Введение. Одной из актуальных проблем в сфере медицинского образования на сегодняшний день является овладение студентами практическими навыками. В настоящее время чаще используются следующие варианты обучения: на животных, на трупах, на пациентах (ассистенции на операциях).
Все эти варианты обучения имеют значительные недостатки - при обучении на животных необходимо содержать и обслуживать виварий, оплачивать работу его сотрудников, закупать животных; при этом количество и время выполнения манипуляций ограничено необходимостью постоянного индивидуального контроля преподавателя с субъективной оценкой работы обучаемого, существуют организационные проблемы использования наркотиков, необходимо учитывать протесты защитников прав животных, этические проблемы и т.д. Так же сложно и неудобно обучение на трупах, что требует организации специальной службы, при этом работа нереалистична [1].
При этих вариантах обучения необходим дорогостоящий эндовидеохирургический комплекс, наборы инструментов и расходных материалов. Необходимо выполнить 100-200 процедур под контролем преподавателя, чтобы достичь должного уровня практических навыков. И, наконец, за счет опасности нанесения вреда пациенту, риска развития ятрогенных осложнений получение начальных, базовых практических навыков на людях надо считать недопустимым.
Хирург, становясь, год от года все более опытным оператором, допускает минимальное количество фатальных ошибок. Но для этого он должен попасть в операционную уже с приобретенными базовыми навыками. Клинические решения в неотложной практике, принимаемые в условиях ограниченного времени и стресса, также должны быть доведены до автоматизма, чтобы снизить возможность принятия неверного решения [2].
Единственный эффективный и безопасный способ отработки практических умений в настоящее время предоставляют виртуальные технологии. Смоделированные на компьютере ситуации активно реагируют на действия студентов и полностью имитируют физиологический ответ пациента на действия врача либо воспроизводят адекватную реакцию тканей на манипуляции хирурга.
Уже первые исследования, выполненные Мещеряковой М., Подчерняевой Н., Шубиной Л. (2007), показывают преимущества виртуальных тренажёров [3]. По данным авторов использование виртуального тренажера в учебном процессе существенно, в 2,5 раза снижает количество ошибок, которые допускают начинающие хирурги при выполнении своих первых лапароскопических операций. Результаты исследований подтверждают обоснованность продолжающегося внедрения симуляционных виртуальных технологий в программы медицинского обучения и тренингов.
Материалы и методы. На базе Самарского государственного медицинского университета ведутся активные работы по созданию и внедрению в обучающий процесс не только студентов, но и врачей виртуальных технологий. В ВУЗе разработана и апробирована программа симулятор «Виртуальный хирург» для отработки практических навыков по хирургии, в формате 2D. В ее основе лежит электронное моделирование хода выполнения типичных операций с внесением фактора внештатных ситуаций (кровотечение, перитонит и т.д.). Слушателю предлагается самостоятельно провести операцию от момента набора инструментария до выхода из операции и наложению швов. При этом он должен воспроизвести основные манипуляции соблюдая все правила и требования.
В ходе обучения методом повтора и демонстрации правильной тактики хирурга студенту показываются все основные манипуляции и правила их выполнения.
С учетом всего многообразия клинических случаев и возможного их проявления возможно моделирование более 100 различных ситуационных задач.
Была проведена работа по подготовке иллюстративного материала для обеспечения процесса тестирования. Была проведена препаровка трупного материала для обеспечения более качественного демонстративного эффекта отдельных анатомических образований. Создан каталог инструментария, необходимого для проведения операций. Разработана система тестов и проработаны критерии оценок. Произведена компьютерная обработка полученных результатов и создан программный комплекс, позволяющий проводить объективную оценку знаний, основанную на многоступенчатости учета ответов.
Результаты и обсуждение. Студенту предлагается самостоятельно выполнить на компьютере одну из операций, например грыжесечение с пластикой по Лихтенштейну.
На первом этапе перед тестируемым находится графическое изображение хирургического инструментария. Необходимо выбрать инструменты, необходимые для проведения оперативного вмешательства.
Следующим этапом является выбор положения больного, в котором будет проводится операция. Например, лежа на спине, положение Транделенбурга, на боку и т.д.
Выбор способа анестезии. Студенту предлагается на выбор несколько видов обезболивания (местная, внутривенная, комбинированная, эндотрахеальный наркоз).
Обработка поля. Выбор антисептика для обработки. Затем пред студентом появляется рисунок живота с графическим отображением необходимого поля. Студент должен сам отметить на рисунке минимальные границы, в которых он будет проводить обработку.
Выбор доступа. Студент должен выбрать из основных доступов: по проекции паховой связки, перпендикулярно паховой связке и т.д. Далее необходимо графически отобразить линию разреза, используя основные топографические ориентиры.
Выбор глубины разреза. Дается на выбор ответы: кожа, подкожная клетчатка, собственная фасция, поверхностная фасция, апоневроз и т.д. Также выбор инструмента из графического перечня для выполнения манипуляции. На поперечном срезе кожи сдающий выбирает необходимый слой, до которого необходимо провести разрез (рис. 1).
Рис. 1. Рассечение подкожно-жировой клетчатки.
Следующим этапом предлагается остановка кровотечения из подкожных сосудов. Студенту дается на выбор несколько вариантов действия - коагуляция, тампонада, перевязка, гемостатическая губка, внутривенное введение аминокапроновой кислоты, гемотрансфузия, переливание тромбоцитарной массы и т.д.
