腹腔镜腹股沟疝修补术新型廉价培训模型的实施与验证

目的：本研究的目的是开发和验证一种可重复的低成本模型，该模型有助于开发和获得内窥镜疝修补术所需的技能和能力。

方法：指导 10 名普通外科住院医师 (PGY3) 构建模型并执行模拟经腹腹膜前 (TAPP) 技术腹腔镜腹股沟疝成形术所需的操作。 他们在模型中练习了 4 周，并将初始阶段通过腹腔镜 TAPP 技术进行模拟疝成形术所需的时间与训练 4 周后所需的时间进行比较。

结果：进行锻炼所需的时间明显低于初始会话 (p < 0.01)。 住院医师在初始阶段完成练习所需的时间明显长于专家外科医生在同一任务中使用的时间 (p < 0.01)，尽管存在显著差异，但在住院医师完成后这种差异大幅减少至 3.60 分钟 在模型中完成了 4 周的训练 (p < 0.01)。 独立专家不知道进行练习的人的培训水平，可以在模型练习的初始阶段将所有住院医师视为新手，将所有有经验的外科医生视为专家，但经过 4 周的培训，他们确实 不认识 10 名住院医生中的 4 名是新手 (p < 0.05)。

结论：该模型训练的常规实施在腹腔镜腹股沟疝修补术教学过程中非常有用。

介绍
自 20 世纪最后几十年以来，外科手术发生了渐进的变化，越来越频繁地使用微创手术方法，在某些情况下取代了传统或“开放式”手术技术，现在已成为治疗的标准 普通外科领域的许多病理学。 这些方法越来越需要掌握新技术。 因此，微创手术已成为治疗各种外科疾病（包括腹股沟疝）的有效治疗选择，这使得此类手术的技能和能力的培训和获得变得至关重要。 采用腹腔镜技术进行腹股沟疝修补术的速度非常缓慢，采用率仍然很低（美国在 15% 到 20% 之间），在拉丁美洲国家更低。 总的来说，漫长而艰难的学习曲线是造成这些低采用率的因素之一，这使得开发和实施用于培训这些技术的课程、资源、模型和计划势在必行。 模拟是一种宝贵的资源，它可以在此过程中发挥重要作用，同时不会给患者带来潜在风险，也不会延长手术时间。 由于这些原因，低成本培训模型的可用性将非常有用，该模型忠实地再现了腹股沟区域的内窥镜解剖结构及其可能的变化，并允许培训和获得腹腔镜腹股沟疝成形术所需的技能和能力。 微创手术技术的出现需要为这些类型的手术获得独特和特定的运动技能。 这就是为什么出现了一种全新的外科教育模式，其中许多技能和能力是在模型和模拟器中开发的，以便在安全、可控和负担得起的环境中缩短学习曲线，在那里可以监控受训者的进步。

疝气是一种常见的病理，估计发生率为 5-15%。 在所有的腹疝中，大约 75% 是腹股沟疝。 腹股沟疝修补术是全世界最常进行的手术之一。 尽管有明显的美容优势，并且减少了患者恢复日常活动所需的时间，但普通外科医生采用腹腔镜腹股沟疝成形术的速度比腹腔镜胆囊切除术等其他手术要慢得多。 造成这种情况的原因多种多样，但包括需要熟悉骨盆和腹股沟解剖学的视角，这与大多数外科医生在通过传统开放技术进行疝修补术时感到舒服的视角不同。 在无生命模型中使用模拟程序代表了微创手术培训中非常重要的工具，因此模拟已成为当今外科手术培训的重要元素。 许多出版物已经显示了基于模拟模型的培训的相关性，以及在实际手术操作中在这种模式下学习的技能和能力的可能转移。 在航空领域，有大量的出版物和丰富的经验，在使用模拟来训练航空活动的各种参与者，特别是飞行员，以及让训练人员适应模拟环境以及各种情况的有用性方面 这可能会在实际活动的执行过程中出现。 在过去的十年中，一些作者提出在腹腔镜腹股沟疝修补术训练中实施模拟模型，强调特定的技术操作，如网片放置和固定。 在加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学开发了一种低成本的腹股沟腹股沟疝成形术培训模型，事实证明该模型有助于开发执行腹腔镜腹股沟疝修补术中所有必要步骤的技能（McGill Laparoscopic Inguinal Hernia Simulator MLIHS）。 该模型允许受训者修改模拟解剖结构，模拟不同可能的疝气类型。 该出版物确定，此类模型中的模拟可以在缩短这些程序的学习曲线和增加为执行这些干预措施做好充分准备的外科住院医生的数量方面发挥重要作用。 Nishihara 和合作者还发表了基于 3D 打印的类似模型的验证，该模型与主要使用纺织材料的真实人体解剖学非常相似。

