擬器的驗(yàn)證主要基于問卷調(diào)查或?qū)＜液托率衷谀Ｐ蜕系谋憩F(xiàn)之間的比較。

不同類型的有效性包括 [ 12 , 13 ]：

面部有效性反映了關(guān)于模擬器真實(shí)性的不同意見，包括業(yè)余外科醫(yī)生的意見。它是通過調(diào)查進(jìn)行評(píng)估的，被認(rèn)為是主觀的，提供的證據(jù)水平最低。

內(nèi)容效度反映了專家對(duì)模擬器的看法，以及該模擬器用于培訓(xùn)的合適性和代表性。它還使用調(diào)查進(jìn)行評(píng)估，被認(rèn)為是主觀的，提供最低的證據(jù)水平。

結(jié)構(gòu)有效性衡量模擬器評(píng)估和區(qū)分個(gè)人或一組受訓(xùn)者隨時(shí)間（在一組內(nèi)）的經(jīng)驗(yàn)水平或區(qū)分不同經(jīng)驗(yàn)水平（組間）的能力。

判別效度代表了一種更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)效度形式，它通過在具有相似經(jīng)驗(yàn)水平的群體中區(qū)分不同的能力

并發(fā)有效性反映了新模型與舊模型和黃金標(biāo)準(zhǔn)的比較，通常是利用技術(shù)技能的客觀結(jié)構(gòu)化評(píng)估 (OSATS)。

預(yù)測有效性將模擬期間的表現(xiàn)與手術(shù)室中的表現(xiàn)相關(guān)聯(lián)，通常由 OSATS 測量。

經(jīng)過多年的研究，專家們知道僅通過遵循上述指標(biāo)來確認(rèn)模擬器的有效性可能是不正確的。例如，模擬器對(duì)于向單個(gè)受訓(xùn)者傳授技術(shù)技能是有效的，但對(duì)另一個(gè)受訓(xùn)者沒有用處。這可以用幾個(gè)變量的存在來解釋，例如應(yīng)用課程的類型或所涉及的導(dǎo)師。此外，模擬器的有效性與其真實(shí)性并不嚴(yán)格相關(guān)，還與預(yù)期的模擬結(jié)果有關(guān)。

在過去的幾年中，結(jié)構(gòu)效度獲得了更多的價(jià)值，因?yàn)樗鼮槲覀兲峁┝送饪漆t(yī)生以前的經(jīng)驗(yàn)是否會(huì)影響他在模擬器上的行為的信息。如今，國際文獻(xiàn)將結(jié)構(gòu)效度和評(píng)估方法視為手術(shù)模擬器評(píng)估的核心 [ 14 , 15 ]。因此，最近對(duì)有效性的概念進(jìn)行了重新定義，并增加了更新的方面，即測試內(nèi)容、響應(yīng)過程、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、與其他變量的關(guān)系以及測試結(jié)果 [ 16 ]。

測試內(nèi)容反映了手術(shù)模擬器產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果的能力。通常由一組專家來決定。

反應(yīng)過程是對(duì)評(píng)估方法及其反映和評(píng)分受訓(xùn)者觀察到的表現(xiàn)的能力的分析。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)還側(cè)重于評(píng)估方法、其可復(fù)制性和統(tǒng)計(jì)可靠性。

與其他變量的關(guān)系將績效與已知的技能或能力測量相關(guān)聯(lián)，例如受訓(xùn)者的臨床背景。

結(jié)果正在考慮評(píng)估與手術(shù)室績效改進(jìn)之間的關(guān)系。

因此，驗(yàn)證不僅考慮受試者的意見，無論是新手還是專家，或者與以前的黃金標(biāo)準(zhǔn)相比的優(yōu)勢(shì)，而且還關(guān)注模擬器的設(shè)計(jì)方式、受訓(xùn)者背景的相關(guān)性以及如何關(guān)鍵是評(píng)估了解實(shí)際獲得的技能。盡管如此，有效性研究仍然受到缺乏公認(rèn)的定義和測量方法的阻礙 [ 17]. 就培訓(xùn)計(jì)劃開發(fā)驗(yàn)證手術(shù)模擬器的指南達(dá)成共識(shí)將很有幫助。培訓(xùn)模型的開發(fā)和驗(yàn)證應(yīng)基于多學(xué)科方法，涉及專家（教師）、居民（學(xué)習(xí)者）、教育家（教授教師）和工業(yè)設(shè)計(jì)師（教學(xué)設(shè)施提供者）。

7.3模擬器類型

受訓(xùn)者通常與物理對(duì)象交互，該物理對(duì)象可以是人體模型或人體或動(dòng)物身體的一部分?？梢垣@得的技能是技術(shù)性和非技術(shù)性的?？梢允褂脦追N不同的模擬方式獲得技術(shù)技能，包括虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 模擬器、合成模型、動(dòng)物組織或活體動(dòng)物以及人類尸體，每種方式都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。非技術(shù)技能模擬培訓(xùn)并未受到太多關(guān)注，但在臨床病房和手術(shù)室環(huán)境中正變得越來越流行。這種類型的培訓(xùn)可以在手術(shù)室中通過全沉浸式和高保真手術(shù)室模擬進(jìn)行。關(guān)于模擬器分類的各種分類可以在文獻(xiàn)中找到（表7.1）。

