功能性泌尿外科模拟

用于功能性泌尿科，尤其是女性泌尿科教学和培训的模拟是一个研究不足但不断发展的领域。盆底手术的解剖学训练和解剖标志的训练受益于多种模拟工具，例如 3D 模型、虚拟现实和 3D 打印。女性盆底的可变性根据年龄以及是否存在脱垂等病理学，阻碍了可用于个别病例的良好模型的建立。将信息从 2D 和 3D 成像转换为单个模型以更好地准备手术仍然是一个挑战。

13.1简介

虽然模拟模型已进入泌尿科的许多培训课程，特别是在腹腔镜和泌尿外科或机器人方法中，但它们在功能性泌尿科中的使用要少得多。泌尿妇科的培训模型和课程未达到最佳标准化。在这方面，泌尿妇科亚专业面临着为表达特殊兴趣的专家设计和开发“适当”培训内容的挑战。一项调查发现，54% 的应届毕业生认为他们的泌尿妇科经验令人满意 [ 1]。在德国进行的另一项调查中，336 名泌尿科住院医师和 190 名主任医师，以及 171 名妇科住院医师和 175 名主任医师接受了调查。在所有学员中，70.0% 的人表示对泌尿科有个人兴趣，但 45.4%（妇科住院医师）和 52.9%（泌尿科住院医师）表示他们自己的部门缺乏标准化培训 [ 2 ]。

女性盆底的复杂解剖结构几乎没有骨性手术标志，而且这种解剖结构在女性的一生中会发生很大变化，这增加了在女性泌尿外科重建中实施模拟模型的难度。虽然在年轻时，盆底和支撑筋膜的肌肉成分可能或多或少容易识别，但在阴道脱垂或尿失禁的情况下，这些结构会恶化。随着年龄的增长，盆底会发生多种变化：提肌弧的一侧或双臂撕脱、主韧带、骶子宫韧带伸长、子宫位置变化、纤维瘤形成、膀胱膨出和直肠膨出形成，以及以前的疤痕组织手术。

尽管如此，已经进行了几次尝试来构建模拟模型，以增加解剖学知识，并在开始重建手术之前为外科医生的思想和手部做好准备，以深入了解盆底和盆腔器官的病理变化。由于最近欧洲泌尿外科协会的调查显示，大多数培训中心没有专门的培训中心或模拟中心，用于腹腔镜检查、机器人技术、泌尿外科手术和激光的使用，因此肯定需要更多基于模拟的培训。该调查甚至没有提到功能性泌尿外科模拟模型 [ 3 ]。

开设亚专科的动机之一是获取知识、专业化和发展专业知识，而要实现这一点，就需要结构良好、协调一致的泌尿妇科教育和培训以及跨学科合作。在本章中，我们将介绍“泌尿妇科模拟艺术”，并希望建立一个基础广泛、设计良好的培训网络和课程，并定期使用。

13.2盆底解剖和手术模型

13.2.1盆腔检查

长期以来，女性盆腔检查一直被认为是评估盆腔内外器官的基本组成部分。女性盆腔检查的教学和培训对泌尿外科的学员提出了真正的挑战。检查的私密性、临床环境中面临的时间压力以及患者的期望都导致学习技能的机会有限。一项系统评价报告了在没有干预的情况下比较盆腔检查模拟训练的综合效应大小为 1.18（95% CI 0.40-1.96；p = 0.003）的显着益处，并得出结论认为，盆腔检查训练与技术增强模拟相关与没有干预相比，性能有中到大的提升 [ 4]。临床女性骨盆训练器 (CFPT) Mk 3（Limbs and Things，英国）包含 7 种不同的病理（1）正常女性骨盆，子宫前倾；（2）正常女性骨盆，子宫后倾；（3）子宫有小肌瘤和宫颈息肉；(4)大子宫肌瘤及宫颈外翻；（5）一般子宫增大相当于妊娠10周；（6）一般子宫增大相当于妊娠16周；(7)卵巢囊肿(图13.1 )。该模型由 26 名新手和 24 名专家评估了现实主义和结构效度 [ 5]。在另一项研究中，72 名实习生被随机分配并接受了基线技能评估。大约 14 周（范围，10-17 周）后，70 名实习生返回进行后续评估。他们表明，实习生培训计划提高了进行盆腔检查所必需的技能，并且在培训 3 个月后，这种改进就很明显 [ 6 ]。

Limbs and Things 临床女性骨盆训练师

13.2.2成像作为训练模型的基础

基于 2D 教科书和幻灯片中的表示来想象 3D 解剖结构对许多医学生来说是一个挑战。医学课程中的尸体解剖通常是学生在现实中感受和触摸 3D 结构的第一个可能性。在外科训练中，尸体解剖仍然占有一席之地，但它们价格昂贵，并且防腐程序会扭曲解剖结构。此外，经过防腐处理的组织的硬度与真实组织的柔韧性完全不同。尸体解剖多代表正常解剖结构，而盆底重建手术多处理异常解剖结构（如脱垂）。因此，成像被用于说明解剖变化，也可以作为手术训练模型的基础。