建议创建一种训练模型，以尽可能精确的方式再现腹股沟区域的内窥镜视图，使用动物来源的组织，该组织类似于腹股沟区域壁和后腹腔镜仪器获得的间接接触的一致性 -公共区域。 建议生成的模型允许再现 Daes 和 Felix 在他们的文章“耻骨孔的批判性观点”中建立的操作或步骤，以及 Claus 等人强调的安全腹股沟疝修复的 10 条黄金法则。 可以得到尊重。

开发此模拟工具的最重要动机之一是获得低成本资源来引入内窥镜疝修补术培训，并按照当前指南的建议，在初级住院医生的教育过程中尽早开始对他们进行充分的指导。

材料和方法
使用的猪排保留了半椎骨及其相应的横突，当涂成白色时，代表库珀韧带。 双蓝色和红色电线分别用于代表上腹和精索血管。 两条 30Fr 聚乙烯软管分别涂成蓝色和红色，代表髂血管，用于代表腹壁静脉和动脉的电线末端插入其中。 一段 9.5Fr 口径的中央静脉导管被用来模拟输精管，一个避孕套被用来代表斜疝囊，并用硅酮胶粘在腹股沟壁（切口）以及电缆上 和用于模拟精索元素的导管。 将避孕套的远端部分、用于表示精索管的电缆和用作输精管的导管引入用 11 号手术刀刀片在切块上打的孔中（在 2 厘米的孔中去除一部分） 直径）代表扩大的腹股沟管深孔，假设外部或斜疝（外侧）的解剖结构，并保留此类疝气与上腹血管的关系（图 1）。 以相同方式构建的两个模型并排放置，以代表两个腹股沟区域（图 2），完整的制剂涂有自粘塑料场 ioban 6648（3MASt。保罗，明尼苏达州，美国） 模仿腹膜（图 3）。 材料成本约为 60,000 哥伦比亚比索或 20 美元。 该制剂被正确放置并固定在配备内部照明和连接到电视监视器的摄像机内。

图 1

腹腔镜腹股沟疝修补术新型廉价培训模型的实施与验证

图 1. 斜（侧面）疝气模型（左侧）。

图 2

腹腔镜腹股沟疝修补术新型廉价培训模型的实施与验证

图 2. 疝气模型（两侧）以及与真实解剖结构的比较。

图 3

腹腔镜腹股沟疝修补术新型廉价培训模型的实施与验证

图 3. 覆盖有模拟“腹膜”的疝气模型（两侧）。

10 名普通外科住院医师在他们的第三年 (PGY·3) 观看教学视频后，被指导准备模型并执行必要的操作，以模拟腹膜前经腹技术 (TAPP) 的腹腔镜腹股沟疝修补术。 10 名住院医师在模型中练习 5 个动作，持续 4 周（此期间平均 15 小时），即腹膜瓣的制作； 腹膜前空间的解剖，从腹股沟壁（以猪排为代表）分离模拟腹膜（自粘塑料悬垂），直到获得梳状孔的关键视图； 斜疝囊的治疗，通过解剖模拟囊的避孕套直到它与精索的元件完全分离，围绕囊并在其轴上扭转，使用体内缝合结扎它并打结（在 endo-trainer)，并用内切剪将其切片； 引入、部署和固定 10 × 12 cm 聚丙烯网，使用钛螺旋机械紧固件（Protack Medtronic），将其中两个紧固件放置在肉排横突（Cooper 韧带）上方的软组织中，三个位于 网状物的上边缘，在连接髂前棘和髂上棘的假想线上方； 和腹膜瓣闭合，使用具有体内打结的单丝缝合。 在为期 4 周的培训期间，住院医师平均进行了 25 次模拟疝修补术。 每个模型都使用了几次，并在完成演习或任务后重新安排。 这些模型在冷藏下保存长达 24 小时后被重新使用。