表 7.1 模擬器的分類  

來自：程序訓(xùn)練模擬器

學(xué)習(xí)模擬器類別

7.3.1綜合模型

合成模型（圖7.1）已經(jīng)在手術(shù)模擬領(lǐng)域使用了相當(dāng)長的一段時(shí)間。然而，在 1990 年代初期引入微創(chuàng)手術(shù)后，對(duì)合成模型的需求出現(xiàn)了增長。就在那時(shí)，一家位于布里斯托爾的名為“Limbs & Things”的公司成立了。這家公司專注于微創(chuàng)手術(shù)培訓(xùn)的三維模型，并迅速確定了開發(fā)材料、成型和鑄造技術(shù)以有效模擬軟組織的主要需求。自從合成模型應(yīng)用于各種專業(yè)以來[ 25、26、27 ]。在泌尿外科手術(shù)培訓(xùn)中，合成模型主要用于腹腔鏡檢查 [ 28, 29 , 30 ]，因?yàn)轶w內(nèi)縫合是最難的高級(jí)手術(shù)技能之一，外科醫(yī)生必須掌握這些技能才能進(jìn)行高級(jí)腹腔鏡手術(shù)。合成模型也被用于模擬陰囊檢查[ 31 ]、開放式泌尿外科[ 32、33、34、35 ]、機(jī)器人手術(shù)[ 36 ] 、輸尿管鏡檢查[ 37、38、39、40、41、42、43、44 ], PCNL [ 45 ], TURBT [ 46 ], TURP [47 ] 和 HoLEP [ 48 ]在過去十年中展示了表面、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的有效性（有關(guān)這些模擬器的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見第10、11、12和14章）。

圖 7.1

膀胱沖洗模擬（英國利茲圣詹姆斯大學(xué)醫(yī)院醫(yī)學(xué)教育部提供）

雖然通常結(jié)構(gòu)簡單，但這些模擬器是訓(xùn)練和評(píng)估手術(shù)技能的寶貴工具。主要優(yōu)勢(shì)在于它們的可用性，因?yàn)槭苡?xùn)者甚至可以收集所有組件并自己構(gòu)建模型。它們還具有良好的面部有效性，因?yàn)樗鼈兺ǔＴ谑中g(shù)步驟中實(shí)現(xiàn)人體解剖學(xué)的真實(shí)表現(xiàn)。另一方面，培訓(xùn)師可能會(huì)制定他們的任務(wù)以培訓(xùn)特定的手術(shù)技能。此外，與動(dòng)物組織或尸體相比，合成模型不存在與其使用相關(guān)的健康和安全問題。因此，培訓(xùn)的地點(diǎn)沒有限制，學(xué)員甚至可以在家中與他們一起訓(xùn)練。然而，在某些情況下，尤其是某些步驟，包括使用液體（例如，流血模擬）會(huì)使任務(wù)變得非常混亂。在這些情況下，建議在干技能實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境中使用它們更合適。

這些模型還有其他更實(shí)質(zhì)性的問題。其中一些被認(rèn)為在解剖學(xué)上是不正確的。此外，現(xiàn)代合成模型在訓(xùn)練情況下也可能非常昂貴。特別是對(duì)于腹腔鏡體內(nèi)縫合，一些材料仍然具有離散的“使用壽命”，因?yàn)樵谒兊脽o法使用之前只能在其上進(jìn)行這么多切口。一些市售材料只能使用一次。此外，簡單模型并不總是以與人體或動(dòng)物組織相同的方式做出反應(yīng)。例如，在用合成模型教授某些類型的縫合技術(shù)時(shí)，人造組織容易撕裂，使模擬練習(xí)變得非常困難。

7.3.2 動(dòng)物組織模型

動(dòng)物組織材料包括雞肉、豬肉、肝臟或腸塊（圖7.2). 它是最基本的模擬模型之一，已成功應(yīng)用于手術(shù)模擬數(shù)十年。外科醫(yī)生可以使用這些模型來訓(xùn)練廣泛的手術(shù)技能，從縫合到制作和關(guān)閉切口。此外，這些類型的模型很容易獲得、可分發(fā)、便宜且一次性。動(dòng)物組織的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是適當(dāng)?shù)氖苡?xùn)者接觸真實(shí)組織，包括脆弱性和不適當(dāng)或粗暴組織處理的后果。因此，這些模型通常對(duì)受訓(xùn)者具有良好的面部有效性，并且對(duì)于培訓(xùn)師而言，它們可以很好地了解受訓(xùn)者將如何處理人體組織。動(dòng)物組織模型已被用于腔內(nèi)泌尿外科領(lǐng)域 [ 37 , 43 , 49, 50 , 51 ]、腹腔鏡檢查 [ 52、53、54、55、56、57 ] 和機(jī)器人泌尿外科 [ 58、59 ]，證明了不同程度的有效性。

圖 7.2

用于教授氣孔形成的豬模型（由英國利茲圣詹姆斯大學(xué)醫(yī)院醫(yī)學(xué)教育部提供）

使用動(dòng)物組織的主要缺點(diǎn)之一包括需要特殊設(shè)施來確保健康和安全 [ 60]. 出于衛(wèi)生和保護(hù)原因，獨(dú)特的長凳、清潔材料和冰柜始終被認(rèn)為是必要的。在成為健康危害之前，有限的保質(zhì)期和一定數(shù)量的使用是動(dòng)物組織模型的額外障礙。另一個(gè)困難是對(duì)受訓(xùn)者表現(xiàn)的評(píng)估存在問題，因?yàn)榻虇T應(yīng)該觀察整個(gè)訓(xùn)練過程。這個(gè)要求對(duì)于評(píng)估手術(shù)的成品以及受訓(xùn)者在手術(shù)中如何實(shí)現(xiàn)是至關(guān)重要的。因此，培訓(xùn)師應(yīng)該意識(shí)到成品的外觀可能具有欺騙性。這種問題不僅是基本類型仿真模型的局限性，而且更高級(jí)和更昂貴的仿真器也會(huì)出現(xiàn)這種問題。

7.3.3 虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 模擬器

虛擬現(xiàn)實(shí)是模擬真實(shí)環(huán)境的人機(jī)界面，呈現(xiàn)三維 (3D) 數(shù)字設(shè)置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互（圖7.3）[ 61 ]。杰倫·拉尼爾 (Jaron Lanier) 在 80 年代后期在商業(yè)企業(yè)領(lǐng)域引入了這個(gè)術(shù)語。從那時(shí)起，多年來它主要用于航空工業(yè) [ 62 ]。飛行員和外科醫(yī)生之間可以得出許多相似之處，因?yàn)樗麄兌急仨殞W(xué)會(huì)管理壓力大和可能危及生命的情況，這些情況也是不可預(yù)測的，并且會(huì)立即發(fā)生變化。因此，航空業(yè)所注意到的 VR 模擬的好處激發(fā)了 VR 培訓(xùn)嘗試進(jìn)入外科手術(shù)培訓(xùn)。