多年来，colpocystodefaecography 是在脱垂的情况下盆底成像的金标准。该程序以坐姿进行，以逼真的方式模拟骨盆底下降。越来越多地使用 MRI 作为成像方式导致向盆底 MRI 成像的转变。由于这些 MRI 是在仰卧位进行的，因此与真正的盆底下降的相关性已经减弱。与 CCD 相比，仰卧位动态 MRI 不可靠，尤其是在前部和中部。即使在小肠结肠炎的检测中，CCD 也优于 MRI。一般来说，可以预期 MRI 的最佳结果可用于评估直肠，但我们必须记住，我们通常低估了仰卧位的盆腔器官脱垂 [ 7, 8 ]。

一些作者在妇产科住院医师培训中使用了盆底粘土模型。一项使用粘土模型比较不同组并仅接受经典解剖学讲座的研究表明，在测试中存在显着差异，有利于使用粘土模型的人群 [ 9 ]。

学生能够感受和触摸解剖结构似乎很重要，因为与传统的纸质方法相比，使用 CD-ROM 交互方法的研究并没有显示出在保留解剖知识方面的改进 [ 10 ]。其他研究也表明，3D 重建模型是有用的，尽管参与者人数很少 [ 11 ]。

一项针对本科生的对照试验比较了（1）基于计算机的虚拟现实（VR）模块、（2）提供关键视图（KV）的基于计算机的静态模块、（3）和塑料模型的有效性。组之间没有差异。与传统标本相比，基于计算机的学习资源在学习名义解剖学方面似乎具有明显的劣势。与静态演示相比，虚拟现实没有任何优势 [ 12 ]。

尽管这些最初的结果令人失望，但 Boff 等人最近的系统评价。关于解剖学学习的结论是，智能手机、快速响应码 (QR)、虚拟现实 (VR)、三维打印模式 (3DP)、3D 假肢和其他技术的使用使学生在解剖学学习中受益。鉴于大多数研究已经证明了它们在评估中的丰富潜力，这些技术已被证明在教授人体解剖学方面是有效的。

13.2.3 尸体模型

盆底重建手术在阴道网片时代得到了普及，当时许多妇科医生和泌尿科医生开始进行这种类型的手术，由于使用了所谓的网片套件 [13、14、15，这种手术变得更容易获得和更容易进行]。与其他方法相比，这些试剂盒会导致更多的并发症。这可能是使用这些套件不需要对复杂的盆底解剖结构有透彻理解和足够手术经验的原因之一。

Pelvitrainers 和动物模型用于提高感兴趣的外科医生的实践水平，但由于组织处理的差异，这些模型具有局限性。人类尸体的使用也受到使组织僵硬和变色的经典甲醛保存方法的限制。冷冻尸体也不理想。Thiel 开发了一种新的防腐方法，该方法允许被动关节活动，同时保持肌肉和筋膜的颜色，并提供组织的柔韧性和可塑性。这些优势不仅在解剖学教学领域得到广泛应用，而且在外科（腹腔镜和内窥镜）培训领域也得到广泛应用[ 16]。在盆腔和会阴外科研究生培训中进行的一项前瞻性观察研究表明，这种防腐方法在获得手术技能的信心和精确度方面优于其他方式 [ 17 ]。

13.2.4 低成本模型

使用尸体、昂贵的 3D 打印或 VR 模拟器训练模型对于资源匮乏的环境来说通常过于昂贵。然而，由于多名受训人员的增加、工作时间的限制以及观察阴道手术时固有的低能见度，阴道手术率下降以及实践机会减少，这迫使培训师通过高保真和低保真手术来补充他们的教学。楷模。在这些环境中，外科培训师的创造力和独创性导致了低成本模型。古普塔等人。(2018) 发表了 Le Fort Partial Colpocleisis 模型的开发，该模型使用毛毡和 Velcro [ 18 ] 来治疗 procidentia。该模型的成本低于 14 美元，制作时间小于 1 小时。该视频可在线观看（https://players.brightcove.net/4988507115001/BJ5hvqqbQ_default/index.html?videoId=ref:sj-vid-1-mde-10.1177_2382120518801582）。

基斯比等人。[ 19 ] 采用阴道子宫切除术模型教授根尖悬吊技术。他们使用热缩管来模拟子宫骶韧带、袜子和 Velcro 来模拟阴道袖口和腹膜，并使用 L 形 PVC 管来复制阴道和阴道口 ( https://link.springer.com/article/10.1007/ s00192-019-03985-y#Sec3）。