使用 Medicapture 200 设备（MediCapture Inc. Plymouth Meeting, PA, United States）对培训课程进行录像。 Kolmogorov-Smirnov 测试用于评估住院和专家时间数据的分布以执行演习（初始和最终）。 学生 t 检验用于比较住院医生在培训前后所需的时间，以及这些时间与五名“专家外科医生”（进行了 100 多次腹腔镜疝修补术）在相同任务中所需的时间。 Levene 检验用于比较两组的方差，Fisher 检验用于比较训练前后时间的标准差。 方差分析 (ANOVA) 也用于评估各组时间之间的差异。 一位不知情的独立观察员审查了专家的视频（10 个视频）和住院医师在初始会议和培训期结束后执行的录制程序的视频。 计算 Kappa 系数以建立独立的盲法专家观众对每个视频中表演者训练水平的判断准确性。

第二位盲法专家外科医生查看了专家和住院医师会议的视频记录，但不知道每个特定视频属于谁，或者视频是否与初始会议相对应，或者在完成培训期后。 分配 1 到 5 分的分数来限定模型中每个任务或操作的性能。 盲法专家被指示按以下方式对每项任务进行评定：1-不可接受，2-差，3-可接受，4-好，5-优秀。 评估考虑了仪器冲突、运动的精确性和经济性、组织处理、打结的熟练程度以及足够的网眼和大头钉位置。 在初始课程和完成培训期后记录每个住院医师在完整程序（包括五次演习）中的平均（平均）分数； 专家外科医生的视频也使用相同的分数和标准进行鉴定。 方差分析用于比较住院医师在初始课程和完成培训期后使用模型获得的熟练程度分数以及专家外科医生的分数。

结果
训练期后观察到住院医师执行动作的时间显著减少，因为训练前的平均时间为 26.40 分钟，标准差为 ±2.37 分钟，训练后的平均时间为 15.50 分钟，标准差为 ±2.59 分钟的偏差。 培训期结束后，住院完成手术所需的平均时间大幅减少，平均差异为 10.90 分钟（图 4）。

图 4

腹腔镜腹股沟疝修补术新型廉价培训模型的实施与验证

图 4. 最小显著差异 (LSD) 区间。 初始会话 (T. Pre. Sim) 的驻留时间（分钟）。 经过培训期 (T. Post. Sim) 和专家外科医生时间 (T. Expert)。

学生 t 检验的结果为 t = 15,099，具有九个自由度和双边显著性 = 0.000 (p < 0.01)。

95.0% 的置信区间定义为训练前的平均时间 (T. Pre. Sim)：26.4 ± 1.69285 [24,7072； 28.0928] 和完成 4 周训练后的时间 (T. Post. Sim)：15.5 ± 1.85473 [13.6453; 17,3547]; 假设方差为 10.9 ± 2.33214 [8.56786; 13,2321]。

Levene 检验显示 P 值为 0.385225，证实各组方差之间没有差异。

训练前和训练后时间之间的平均人口差异具有统计学意义，并且在 8.56 和 13.23 分钟之间，置信度为 95%。

Fisher 检验显示 F 值为 0.833058，P 值为 0.790002 (>0.05)。 显示训练前后的时间变异性没有显著差异，置信度为 95%。

同样，将专家执行演习的时间与培训期后住院完成任务所需的时间进行比较时，仍然存在显著差异，因为专家的平均时间为 11.90 分钟，标准差为 ±1.45 分钟和住院在培训后的平均时间，如上所述，为 15.50 分钟，标准偏差为 ±2.59 分钟。 但平均差异下降到仅 3.60 分钟（t = 3,933，p < 0.01）。 方差分析显示 F 比为 118.57，P 值为 0.0000。

关于独立观察员在使用该模型完成训练期后对专家和住院医师执行的练习所做的评估，独立盲法观察员承认，视频中记录的总共 14 次练习是由专家进行的，其中 10 次 真正对应于专家，而其余 4 个视频对应于仅使用模型训练了 4 周的住院，但他们的练习无法识别为受训者所做的。

Kappa 系数的结果值在训练期之前的初始会话中为 +1，在使用该模型 4 周后为 0.6，近似显著性为 0.003，(p < 0.05)。

住院的熟练程度得分在初始阶段平均为 1.9 分，标准差为 0.42，在完成培训期后为 3.68 分，标准差为 0.27。

当应用 Kolmogorov-Smirnov 测试时，训练前后的熟练度分数呈正态分布。 专家外科医生的分数也呈正态分布。 方差分析显示 P 值为 0.0000，F 比为 118.57，表明培训期后住院医生的分数显著增加，而完成培训后新手的分数与专家的分数之间仍有显著差异（图 5） .