圖 7.3

高保真虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器（英國利茲圣詹姆斯大學(xué)醫(yī)院醫(yī)學(xué)教育部提供）

從外科醫(yī)生的角度來看，制造商需要定義將從培訓(xùn)中受益的程序或手術(shù)步驟，并提供標(biāo)準(zhǔn)程序或步驟的培訓(xùn)。模擬器應(yīng)提供準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)、解剖學(xué)的精確度和高水平的交互。從制造商的角度來看，需要考慮不同的因素，包括受訓(xùn)人員的數(shù)量和外科醫(yī)生執(zhí)行特定程序的頻率。開發(fā)成本禁止為更專業(yè)或罕見的程序創(chuàng)建模擬器。

VR模擬器的主要特點(diǎn)包括以下[ 63 ]：

視覺現(xiàn)實(shí)：模擬器應(yīng)該具有高分辨率才能看起來逼真。

物理現(xiàn)實(shí)：模擬器需要交互，設(shè)備需要對(duì)受訓(xùn)者施加的力做出反應(yīng)。器官要有彈性，觸摸或抓取器官和組織時(shí)要有動(dòng)態(tài)的真實(shí)感；它們需要彎曲和變形，就像它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中所做的那樣。

生理現(xiàn)實(shí)：組織需要顯示生命跡象，如器官蠕動(dòng)、出血和肌肉收縮。他們還需要在被操縱時(shí)對(duì)現(xiàn)實(shí)做出反應(yīng)。

觸覺真實(shí)：受訓(xùn)者應(yīng)該感覺到醫(yī)療器械和組織之間的力和壓力。

虛擬現(xiàn)實(shí)允許學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)上模擬的真實(shí)程序步驟，而不會(huì)引起任何患者不適或風(fēng)險(xiǎn) [ 64]. 它還允許受訓(xùn)者在執(zhí)行整個(gè)程序之前根據(jù)需要經(jīng)常練習(xí)特定的程序步驟。當(dāng)模擬非常接近最終將使用特定技能的自然環(huán)境時(shí)，受訓(xùn)者將獲得最大收益。當(dāng)這種重復(fù)與導(dǎo)師針對(duì)特定優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)的適當(dāng)反饋相結(jié)合時(shí)，培訓(xùn)課程就變得很理想。此外，模擬器通常提供“動(dòng)作重放”選項(xiàng)以允許進(jìn)行性能評(píng)估。許多 VR 系統(tǒng)提供客觀的數(shù)據(jù)收集，因此允許對(duì)變量進(jìn)行客觀的反饋，例如完成該過程所花費(fèi)的時(shí)間、錯(cuò)誤率和運(yùn)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性。然后，受訓(xùn)者和導(dǎo)師可以評(píng)估和評(píng)估績效改進(jìn)。高保真全物理VR模擬器。這種類型的 VR 訓(xùn)練可能是醫(yī)學(xué)模擬中的“圣杯”，因?yàn)樗M了根據(jù)實(shí)際患者的圖像數(shù)據(jù)渲染的實(shí)時(shí)患者解剖學(xué)、生理學(xué)和病理學(xué)。此外，它模擬了真實(shí)的手術(shù)器械出現(xiàn)并與模擬組織相互作用，實(shí)現(xiàn)了高度的真實(shí)感，并且手術(shù)病例是從實(shí)際患者中發(fā)展而來的。VR模擬器已被用于模擬各種腔內(nèi)手術(shù)，如膀胱鏡檢查和輸尿管鏡檢查[ 65、66、、PCNL [ 77、78、79 ] 、TURBT和TURP 和激光前列腺手術(shù)。大量研究還證明了 VR 模擬器在腹腔鏡檢查 [ 93 ] 和機(jī)器人手術(shù) [ 94 , 95 , 96 ]領(lǐng)域的各種有效性。,

然而，總體而言，VR 模擬仍處于外科培訓(xùn)的底層。需要為 VR 模擬器開發(fā)轉(zhuǎn)移效率比率，以便讓培訓(xùn)師了解在 VR 模擬器上花費(fèi)的時(shí)間與在實(shí)際患者身上花費(fèi)的時(shí)間相當(dāng) [ 109 ]]. 還應(yīng)在 VR 系統(tǒng)中添加適度的壓力元素，因?yàn)楸娝苤@是最佳的學(xué)習(xí)環(huán)境。此外，盡管提供了出色的圖形，但屏幕刷新率仍然存在一些微小的延遲，因此仍然缺乏計(jì)算機(jī)和用戶之間的快速交互。計(jì)算機(jī)處理能力的迅速提高應(yīng)該很快就能解決這個(gè)問題。此外，當(dāng)前的 VR 模擬器因缺乏觸覺反饋和壓力或紋理的感官輸入而受到阻礙。由于與儀器“接觸”而導(dǎo)致的器官畸形和出血、組織損傷、肌肉收縮和器官蠕動(dòng)通常沒有得到充分模擬。計(jì)算機(jī)算法需要檢測物體之間的接觸以及它們之間力的存在 [ 110]. 高保真模擬器還需要溫控室中的專用空間、知識(shí)淵博的技術(shù)支持和輕柔的操作。最后，可用的系統(tǒng)也很昂貴，并非所有培訓(xùn)機(jī)構(gòu)都負(fù)擔(dān)得起，這引發(fā)了 VR 培訓(xùn)資金來源的問題。因此，人們可能會(huì)理解，一個(gè)好的模擬器不僅是看起來更好的模擬器，而且是能夠更好地遵循有關(guān)預(yù)期結(jié)果的要求集的模擬器。

