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肱骨髁上骨折是儿童最常见的肘关节骨折,约占所有儿童骨折的3%。其常见于10岁以下的儿童,5至7岁为最高发病率年龄段。随着儿童青少年活动量的日益增加,儿童创伤的发生率也在逐年攀升,各医院骨科医生都接诊更多的儿童青少年患者。

由于临床病人也不能让医学生直接进行操作训练。常规操作模型也无法真实体现临床操作过程中可能出现的不良反应及并发症等临床情景。通过应用虚拟标准化的病人可以根据教学目标设计大量虚拟操作病人及临床情景来满足教学需要。

本实验旨在通过虚拟仿真实验的方式,梳理儿童肱骨髁上骨折相关的知识点,提高诊治该疾病的水平,从而更好的帮助患儿。

实验以虚拟仿真的形式,从基础解剖知识入手,学习了解肱骨髁上区的生理、病理解剖知识,了解小儿肱骨髁上骨折的常见发病原因,并逐步引入病例,形成从临床检查、影像学检查直到手术治疗结束的完整过程

虚拟仿真(Virtual Reality)技术,或称为模拟(simulation)技术,就是用一个计算机系统模仿另一个真实系统的技术。利用虚拟仿真建立的解剖模型,也能用于解剖基础和基本技能训练,也能用于高阶医师对于患儿个体化诊疗的模拟。临床医学特别是小儿外科学,对操作技术要求高,而肱骨髁上骨折的发生较多,是骨科常见病,因此处理各种不良反应及并发症就成为了医学生必须熟练掌握的技能之一。虚拟仿真技术作为模拟培训技术的前沿技术,给解决培训中实践机会缺乏以及实践操作不到位这些矛盾提供了良机。在虚拟仿真技术支持下的模拟培训的到位,有助于在规范化培训和专科培训早期打下扎实基础,有助于弥补临床实践的不足和降低实际操作给患者带来的风险。

本项目通过构建肱骨髁上骨折闭合复位的3D虚拟标准化儿童病人,将临床实际病例的病例数据和影像资料融合到实训案例中,创建沉浸式、交互式的虚拟训练情境,还原肱骨髁上骨折闭合复位技术的每个步骤,让学生在学习操作过程中掌握肱骨髁上骨折闭合复位技术的目的、适应证、禁忌证、操作步骤。此外,通过真实还原操作过程中可能的各种不良反应及并发症的临床情景,让学生掌握肱骨髁上骨折闭合复位技术的不良反应及并发症的判断和处理,提高肱骨髁上骨折闭合复位技术的操作能力及临床应变能力。

(1)实验原理(限1000字以内)

闭合复位经皮穿针内固定是治疗小儿肱骨髁上骨折的常用手术方法。肘关节附近的骨折在生长发育中的儿童很常见,特别是5~10岁的儿童。其中肱骨髁上骨折最为常见,占肘关节骨折的75%;其次为肱骨外髁骨折(占17%)和肱骨内上髁骨折。“T”形髁间骨折、内髁骨折和外上髁骨折非常少见,三者之和还不到1%。

肱骨髁上骨折分伸直型和屈曲型,以前者多见。根据改良Gartland分型,将伸直型肱骨髁上骨折分为4型,Ⅰ:骨折没有移位或稍有移位;Ⅱ型:成角移位,但是后方骨皮质完整(IIA型:仅成角移位,IIB型:成角伴有旋转);III型:完全移位,无骨皮质连续,但存在骨膜铰链(内侧或外侧)完整;IV型:没有骨膜铰链,在屈曲和伸直时均不稳定,在多方向上不稳。屈曲型骨折也可参照上述方法进一步分型。几乎所有移位的儿童肱骨髁上骨折均可以闭合复位克氏针固定。

知识点:共20个

1.解剖知识

2.软组织结构

3.病理解剖及疾病成因

4.病史了解

5.临床检查

6.影像学检查

7.骨折分型

8.判断治疗方法

9.核对病人(以下为手术操作部分知识点)

10.消毒铺巾

11.骨折闭合复位

12.第一枚克氏针位置选择及置入

13.第二枚克氏针位置选择及置入

14.第三枚克氏针位置选择及置入

15.检查骨折稳定情况

16.检查是否有旋转移位

17.处理针尾

18.石膏固定

19.麻醉复苏后检查神经情况(以上为手术操作部分知识点)