图 5

腹腔镜腹股沟疝修补术新型廉价培训模型的实施与验证

图 5. 最小显著差异 (LSD) 区间。 住院医师在初始阶段的熟练程度分数（1-5 分）（基本分数）。 训练期结束后（最终分数）和专家外科医生的分数。

讨论
越来越多地引入微创手术技术为他们创造了特定的培训需求。 观察受过训练的专家执行的程序或在专家老师的指导下完成干预阶段或完整程序可能需要相当长的时间和大量程序，更不用说这种方法可能会增加手术时间或对患者带来风险 . 模拟已成为外科手术培训的重要工具，许多出版物都证明了模拟模型培训的价值，以及将通过这种方式获得的技能转移到手术室的手术实践和表现中的价值。 一些出版物报道了腹腔镜腹股沟疝成形术训练模型的实施，但大多数都集中在网片的放置及其固定上。 仓岛等人发表了低成本无生命模型的开发，该模型主要由纺织品和合成元素制成，专注于培训执行腹腔镜腹股沟疝气成形术的所有必要步骤（McGill 腹腔镜腹股沟疝模拟器 MLIHS）。 该模型在能够修改模拟解剖结构、代表各种类型的疝以及代表斜疝囊方面具有多功能性，并且需要培训和掌握使用提供的治疗它所必需的技能 . 同样，Nishihara 和合作者报告了通过 TAPP 技术创建和验证巧妙的疝修补术训练模型。 这个模型是通过使用 3D 打印机开发的，它与真实的人体解剖学非常相似，并使用各种材料，主要是纺织品（特别是合成海绵）来模拟腹股沟区域的腹腔镜方面。 然而，虽然代表腹股沟区域结构的材料成本不高，但完整的模拟器却很高。 在展示的模型中，由于使用了内窥镜中预先存在的端口，因此未执行套管针的放置和腹腔镜通路的模拟。 使用生物材料、组织和骨骼，结合一些合成元素，可以更好地关联模拟元素的一致性与真实解剖结构的一致性，尤其是在模拟网格固定时。 此外，MLIHS 模型需要几个小时的准备时间，而住院准备报告的模型所需的时间平均为 25 分钟，潜在的缺点是使用生物组织，其耐用性相当有限（它们仅经过修复 并在 24 小时内重复使用，并在冷藏条件下保存），但具有巨大优势的是模型中使用的材料在任何超市或肉店、一些五金店和几乎所有医院都很容易获得。 同样，任何商业或简易的内窥镜训练器都可以托管该模型而无需额外费用。

提供的模型可以用来模拟腹股沟区域所有类型的疝气。 由于这种疝气和修复的性质相对更复杂，决定分析矫正斜疝气所需的任务或操作，但可以在模型中模拟腹股沟区域的所有类型的疝气。

关于训练期间使用的固定方法，知道目前的指南仅建议在内侧 3 型（大直疝）中使用固定。 然而，对于“最佳”固定方法并没有达成共识，外科医生的偏好被认为是主要的选择标准。 尽管在的模拟腹股沟疝修补术中只分析了斜疝气修补任务，但决定包括这种固定方法（通常不需要，并且在这种类型的疝气中不推荐使用）以使受训者熟悉设备的处理和使用，并且出于实际原因（ 单个大头钉施加器允许参与者执行完整的程序六次，并且模型很容易重新安排以供重复使用），但所有侵入性和非侵入性固定方法（胶水、自抓网、大头钉缝合等）都无法使用。 ) 可以在的模型中进行教学和训练。