7.3.4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 模擬器

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了一種將數(shù)字信息（如視覺對(duì)象或聲音）實(shí)時(shí)插入自然環(huán)境的方法。在醫(yī)學(xué)中，AR 是指將術(shù)中或術(shù)前成像對(duì)齊或疊加到實(shí)際患者的圖像或視頻上。硬件包括任何常用的智能設(shè)備（手機(jī)/平板電腦）或?qū)Ｓ妙^飾 [ 111]. 外科醫(yī)生將來自手術(shù)區(qū)域的基本視覺信息與超聲、計(jì)算機(jī)斷層掃描或磁共振成像相結(jié)合，否則這些信息將在手術(shù)室內(nèi)發(fā)揮被動(dòng)作用。然后可以將重建的圖像配準(zhǔn)到解剖標(biāo)志上，并由計(jì)算機(jī)根據(jù)組織操作和相機(jī)移動(dòng)進(jìn)行跟蹤。結(jié)果，向外科醫(yī)生呈現(xiàn)了通過覆蓋組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或病變的看似透明的視覺解剖結(jié)構(gòu)。盡管如此，AR 仍處于起步階段，在手術(shù)模擬領(lǐng)域也是如此，因?yàn)橹贿M(jìn)行了一些驗(yàn)證研究 [ 112 ]。只有有限的泌尿外科研究，尤其是機(jī)器人手術(shù)，評(píng)估了 AR 對(duì)手術(shù)模擬的影響[ 113、114 ], 115 , 116 , 117 , 118 ]。它的重大局限性包括成本、缺乏隱私、圖像配準(zhǔn)不準(zhǔn)確以及導(dǎo)航精度差。此外，保護(hù)患者醫(yī)療信息的機(jī)密性也很重要。有保護(hù)醫(yī)療保健提供者的指南，擁有患者信息的第三方正在尊重和負(fù)責(zé)地管理數(shù)據(jù) [ 119 ]。模擬環(huán)境可能有助于更廣泛地采用該技術(shù)，并且在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中練習(xí)使用 AR 可以減少對(duì)其在日常臨床實(shí)踐中采用的擔(dān)憂（有關(guān)沉浸式技術(shù)的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見第25章）。

7.3.5 高保真活體動(dòng)物組織模型

幾十年來，外科和介入醫(yī)學(xué)學(xué)科一直使用活體動(dòng)物進(jìn)行訓(xùn)練。在自然手術(shù)室條件下使用真正的手術(shù)器械進(jìn)行培訓(xùn)可以讓外科醫(yī)生放心。它還提供了有關(guān)儀器行為或與自然解剖學(xué)相互作用的有價(jià)值的信息。例如，與 VR 模擬器相比，模擬電燒灼器靠近潮濕活體組織的行為要容易得多。制作初始切口、對(duì)真正的血管化組織和跳動(dòng)組織進(jìn)行手術(shù)以及練習(xí)傷口閉合是使用活體動(dòng)物進(jìn)行訓(xùn)練的額外優(yōu)勢(shì)。在泌尿外科，活體動(dòng)物已在世界范圍內(nèi)用于眾多腹腔鏡檢查 [ 30 ] 和泌尿外科[ 37、43 ]] 培訓(xùn)班。然而，也存在與活體動(dòng)物訓(xùn)練相關(guān)的各種缺點(diǎn)，尤其是與之相關(guān)的道德規(guī)范。與安置動(dòng)物、喂養(yǎng)它們以及提供配備與醫(yī)院手術(shù)室類似水平的專用手術(shù)室相關(guān)的大量成本是額外的障礙。此外，獸醫(yī)技師、獸醫(yī)和麻醉師必須在整個(gè)手術(shù)過程中始終在場。動(dòng)物工作的所有上述方面都顯著增加了動(dòng)物訓(xùn)練的成本。關(guān)于學(xué)員績效評(píng)估，有時(shí)很難在不犧牲動(dòng)物的情況下實(shí)現(xiàn)。另一方面，在臺(tái)式仿真模型中，通過簡單地移除一些仿真器組件并檢查縫合質(zhì)量來評(píng)估性能相對(duì)容易?；铙w動(dòng)物模擬模型受到與尸體模擬訓(xùn)練相同的問題的影響。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不提供有關(guān)學(xué)習(xí)課程的任何可衡量信息，不能用于特定的程序培訓(xùn)?？紤]到各國不同的倫理問題和動(dòng)物權(quán)利問題，很明顯為什么多年來手術(shù)模擬領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物手術(shù)培訓(xùn)課程不斷減少。

7.3.6人類尸體（新鮮冷凍、防腐處理）

維薩里 (Vesalius) 是第一個(gè)將已發(fā)表的解剖信息與 1542 年尸體解剖揭示的事實(shí)進(jìn)行對(duì)比的人 [ 120 ]。從那時(shí)起，人體尸體一直并可能在醫(yī)學(xué)訓(xùn)練期間探索人體解剖學(xué)方面發(fā)揮重要作用 [ 121 ]。在外科領(lǐng)域，培訓(xùn)期間的尸體課程在專家和學(xué)員中仍然很普遍。特別是，培訓(xùn)師重視由見習(xí)外科醫(yī)生開發(fā)基于觸摸的人體解剖學(xué)地形圖?；谟|摸的學(xué)習(xí)是尸體模擬的主要優(yōu)勢(shì)之一，因?yàn)檫@方面繼續(xù)需要 VR 模擬領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。解剖是發(fā)展觸摸技能的必要練習(xí)，這在手術(shù)中是必不可少的 [122 ]。盡管許多研究小組進(jìn)行了長時(shí)間的調(diào)查，但總體而言，目前存在于醫(yī)療模擬器中的“觸覺”的價(jià)值仍在爭論中。此外，將觸覺組件添加到 VR 模擬的成本是巨大的。尸體工作的另一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是它提供了對(duì)深層結(jié)構(gòu)的教學(xué)和理解，以及理解解剖結(jié)構(gòu)的三維組織及其尺寸、密度和不同類型組織強(qiáng)度的合理方法 [ 123 ]]. 綜上所述，專家認(rèn)為，人體尸體訓(xùn)練為外科醫(yī)生學(xué)習(xí)技術(shù)和器械鋪平了道路，是他們醫(yī)學(xué)教育的關(guān)鍵。最重要的是，人類尸體對(duì)研究生外科培訓(xùn)課程的需求很大，例如腹腔鏡或機(jī)器人輔助手術(shù)。