尿道填充剂——内窥镜注射尿道填充剂是治疗压力性尿失禁的成熟方法。法尔汉等人。使用雌性猪膀胱并将其安装在宫腔镜诊断训练器上 [ 20 ]。共有 12 名参与者使用标准内窥镜设备评估了面部和内容的有效性。作者报告了良好的面部和内容效度（专家 3.9/5；新手 3.8/5）。结构效度显示专家在所有程序类别中的评分更高（4.1/5）。据报道，该模型在国家泌尿外科训练营成功使用（图13.2）[ 21 ]。

13.2.5虚拟模型

虚拟现实的使用在功能性泌尿外科领域尚未得到广泛研究。它已经在一项随机对照试验中进行了评估，随机分配了 31 名妇产科住院医师。一组接受了传统的骨盆底解剖课程，而另一组在传统课程的基础上获得了虚拟模型（Viscube SX VR，VisBox，Inc.，Saint Joseph，IL，USA）。这种身临其境的模拟显示测试后分数没有显着提高，尽管大多数接触 VR 的居民认为 VR 体验会提高他们对女性盆腔解剖和未来患者护理的了解 [ 22 ]。虚拟现实模拟器（Pelvic Mentor ®) 由 3D Systems（前身为 Simbionix）开发。它是一个集成的混合系统（物理模型和计算机化的 3D 虚拟系统）。模拟器允许受训者将传感器与人体模型一起放置在他或她的手指上，并且 3D 图片提供了盆腔器官手指触诊的实时指示。该模拟器可以动态检查骨盆肌肉、器官、骨骼、韧带和血管，包括病理性骨盆解剖结构。勒让德等人。进行了一项研究，以评估妇产科八名住院医师的骨盆会阴解剖知识。他们证明了内部评级的显着改善，前室的结构比例从 31.25% 到 87.5% (p < 0.001)，后室的结构比例从 20% 到 85% (p < 0.001)。23 ]。

经尿道将肉毒杆菌毒素 (Botox) 注射到膀胱内壁已成为膀胱过度活动症患者的替代和二线治疗选择。用这种非常成功的技术培训新的住院医师和护士专家仍然是一个挑战。一项使用 ETXY 多功能训练器（Pro-Delphus，巴西）的研究证明了良好的面部和内容效度 [ 24]。由 14 位专家培训的 56 名参与者在模拟器上执行了 50 多个程序。参与者报告他们的技能显着提高（平均：4.02/5）和获得的可转移技能（平均：3.95）。此外，很大一部分人建议将模型用于培训和评估（4.14/5）。专家对模型真实性的反应如下：李克特量表上的解剖细节（平均：3.62）、膀胱镜检查（平均：3.62）、针刺（平均：3.31）和注射输送（平均：3.69）。Touch of Life Technologies (ToLTech, Colorado, USA) [ 25 ]开发了基于虚拟现实的Botox®注射入膀胱逼尿肌。杨等人。使用模拟器报告了良好的学习成果（图 1）。13.3 ) [ 26 ]。

13.2.6 3D打印

3D 打印仿真模型的使用依赖于建模为 3D 可视化的 2D 成像数据集。数据管理、模拟和打印本身是容易出错的步骤，需要小心谨慎 [ 27 ]。尽管存在这些技术障碍，但仍在取得进展。用于外科训练的骶神经调节模型似乎与尸体模型一样可靠 [ 28 ]。基于 30 次 CT 扫描构建的 3D 模型可以预测一些解剖标志，从而提高腹腔镜骶骨固定术的安全性 [ 29]。这可能很有趣，但平均 30 名女性的解剖标志与在个体患者的个体手术计划中使用 3D 模型相去甚远。使用术前 3D 模型或 3D 打印模型可以改善复杂脱垂问题的治疗，例如复发性或网状手术并发症的病例。但在我们能够使用这项技术之前，还需要对成像和建模进行进一步的研究 [ 30 , 31 ]。

13.3总结

功能性泌尿外科的模拟领域正在迅速发展，但在女性骨盆在整个生命阶段的内在变异性方面遇到了困难；25岁未产妇的盆腔解剖与70岁多房室脱垂的绝经后产妇的盆腔解剖不同。在脱垂的情况下，盆腔器官会随着膀胱的充盈和排空、排便以及患者的运动而发生动态变化，从而改变成像上的外观。将解剖结构和这些动力学的这种可变性转移到模型中是一项重大挑战。到目前为止，模拟的最大用途是在正常解剖学和标准手术病例的教学中。下一个前沿是在复杂个体病例的手术计划和培训中实施这些技术。

关键点

• 3D 模型、VR 和 3D 打印对于女性盆底的解剖学教学和培训非常有用。

• 由于分娩、更年期等之后的变化，女性盆底解剖结构的内在变异性使得很难将 3D 建模用于个别病例的手术计划。