的结果表明，尽管专家记录的时间与住院医师进行练习的时间在统计上存在显著差异，但在研究期间使用训练模型对于在这种情况下有用技能的发展是有效的，并且可能 在学习腹腔镜腹股沟疝修补术所需的具体动作方面，由于仅进行了4周的实践训练，新手进行该动作的平均时间与专家外科医生进行相同动作的时间仅相差3.60分钟。 出现两个问题：如果显著增加所提出模型的训练时间，这种比较的结果会是什么？ 在培训中的什么时候，住院医师所需的时间通常与专业外科医生的时间相匹配？

在的模型中通过培训开发的对技能和能力可能有效转移的评估超出了本研究的预期，但代表了未来研究这种影响的重要动机。 模型和模拟系统培训对提高手术室性能的影响先前已在一些出版物中报道过。

根据专家外科医生对执行模型中任务的熟练程度的判断，使用量表评分来评估能力，随着时间的推移，使用该模型显示出显著的改进。 同样，一位对任务执行者的培训水平视而不见的专家外科医生审查了参与者的视频并对表演的“质量”做出判断，试图将视频归类为属于住院还是属于 专家外科医生，这构成了对表现本身的“定性”评估。 有趣的是，判断的准确率在训练期开始时为 100%，但在使用该模型完成 4 周后仅为 60%。 模型中的性能允许评估员在初始会话中识别和区分专家和初学者，这是“验证”仪器所必需的，但学员的性能质量在他们使用模型期间发生了变化，这种变化可能 可以归因于他们在培训课程中获得的技能。

结论
成功地建立并实施了一个低成本的腹股沟疝腹腔镜手术培训模型，该模型具有重要的解剖学保真度，与人体腹股沟区域从腹腔内的形态有关。 所提出的模型允许获得执行腹腔镜腹股沟疝成形术的有用技能和能力，并且可以代表学习这些干预措施的重要工具，缩短学习曲线而不会使患者暴露于风险或延长手术时间。 在培训课程中使用模型之前的准备工作有助于让住院医师或外科医生熟悉腹股沟区域的腹腔镜视图。 的模型允许受训者练习腹腔镜腹股沟疝修补术中最具挑战性的操作，刺激必要技能的发展。