盡管尸體模擬訓(xùn)練具有上述優(yōu)點(diǎn)，但對(duì) 1980 年代尸體使用的回顧導(dǎo)致教學(xué)時(shí)間顯著減少 [ 124 ]。隨著包括 VR 在內(nèi)的其他類型模擬的快速發(fā)展，一些不可否認(rèn)的尸體訓(xùn)練缺點(diǎn)可能導(dǎo)致了這一事實(shí)。

耗時(shí)：尸體準(zhǔn)備和解剖是一項(xiàng)非常耗時(shí)的活動(dòng)。

勞動(dòng)密集型/解剖學(xué)家短缺：部分原因是缺乏經(jīng)過適當(dāng)培訓(xùn)和合格的教師

尸體不可用：近年來，許多國家為醫(yī)學(xué)研究捐贈(zèng)的人體有所減少，這可能是由于公眾對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)的信心顯著下降。

不受歡迎的驗(yàn)尸變化：尸體解剖學(xué)不同于活體解剖學(xué)，可能會(huì)誤導(dǎo)受訓(xùn)者。

昂貴：尸體的獲取、防腐、存儲(chǔ)、維護(hù)和處置成本高昂。

不美觀： 尸體聞起來很丑，看起來很丑，令人厭惡。

潛在的健康危害：

防腐液成分（甲醛、二甲苯）的危險(xiǎn)

傳染性海綿狀腦炎、人體免疫缺陷病毒、結(jié)核病和肝炎等傳染病的危險(xiǎn)

社會(huì)心理影響（恐懼和焦慮）

此外，尸體手術(shù)模擬因防腐/保存技術(shù)改變組織質(zhì)量而受到批評(píng) [ 125 ]。由于組織剛性以及顏色和柔韌性的改變，在傳統(tǒng)防腐尸體中模擬高級(jí)外科手術(shù)通常是不可能的。因此，使用新鮮冷凍尸體是此類培訓(xùn)的流行選擇[ 126、127 ]。然而，新鮮尸體缺乏進(jìn)行多種手術(shù)技術(shù)的壽命期并具有感染性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。此外，新鮮冷凍尸體的結(jié)構(gòu)有效性最近才成為微創(chuàng)手術(shù)的培訓(xùn)工具，包括腔內(nèi)泌尿外科和機(jī)器人手術(shù) [ 126 ], 128 , 129 , 130 ]。

Walter Thiel 在 1990 年代開發(fā)的尸體防腐方法 [ 131 , 132]，保留器官和組織的體積、形狀、顏色和回聲性，使解剖與新鮮冷凍的尸體相當(dāng)。這種方法可提供長達(dá)數(shù)十年的長期保存，毒性低，不需要冷卻，只需將尸體定期浸泡在保存液中即可。防腐液基于水、乙二醇、強(qiáng)氧化鹽和少量殺菌/抗真菌劑的混合物。這種類型的保存允許血管的滲透性和未收縮或浸泡的組織的柔韌性。甲醛、3-氯-4-甲酚、嗎啉等更多有害成分僅以微量使用，提高了處理尸體的安全性。額外的灌注溶液也由一般的基本溶液制備。這些溶液通過血管或消化道壓力注入，以固定尸體的不同隔間。整個(gè)過程持續(xù)幾天，然后將尸體浸入類似的溶液中，液體和組織的緩慢化學(xué)反應(yīng)在此完成，持續(xù) 6 個(gè)月。防腐過程之后可以將有色硅（間聚物）注入靜脈和動(dòng)脈 [133 ]，為各種手術(shù)訓(xùn)練技術(shù)創(chuàng)造了高度逼真和逼真的方法。Thiel防腐尸體適合大多數(shù)外科專業(yè)的培訓(xùn)[ 134、135、136、137 ]。盡管如此，盡管 Thiel 的方法具有上述優(yōu)點(diǎn)，但并未得到廣泛認(rèn)可，全球僅 10% 的解剖實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用 [ 138 ]。已經(jīng)描述了 Thiel 方法的缺點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)該技術(shù)中受過訓(xùn)練的人員較少、成本相對(duì)較高以及固定過程持續(xù)時(shí)間長[ 137、139 ]。最后，只進(jìn)行了少數(shù) Thiel 防腐尸體研究 [ 140]，它們對(duì)泌尿外科手術(shù)的結(jié)構(gòu)有效性需要進(jìn)一步研究 [ 141 ]。

總而言之，尸體一直被認(rèn)為是最好的訓(xùn)練平臺(tái)，因?yàn)樗c活體患者幾乎完美匹配。它們已在世界范圍內(nèi)用于解剖學(xué)研究和學(xué)術(shù)解剖學(xué)講座。經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)生開發(fā)新的外科手術(shù)也是一個(gè)很好的案例。然而，作為解剖學(xué)描述的完美選擇，用于模擬的尸體缺乏一些評(píng)估和保真度要求。特別是在微創(chuàng)手術(shù)中，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和臺(tái)式模擬器變得更加復(fù)雜，獲得必要技能的情況變得越來越弱。

7.3.7 3D 打印模型

三維 (3D) 打印是 1986 年引入的一種增材制造工藝，通過紫外線聚合光敏樹脂 [ 142 ]。該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致工程師利用數(shù)字對(duì)象和不同的可打印材料（如聚合物、金屬和蠟）構(gòu)建復(fù)雜的 3D 模型 [ 143 ]。這種演變導(dǎo)致了 3D 打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的快速擴(kuò)展，它被用于復(fù)制組織、器官和器官病理學(xué)。在泌尿外科，3D 打印通過幫助外科醫(yī)生更好地了解解剖結(jié)構(gòu)、提高技能、識(shí)別病變及其與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系證明了其價(jià)值[ 144、145、146 ]]. 復(fù)制的器官包括腎上腺、腎臟、盆腔系統(tǒng)和前列腺，不同的手術(shù)模型包括輸尿管軟鏡檢查 [ 42 ]、部分腎切除術(shù) [ 147 ] 和 PCNL [ 148、149 ]。