20.并发症

(2)核心要素仿真设计(对系统或对象的仿真模型体现的客观结构、功能及其运动规律的实验场景进行如实描述,限500字以内)

肱骨髁上骨折闭合复位技术是肱骨髁上骨折的一种手术治疗方式,适用于GartlandⅡ型、Ⅲ型骨折,部分IV型骨折。与切开复位的方式不同,该手术无需切开皮肤即可进行操作;

其使用的手术固定材料克氏针是一种常用的内固定材料,用于固定短小骨折或撕脱骨折等应力不大的骨折固定,也用在骨科手术中临时骨折块的固定中;而在儿童骨折中,克氏针是最重要的跨骺板内固定材料。光滑克氏针能点状穿过骺板而不导致骨骺早闭。

本次项目肱骨髁上骨折闭合复位技术的综合操作虚拟仿真实验的核心仿真设计有如下设计特点:

1.充分了解解剖位置和克氏针的相对关系:在闭合复位中一般用多枚克氏针固定骨折于解剖位置; 因此,充分了解解剖相对位置就显得尤为重要,本系统通过解剖、影像、临床等多种方式各种角度详细的展示解剖知识,从而增加术者对本技术的了解

2.基于克氏针闭合复位的特点,通过透视的方式,来展示克氏针进针的完整过程以及固定技巧,配合对应的影像学资料,让术者详细了解进针过程中克氏针的运动方向和相对位置(下图为示意图)

手术步骤

1.伸直患侧肘关节并牵引,先矫正远折端向内或向外侧的横向移位,在保持牵引状态下屈曲肘关节,同时将双手拇指放在尺骨鹰嘴上向前推压远折端,将肘关节保持在过度屈曲位以锁定远折端的位置。如果远折端向内侧移位,说明外侧骨膜已经撕裂。此时就要将前臂旋前,对抗内侧连续的骨膜将复位绷紧,同时有助于外侧柱靠拢;但当IV型骨折骨膜袖完全撕裂后,前臂旋前也就失去维持、稳定骨折对位的作用。

2.复位和保持肘关节过度屈曲,内旋和外旋患肢,采用C臂透视机透视检查复位情况,在透视引导下,选用2至3枚1.6mm直径光滑克氏针,通过肱骨内、外髁固定骨折端。于皮肤外面弯成钩并剪断针尾,在皮肤与针尾钩之间放置敷料,以减少皮肤和针尾的相对运动所引起的渗出和继发感染的几率。

术中注意要点

1.闭合复位 牵引一定要充分,否则复位很难成功。矫正骨折侧方移位后一定要经前后位透视的证实。矫正骨折端的后方移位时一定要向前按压远折端并过度屈曲肘关节,利用肱三头肌的张力来帮助和维持骨折复位。此时只能通过侧位检查复位情况。

2.内侧克氏针固定 当骨折周围肿胀明显,肘关节内侧骨性标志触摸不清时,可先钻入外侧克氏针,然后将肘关节伸直,此时很容易摸到尺神经沟,再钻入内侧克氏针。另外的方法是在内侧做一小切口,直视下显露尺神经沟,或者仅在外侧钻入2至3根克氏针。

3.闭合穿针时争取一次成功,避免反复穿刺对骺板的损伤。

4.避免损伤尺神经。

(1)学生交互性操作步骤,共步

步骤序号

步骤目标要求

步骤合理用时(秒)

目标达成度赋分模型

步骤

满分

成绩类型

1

解剖知识

60

4个知识点每项2分

8

R操作成绩

R实验报告

£预习成绩

£教师评价报告

2

软组织结构

60

4个知识点每项2分

8

3

病理解剖及疾病成因

30

达成得分未达成不得分

5

4

病史了解

30

达成得分未达成不得分

5

5

临床检查

30

达成得分未达成不得分

5

6

影像学检查

30

达成得分未达成不得分

5

7

骨折分型

30

达成得分未达成不得分

5

8

判断治疗方法

30

达成得分未达成不得分

5

9

核对病人

(以下为手术操作部分知识点)

30

达成得分未达成不得分

5

10

消毒铺巾

30

达成得分未达成不得分

5

11

骨折闭合复位

60

达成得分未达成不得分

5

12

克氏针置入

180

三根克氏针每根4分

12

13

检查骨折稳定情况

60

达成得分未达成不得分

5

14

检查是否有旋转移位

60

达成得分未达成不得分

5

15

处理针尾

60

三个步骤,每步3分

9

16

石膏固定

30

达成得分未达成不得分

2

17

麻醉复苏后检查神经情况

(以上为手术操作部分知识点)