在该模型中常规实施培训在腹腔镜腹股沟疝成形术的教学过程中可能非常有用，特别是在资源匮乏的项目和发展中国家无法获得昂贵的复杂模拟系统。

参考资料：
1. Neumayer, L, Giobbie-Hurder, A, Jonasson, O, Fitzgibbons, R, Dunlop, D, Gibbs, J, et al. Open Mesh versus Laparoscopic Mesh Repair of Inguinal Hernia. N Engl J Med (2004) 350(18):1819–27. doi:10.1056/nejmoa040093
2. Bansal, VK, Krishna, A, Misra, MC, and Kumar, S. Learning Curve in Laparoscopic Inguinal Hernia Repair: Experience at a Tertiary Care centre. Indian J Surg (2016) 78(3):197–202. doi:10.1007/s12262-015-1341-5
3. Kurashima, Y, Feldman, L, Al-Sabah, S, Kaneva, P, Fried, G, and Vassiliou, M. A Novel Low-Cost Simulator for Laparoscopic Inguinal Hernia Repair. Surg Innov (2011) 18(2):171–5. doi:10.1177/1553350610395949
4. Lau, H, Patil, NG, Yuen, WK, and Lee, F. Learning Curve for Unilateral Endoscopic Totally Extraperitoneal (TEP) Inguinal Hernioplasty. Surg Endosc (2002) 16(12):1724–8. doi:10.1007/s00464-001-8298-0
5. Fried, GM, Feldman, LS, Vassiliou, MC, Fraser, SA, Stanbridge, D, Ghitulescu, G, et al. Proving the Value of Simulation in Laparoscopic Surgery. Ann Surg (2004) 240(3):518–28. doi:10.1097/01.sla.0000136941.46529.56
6. Scott, DJ, Bergen, PC, Rege, RV, Laycock, R, Tesfay, ST, Valentine, RJ, et al. Laparoscopic Training on Bench Models: Better and More Cost Effective Than Operating Room experience?11No Competing Interests Declared. J Am Coll Surgeons (2000) 191:272–83. doi:10.1016/s1072-7515(00)00339-2
7. Seymour, NE, Gallagher, AG, Roman, SA, O’Brien, MK, Bansal, VK, Andersen, DK, et al. Virtual Reality Training Improves Operating Room Performance. Ann Surg (2002) 236:458–64. doi:10.1097/00000658-200210000-00008
8. Sroka, G, Feldman, LS, Vassiliou, MC, Kaneva, PA, Fayez, R, and Fried, GM. Fundamentals of Laparoscopic Surgery Simulator Training to Proficiency Improves Laparoscopic Performance in the Operating Room-A Randomized Controlled Trial. Am J Surg (2010) 199:115–20. doi:10.1016/j.amjsurg.2009.07.035
9. Johnston, PJ, and Catano, VM. Investigating the Validity of Previous Flying Experience, Both Actual and Simulated, in Predicting Initial and Advanced Military Pilot Training Performance. Int J Aviation Psychol (2013) 23:227–44. doi:10.1080/10508414.2013.799352
10. Machiarella, ND, Arban, PK, and Doherty, SM. Transfer of Training from Flight-Training Devices to Flight for Ab-Initio Pilots. Int J Appl Aviat Stud (2006) 6:299–314.
11. Adrales, GL, Park, AE, Chu, UB, Witzke, DB, Donnelly, MB, Hoskins, JD, et al. A Valid Method of Laparoscopic Simulation Training and Competence Assessment 1, 2 1Presented at the 36th Annual Meeting of the Association for Academic Surgery, Boston, MA, November 7-9, 2002. 2Supported in Part by an Educational grant from Tyco/U.S. Surgical Corporation. J Surg Res (2003) 114:156–62. doi:10.1016/s0022-4804(03)00315-9
12. Jain, M, Tantia, O, Khanna, S, Sen, B, and Kumar Sasmal, P. Hernia Endotrainer: Results of Training on Self-Designed Hernia Trainer Box. J Laparoendoscopic Adv Surg Tech (2009) 19:535–40. doi:10.1089/lap.2008.0384
13. Hamilton, EC, Scott, DJ, Kapoor, A, Nwariaku, F, Bergen, PC, Rege, RV, et al. Improving Operative Performance Using a Laparoscopic Hernia Simulator. Am J Surg (2001) 182:725–8. doi:10.1016/s0002-9610(01)00800-5
frontierspartnerships.org/articles/10.3389/jaws.2022.10305/full
14. Nishihara, Y, Isobe, Y, and Kitagawa, Y. Validation of Newly Developed Physical Laparoscopy Simulator in Transabdominal Preperitoneal (TAPP) Inguinal Hernia Repair. Surg Endosc (2017) 31(12):5429–35. doi:10.1007/s00464-017-5614-x
15. Daes, J, and Felix, E. Critical View of the Myopectineal Orifice. Ann Surg (2017) 266(1):e1–2. doi:10.1097/SLA.0000000000002104
16. Claus, C, Furtado, M, Malcher, F, Cavazzola, LT, and Felix, E. Ten golden Rules for a Safe MIS Inguinal Hernia Repair Using a New Anatomical Concept as a Guide. Surg Endosc (2020) 34(4):1458–64. Epub 2020 Feb 19. PMID: 32076858. doi:10.1007/s00464-020-07449-z
17. Simons, MP, Aufenacker, T, Bay-Nielsen, M, Bouillot, JL, Campanelli, G, Conze, J, et al. European Hernia Society Guidelines on the Treatment of Inguinal Hernia in Adult Patients. Hernia (2009) 13(4):343–403. Epub 2009 Jul 28. PMID: 19636493; PMCID: PMC2719730. doi:10.1007/s10029-009-0529-7
18. Woodrum, DT, Andreatta, PB, Yellamanchilli, RK, Feryus, L, Gauger, PG, Minter, RM, et al. Construct Validity of the LapSim Laparoscopic Surgical Simulator. Am J Surg (2006) 191:28–32. doi:10.1016/j.amjsurg.2005.10.018
19. Korndorffer, JR, Dunne, JB, Sierra, R, Stefanidis, D, Touchard, CL, Scott, DJ, et al. Simulator Training for Laparoscopic Suturing Using Performance Goals Translates to the Operating Room. J Am Coll Surgeons (2005) 201:23–9. doi:10.1016/j.jamcollsurg.2005.02.021