好萊塢特效團(tuán)隊(duì)最初使用“選角”方法。在手術(shù)模擬領(lǐng)域，器官是從 DICOM 圖像開始用粘土塑造的。粘土模型經(jīng)過精細(xì)的細(xì)節(jié)處理后，用石膏覆蓋，形成兩個(gè)獨(dú)立的硬殼。移除后，將選擇的材料（通常是硅或水凝膠）倒入并等待固化。如今，更先進(jìn)的 3D CAD 技術(shù)使流程變得更加簡單；處理 DICOM 圖像時(shí)，會(huì)創(chuàng)建器官的 3D 模型，然后在屏幕上設(shè)計(jì)兩個(gè)外殼，最后進(jìn)行 3D 打印。澆注材料也發(fā)生了變化，最近引入了水凝膠來塑造更逼真的模型。水凝膠是一種更復(fù)雜的成型材料，因?yàn)樗母弑壤鼓Ｐ头浅＝咏鼘?shí)際器官。然而，

在大多數(shù)情況下，3D 打印模型和程序模擬已經(jīng)證明了短期技術(shù)技能的提高以及出色的表面和內(nèi)容有效性 [ 150]. 這些合成材料的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是它們可以根據(jù)模擬要求高度定制為更硬、更軟、可拉伸或有紋理。特別是桌面 3D 打印機(jī)可以打印任何塑料，從聚乳酸 (PLA) 到樹脂，再到回收塑料。專用生產(chǎn)機(jī)器可以輕松地為軟塑料建模，即使還不能直接從 3D 打印機(jī)擠出機(jī)打印出來。然而，盡管它們的質(zhì)量很高，但生產(chǎn)成本目前構(gòu)成了 3D 打印仿真模型的重大缺點(diǎn)。盡管如此，在過去十年中，一些工具已經(jīng)使小型系列的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品變得更加實(shí)惠，并且 3D 軟件和掃描儀總是變得更便宜（更多詳細(xì)信息請(qǐng)參見第26章）。

7.3.8 高保真/人類患者模擬器

在此設(shè)置中，學(xué)員正在處理連接到計(jì)算機(jī)的物理人體模型。這個(gè)模擬分支，也稱為全環(huán)境模擬，在 1960 年代已經(jīng)被麻醉師廣泛開發(fā)和驗(yàn)證。最初開發(fā)人體模型是為了教授氣道管理和復(fù)蘇技能，并與計(jì)算機(jī)結(jié)合使用以增強(qiáng)模擬器的能力和真實(shí)性 [ 151]. 這些模擬器可用于進(jìn)行全面模擬，受訓(xùn)者可以借此體驗(yàn)真實(shí)的監(jiān)控、對(duì)藥物的生理反應(yīng)和高保真度。人類患者模擬設(shè)施可以將這種實(shí)踐整合到一個(gè)完整的課程中，由培訓(xùn)師修改模擬難度，并允許在受控環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐，這些環(huán)境可以捕獲有效地接近臨床經(jīng)驗(yàn)的臨床變化。這組模擬器的新成員不斷進(jìn)入市場，模擬不同的醫(yī)療場景并提供超聲評(píng)估等復(fù)雜技能的培訓(xùn)。

這種模擬器可以大大增加任何醫(yī)療或外科培訓(xùn)計(jì)劃的培訓(xùn)資源。然而，人體模型非常昂貴，需要專門的空間和技術(shù)支持，以確保最佳的培訓(xùn)使用。還需要價(jià)格不菲的定期軟件更新。經(jīng)驗(yàn)豐富的教員隊(duì)伍也被認(rèn)為是必要的，他們負(fù)責(zé)運(yùn)行和評(píng)估培訓(xùn)課程。該培訓(xùn)設(shè)施可能最適合緊急或重癥監(jiān)護(hù)場景的團(tuán)隊(duì)培訓(xùn)環(huán)境。它可以在醫(yī)學(xué)院、實(shí)習(xí)期間或當(dāng)受訓(xùn)者獲得他們可以在手術(shù)室或急診室環(huán)境中實(shí)施的特定介入程序技能時(shí)，整合到外科培訓(xùn)計(jì)劃中。盡管如此，團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練環(huán)境場景可能不是獲得必要手術(shù)技能的最佳情況。在基于程序的醫(yī)學(xué)中，醫(yī)師績效的一個(gè)不可協(xié)商的單位是介入醫(yī)師以適當(dāng)?shù)乃?、安全和及時(shí)的方式執(zhí)行程序的能力。

7.3.9 全沉浸式高保真手術(shù)室模擬

這種類型的模擬在過去 20 年中已在醫(yī)學(xué)模擬訓(xùn)練中得到實(shí)施，目前作為一種有價(jià)值的臨床研究工具，用于評(píng)估設(shè)備、人員和系統(tǒng)的臨床性能（圖7.4）。在這種情況下，“模擬器”是模擬設(shè)置，可用于解決復(fù)雜臨床環(huán)境（如急診室、手術(shù)室或臨床病房）特有的因素。模擬設(shè)施可以建立在任何開放空間。模擬臨床場景旨在反映感興趣的環(huán)境，并用于評(píng)估臨床醫(yī)生的表現(xiàn)，而不會(huì)增加工作量或妨礙患者護(hù)理 [ 152 , 153 , 154]. 還有一個(gè)額外的好處是確保不會(huì)對(duì)患者造成傷害，解決臨床環(huán)境的倫理限制 [ 155 ]。模擬臨床場景設(shè)計(jì)很復(fù)雜，包含范圍廣泛的組件以復(fù)制臨床環(huán)境。許多研究報(bào)告使用全沉浸式模擬來評(píng)估設(shè)備性能 [ 156 ] 、臨床醫(yī)生的技術(shù)和非技術(shù)技能 [ 157、158、159、160、161 ]以及影響臨床性能的人為因素[ 162、163 ]]. 全沉浸式模擬也被用于發(fā)現(xiàn)不可預(yù)知的患者安全威脅，例如環(huán)境因素 [ 164 ]。可以采用多種方式，包括旨在提供特定技能經(jīng)驗(yàn)的兼職培訓(xùn)師 [ 165 ]、經(jīng)過精心培訓(xùn)以準(zhǔn)確扮演有健康問題的患者角色的標(biāo)準(zhǔn)化患者 [ 166 ]，以及全身模擬器是計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的人體模型，具有不同的保真度 [ 165 ]。這種類型的模擬的用途不僅限于醫(yī)學(xué)教育，還可以作為一種研究工具來調(diào)查重要的研究問題，通過研究可能無法測量的各種臨床實(shí)踐方面 [167 ]。系統(tǒng)的循證方法被認(rèn)為是開發(fā)有效和可靠的模擬臨床場景的必要方法，以用作研究中的評(píng)估方法 [ 168 ]。