30

达成得分未达成不得分

2

18

并发症

30

达成得分未达成不得分

4

交互性步骤详细说明

一、解剖及病例引导

1.通过选择的方式学习解剖知识


2.通过选择的方式学习软组织结构


3.通过问答题选择病理解剖及疾病成因


4.病史了解:对话问诊的形式了解病史,并进行检查手段的判断

5.临床检查(正常/神经损伤)通过手指活动的情况判断是否存在神经损伤。


6.影像学检查:通过肘关节正侧位片评估粉碎程度,判别移位、旋转及关节内骨折。


7.骨折分型:判断肱骨髁上骨折的不同方式分型:如开放性VS非开放性、伸直型(接近98%)VS屈曲型等。


8.根据病例判断治疗方法:非手术治疗/手术治疗;闭合复位/切开复位

二、手术操作

1.核对病人:核对病人信息;

2.消毒铺巾:按照正确的位置进行消毒及铺巾;

3.骨折闭合复位:骨折复位:以左手按压固定上臂,右手牵拉复位骨折

4.复位结果判断:根据正位片检查复位是否良好;

5.克氏针内固定:判断置入位置:以尺骨鹰嘴为标记,其外侧为肱骨外侧髁,置入第一根克氏针;

6.透视确认骨折复位及内固定:透视确认正位、侧位确定进针位置是否良好;

7.第二根克氏针置入角度选择:以第一根针为标志,向外成角约20°~30°置入第二根克氏针;

8.透视确认骨折复位及内固定:透视确认正位、侧位确定进针位置是否良好

9.选择置入后续克氏针:根据骨折线具体情况选择后续进针方式,内侧骨折线位置较高,不适合外侧置入3根针,选择内外侧交叉针置入;

10.内侧针置入位置判断:肱骨内上髁处,触摸肱骨内上髁确认进针点,将皮肤向下滑动避开尺神经,克氏针触碰肱骨内上髁有确实感;

11.内侧进针注意要点:进针时肘关节尽量成伸直位,以松弛尺神经,避免尺神经损伤;

12.置入第三根克氏针;

13.透视正、侧位确定位置是否良好;

14.检查骨折稳定情况:活动肘关节,检查骨折稳定情况

15.检查是否有旋转移位:检查时以上臂旋转为主,不要牵拉旋转前臂

16.处理针尾:消毒针尾,折弯、剪断克氏针,以含碘、带孔纱布垫,保护针尾,以无菌敷料覆盖;

17.石膏固定:术后以石膏固定肘关节于屈曲70°位,防止肘关节过屈曲造成肘前方血管压迫,导致筋膜间室综合症发生,可在内侧针处加垫,防止内侧针穿破敷料与纱布;

18.麻醉复苏后检查神经情况完好

如在解剖及病例引导部分操作错误的,则进行扣分并于显示正确结果时给予标注及解释。

如在手术操作过程中进行错误操作的,将无法完成手术步骤。

正确/错误完成所有步骤后,进行总体打分,并给予判断明细供学生自行学习巩固

开发技术

£VR £AR £MR R3D仿真 £二维动画RHTML5

£其他

开发工具

RUnity3D £3D Studio Max    RMaya

£ZBrush £SketchUp £Adobe Flash

£Unreal Development Kit £Animate CC

RBlender £Visual Studio

£其他


服务器

电脑装置:

Win7/8/10简体中文版的操作系统

CPU:主频3.20GHZ或更高的

硬盘:1T

显卡:显存2GB以上

内存:8GB以上

显示器、鼠标、键盘等输入设备

操作系统

RWindows Server

具体版本:

数据库

SQL Server

备注说明(需要其他硬件设备或服务器数量多于1台时请说明)

是否支持云渲染:○是○否

相关实验
团队成员
宁波|副主任医师
负责人

Email:ningbo@fudan.edu.cn

研究方向:肢体延长矫形(ilizarov支架,外固定支架等),发育性髋关节脱位,成骨不全。 先天性四肢畸形(髌骨脱位,先天性胫骨假关节,先天性胫骨发育不良,先天性腓骨发育不良,先天性股骨发育不良,先天性马蹄足等),脑瘫及儿童骨折等小儿骨科常见病。

个人主页:https://ch.shmu.edu.cn/doctor/intro/id/375/pid/425.html