При выборе определенного метода необходимо выбрать инструмент и провести манипуляцию в графическом режиме. То есть при прошивании необходимо выбрать уровень и толщину тканей, которые будут перевязываться. В это время в углу отображается картинка с завязываемым узлом. Таким образом происходит наглядная демонстрация правильности завязывания того или иного узла, а так же количество петель на этом узле. При выборе коагулирования тканей - необходимо на боковом срезе отметить площадь коагуляции.
Тест: Передней стенкой пахового канала является? Правильный ответ - апоневроз наружной косой мышцы живота. Необходимо произвести разрез апоневроза. Выбор инструмента, глубина разреза. Студент должен выбрать инструментарий и нарисовать длину и направление разреза. Правильные инструменты - желобоватый зонд, скальпель или тканевые ножницы. Все это отображается графически.
После того как края апоневроза будут захвачены зажимом, появляется графическое изображение семенного канатика. Необходимо очистить его тупфером, отделить от нижележащих тканей и взять на марлевую держалку (рис. 2).
Рис. 2. Выделение и взятие семенного канатика на марлевую держалку.
Производится разрез семенного канатика. Затем студентам предлагается выбрать направление движения тупфера для очистки раны.
Следующим этапом является выделение грыжевого мешка. Для этого дно грыжевого мешка захватывают зажимом Бильрота. Грыжевой мешок вскрывают небольшим надрезом брюшными ножницами. Края вскрытого мешка перехватывают зажимами Бильрота.
Необходимо определить содержимое грыжевого мешка и его состояние. После этого тупфером отодвигается содержимое грыжевого мешка и прошивается шейка.
Тестируемому необходимо выбрать шовный материал. В данном случае – пролен (нерассасывающийся шовный материал).
Тест: Что входит в состав семенного канатика? Правильные ответы: семявыносящий проток, сосуды и нервы семявыносящего протока и яичка, остатки влагалищного отростка брюшины.
Скальпелем отсекается спавшийся грыжевой мешок ниже места ушивания. Если грыжевой мешок обработан правильно, то культя сократится и уйдет в брюшную полость. После этого на семенной канатик накладываются узловые швы. Шовный материал – пролен. Также накладываюся швы на область ослабленного места выхода семенного канатика (заднюю стенку пахового канала).
Следующий этап операции – пластика задней стенки пахового канала полипропиленовой сеткой. Для этого семенной канатик отодвигается держалкой в сторону и на заднюю стенку пахового канала укладывается сетка. Края которой фиксируются узловыми швами. После этого семенной канатик укладыватся на укрепленную заднюю стенку (рис. 3).
Рис. 3. Пластика задней стенки пахового канала полипропиленовой сеткой.
Тактика ушивания операционной раны, выбор инструментов: швы накладываются через все слои; отдельно на апоневроз; кожа и подкожная клетчатка соединяются вместе; отдельные швы на все слои. Оптимальными швами на кожу являются: обычный узловой; непрерывный обвивной; по Макмиллану-Донатти; матрацный.
Ответы принимаются в графическом отображении, например при выполнении доступа студент сам рисует линию разреза, используя внешние ориентиры, ошибочным ответом будет считаться отклонение от правильных координат в ту или иную сторону. При этом отклонение рассчитывается в процентом соотношении от 100%. Студент продолжает выполнять манипуляцию с учетом выполненного разреза, ему будет указано на его ошибку. В случае неправильного проведения доступа, из которого невозможно выполнить манипуляцию, будет засчитан неверный ответ.
Также при сдаче тестирования, с использованием этой методики, предусмотрена возможность повторного ответа на тот же вопрос с потерей 25% его стоимости в финальном результате. Неоспоримым плюсом является наглядность предлагаемой системы, что будет способствовать более качественному усвоению материала.
При финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации ведутся работы по созданию, не имеющего аналогов в мире, аппаратно-программного комплекса «Виртуальный хирург» для 3D моделирования операционного процесса и учебно-методических модулей для системного обучения врача-хирурга методикам открытой хирургии с небольшим размером операционного поля, методикам эндоваскулярной хирургии и эндоскопической хирургии на этапах додипломного и последипломного образования.
Создание Комплекса, как технической и методической основы, в виде аппаратно-программного комплекса и набора методических модулей, для качественно нового уровня подготовки врачей хирургов на этапах додипломного и последипломного образования, включающего:
- применение в обучении технологий виртуальной реальности и реалистичной обратной тактильной связи;
- создание учебных материалов на основе современных технологий 3D моделирования и интерактивного взаимодействия;
- разработка возможности индивидуализации модели человеческого тела на основе данных о физиологии и топографии конкретного пациента;
- возможность оперативного распространения новых хирургических методик в электронном виде, через сеть Интернет, включая виртуальные модели новых инструментов и операционных ситуаций.
Выводы
Виртуальный симулятор, конечно, не подменяет традиционные формы обучения лекционный курс, просмотр видео и мультимедийных материалов, ассистенции и т.д., однако, прежде чем допустить врача к пациенту необходимо отработать практические умения на тренажере и сертифицировать полученные навыки [4].
Широкое применение в учебном процессе виртуальных медицинских тренажеров и симуляторов позволяет моделировать реальную ситуацию, отработать весь ход операции, приобрести практический навык, выявить сложные места, подготовиться к различным ситуациям, что в итоге существенно снизит вероятность медицинской ошибки.
Таким образом, применение разработанного комплекса в процессе обучения позволит:
1) повысить уровень практического освоения навыков по выполнению основных хирургических операций.
2) данная разработка позволит не только запомнить алгоритм выполнения операции, но и благодаря реальной обратной связи, максимально приблизить условия работы на комплексе к условиям реальной операционной.
3) максимально мотивировать обучающих, что в конечном итоге позволит повысить профессиональный уровень медиков, в частности хирургов.