圖 7.4

SimMan ?與演員一起進(jìn)行場景交付（英國利茲圣詹姆斯大學(xué)醫(yī)院醫(yī)學(xué)教育部提供）

全尺寸圖片  

在過去十年中，全浸入式模擬環(huán)境也已應(yīng)用于泌尿外科。團(tuán)隊(duì)合作、溝通和決策等技術(shù)和非技術(shù)技能已在查房和不同的操作程序中得到評(píng)估。不同的研究通過對(duì)參與者反饋進(jìn)行定性分析，評(píng)估了模擬查房對(duì)臨床醫(yī)生非技術(shù)技能培訓(xùn)的影響[ 169、170 ]]. 場景包括扮演病人的演員和模擬電話交談，而分散注意力的是不同的參與團(tuán)隊(duì)成員。觀察員住在一個(gè)單獨(dú)的房間里，場景實(shí)時(shí)投影在屏幕上。參與者積極接受模擬查房練習(xí)，非技術(shù)技能也有顯著提高。

不同的研究小組已經(jīng)應(yīng)用完全浸入來模擬輸尿管鏡檢查和前列腺 TURP。作者已經(jīng)證明技術(shù)和非技術(shù)性能之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，無論接受的培訓(xùn)如何，并強(qiáng)調(diào)所有非技術(shù)技能組合對(duì)于技術(shù)性能都是必不可少的。他們得出結(jié)論，這兩種技能都應(yīng)該在同一培訓(xùn)課程中一起培訓(xùn)和評(píng)估 [ 171 ]。同一個(gè)研究小組可以展示 TURP 期間技術(shù)和非技術(shù)技能培訓(xùn)的全浸入式模擬環(huán)境的表面、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)有效性。作者得出結(jié)論，這種模擬類型是對(duì)傳統(tǒng)課堂模擬培訓(xùn)的寶貴補(bǔ)充 [ 172 ]。

研究評(píng)估了腹腔鏡腎切除術(shù)過程中的技術(shù)和非技術(shù)技能 [ 173 , 174 , 175]. 在這些環(huán)境中，泌尿科住院醫(yī)師隨機(jī)與經(jīng)過認(rèn)證的注冊(cè)護(hù)士和麻醉師配對(duì)。已使用具有嵌入式腫瘤和高保真人體模型的獨(dú)特聚乙烯醇腎臟模型。腳本事件包括患者對(duì)藥物的過敏反應(yīng)、對(duì)氣腹的血管迷走神經(jīng)反應(yīng)、充氣器故障、二氧化碳栓塞、肺門清掃過程中的腎靜脈損傷，以及病理報(bào)告中錯(cuò)誤的患者或標(biāo)本數(shù)據(jù)。場景被評(píng)為有助于培養(yǎng)不同團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通技巧，并讓住院醫(yī)師意識(shí)到手術(shù)室中不太可能但潛在的嚴(yán)重錯(cuò)誤。在機(jī)器人泌尿外科領(lǐng)域，很少有人努力開發(fā)非技術(shù)技能評(píng)估工具，176 ]。

7.4哪種模擬器最適合這項(xiàng)工作？

一個(gè)理想的模擬器：

對(duì)受訓(xùn)者的干預(yù)給出自動(dòng)響應(yīng)（即時(shí)反饋），無需教師輸入。

在沒有講師在場的情況下評(píng)估表現(xiàn)并在課程結(jié)束后向受訓(xùn)者提供反饋。

使學(xué)習(xí)獨(dú)立，以便受訓(xùn)者可以在沒有教師在場的情況下完成模塊。

啟動(dòng)成本低。

可復(fù)制、可重復(fù)使用、便攜。

帶來最小的健康風(fēng)險(xiǎn)。

使用真正的儀器。

考慮到這些信息，很容易理解完美的模擬器或模型尚不存在。不同的模擬器更適合不同的任務(wù)、程序、受訓(xùn)者或培訓(xùn)項(xiàng)目。因此，建議任何試圖建立模擬培訓(xùn)計(jì)劃的機(jī)構(gòu)或有興趣私下購買模擬器的學(xué)員考慮幾個(gè)基本參數(shù)。

7.4.1不同模擬器的優(yōu)缺點(diǎn)

Aydin 及其同事在一篇進(jìn)行良好的審查中列出了不同模擬模式（表7.2 ）的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用性[ 9 ]。一些優(yōu)勢(shì)可以使模擬器成為某些人的有利選擇。另一方面，特定的缺點(diǎn)可能成為將特定方式從特定培訓(xùn)計(jì)劃中排除的重要原因。

表 7.2 可用模擬器模式的類型（修改自 Aydin 等人 [    9 ]）  

全尺寸表  

7.4.2 訓(xùn)練模塊化

在新手外科醫(yī)生培訓(xùn)的早期階段，簡單的合成材料（如海綿）可以滿足外科培訓(xùn)工具（例如打結(jié)）的所有要求（一致性、尺寸）。向前邁出的一步與模型以及為每個(gè)任務(wù)提供的預(yù)設(shè)規(guī)則和目標(biāo)有關(guān)。為了促進(jìn)技能進(jìn)步和標(biāo)準(zhǔn)化，最近引入了動(dòng)手培訓(xùn)中的模塊化概念。這一概念旨在以標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)制的方式為每個(gè)外科手術(shù)定義培訓(xùn)途徑，并將外科實(shí)踐分為基本、中級(jí)和高級(jí)任務(wù)?；救蝿?wù)被定義為簡單的 操作，例如移動(dòng)物體或切割紗布。中間任務(wù) 包括一個(gè)更復(fù)雜的動(dòng)作，將不同的簡單動(dòng)作放在一起，需要完全掌握基本任務(wù)才能適當(dāng)?shù)亟咏?。最后，一?xiàng)高級(jí)任務(wù) 是整個(gè)外科手術(shù)，由不同的程序步驟和復(fù)雜的操作組成。人們可能很容易理解，受訓(xùn)者應(yīng)該逐漸從簡單的任務(wù)過渡到高級(jí)的任務(wù)。這種模塊化途徑使我們能夠?qū)⒑铣刹牧希ê＞d）分類為基本任務(wù)模擬器，將腎盂成形術(shù)模型分類為中級(jí)任務(wù)模擬器，將尸體和豬分類為高級(jí)任務(wù)模擬器。關(guān)于模型構(gòu)成，人們可能會(huì)理解，從“基本”到“高級(jí)”通常需要更多細(xì)節(jié)，因此與實(shí)際患者更相似。

7.4.3 學(xué)員參與

崔等人。[ 177 ] 已經(jīng)證明了模擬、保真度和現(xiàn)實(shí)主義之間的聯(lián)系，以及這種相關(guān)性如何增加受訓(xùn)者的參與度。學(xué)員的參與度越高，他們通過模擬學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)就越多。教育工作者應(yīng)該找到創(chuàng)造性地促進(jìn)學(xué)員參與的方法 [ 178]. 大學(xué)和非學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)通常將醫(yī)院體驗(yàn)的真正含義與模擬體驗(yàn)的真正含義區(qū)分開來，這一事實(shí)將模擬的重要性降到最低。提高模擬體驗(yàn)真實(shí)感的建議是使用類似的術(shù)語，如“校內(nèi)臨床”和“校外臨床”，向?qū)W員傳達(dá)模擬實(shí)驗(yàn)室體驗(yàn)與醫(yī)院體驗(yàn)相當(dāng)?shù)男畔ⅰＪ聦?shí)上，精心設(shè)計(jì)的模擬程序?qū)κ苡?xùn)者更有益，因?yàn)樗梢蕴峁┧麄冊(cè)谧匀慌R床環(huán)境中可能無法獲得的體驗(yàn)。此外，臨床現(xiàn)場缺乏的一件事是通過指令進(jìn)行共同控制。另一方面，教育工作者可以完全控制模擬，包括患者的疾病、并發(fā)癥和不同的受訓(xùn)者分配。

7.4.4增加仿真器/仿真的保真度和真實(shí)感

選擇更適合特定模擬和適當(dāng)場景的保真度類型和級(jí)別，以最大化受訓(xùn)者的學(xué)習(xí)。

預(yù)培訓(xùn)生。

在開始模擬之前，給受訓(xùn)者幾分鐘時(shí)間作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行計(jì)劃。

如果受訓(xùn)者遇到困難，請(qǐng)?zhí)峁┓答伜吞崾尽?/p>

讓它盡可能自然。使用實(shí)際設(shè)置中使用的儀器。

可能的話，使用聲音、氣味或視覺刺激。

嘗試幫助學(xué)員學(xué)習(xí)重要的培訓(xùn)概念，并讓他們將這些概念付諸實(shí)踐。

不管上述參數(shù)如何，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是模擬器本身可能并不那么重要，因?yàn)橛懈鞣N各樣的其他人可以做類似的工作。培訓(xùn)師必須為正確的工作選擇合適的模擬器，并意識(shí)到模擬器只是提供培訓(xùn)課程的工具。對(duì)于學(xué)員來說，課程才是王道，而不是模擬器。最重要的是，如果允許培訓(xùn)師教授和培訓(xùn)所需技能并評(píng)估他希望受訓(xùn)者獲得的技能，則模擬任務(wù)的功能是最佳的。

7.5總結(jié)

有大量的程序訓(xùn)練模擬器也已應(yīng)用于泌尿外科領(lǐng)域。其中包括合成、動(dòng)物組織、活體動(dòng)物、3D 打印模型、VR 和 AR 模擬器、人體尸體和全沉浸式模擬。保真度、有效性和可靠性是模擬器的關(guān)鍵特性。迄今為止，還不存在完美的模擬器，因?yàn)樗械膬?yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都是如此。因此，在建立模擬訓(xùn)練計(jì)劃之前，應(yīng)考慮培訓(xùn)模塊化、受訓(xùn)者參與度、提高保真度的方法和現(xiàn)實(shí)主義等幾個(gè)基本因素，以根據(jù)受訓(xùn)者的需要選擇最合適的模擬器。

關(guān)鍵點(diǎn)

不同的模擬器模式包括合成、動(dòng)物組織、活動(dòng)物、3D 打印模型、VR 和 AR 模擬器、人體尸體和全沉浸式模擬。

保真度、有效性和可靠性是模擬器的關(guān)鍵特性。

選擇模擬器時(shí)重要的附加參數(shù)包括成本、數(shù)據(jù)捕獲、反饋、可重用性、再現(xiàn)性、便攜性、健康危害以及對(duì)特殊設(shè)施或受過培訓(xùn)的人員的要求。

Cite this chapter

Tokas, T., Biyani, C.S., G?zen, A.S. (2022). Procedural Training Simulators. In: Biyani, C.S., Van Cleynenbreugel, B., Mottrie, A. (eds) Practical Simulation in Urology . Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-88789-6_7

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