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通过虚拟仿真支持下的沉浸式系统学习,便于学生深入掌握小儿盆底解剖、小儿膀胱外翻等盆腔发育异常疾病的病理解剖,了解这些生理和病理状态下的解剖要点和膀胱外翻手术基本要求及过程概要。

知识点数量: 4 (个)

(1)正常盆底的局部解剖(骨骼肌肉和脏器毗邻关系);

(2)泌尿系统盆腔部分基本解剖(闭孔结构和阴部内神经血管的走行);

(3)膀胱外翻手术基本要点(阴部内神经血管的暴露和保护);

(4)膀胱外翻矫正的手术基本思路和操作要点

小儿泌尿系统手术需要有熟练的解剖基础。随着先天畸形诊治的深入,大量的盆腔先天畸形、盆底结构异常患者需要深入诊疗。现代人群对生活质量的要求对医生的手术目标提出了更高的要求,从原有的存活,进一步提升到了有质量的存活,除了解剖重建,对功能重建和美观提出了进一步的要求。临床医师急需在接受基础课程教育如解剖学,以及医师培训的初期阶段就重视这一方面,熟悉基本解剖和手术的基本步骤,为收到良好的手术效果、降低并发症打下扎实的基础。

盆腔容纳了大量的泌尿系统器官,因此盆底解剖是泌尿系统的主要工作方面,也是历来医学基础的学习难点和手术高难区域。由于盆腔位置深,盆腔内容和四周结构复杂,传统的讲解、图谱的方式进行盆腔解剖学习效果不佳。在病理生理学和临床治疗学上,以膀胱外翻-尿道上裂符合畸形为典型代表的解剖的认识是小儿外科学学习的难点,而盆底手术技能的培训和进阶是小儿泌尿外科医师培训的重点。在正常患儿解剖的基础上,通过虚拟仿真学习,能深入感知盆腔解剖特点,虚拟仿真技术辅助能有效克服盆腔解剖学习中,难以想象结构间关系,理解不真实,掌握无法精确的情形。而对于病态情况下的解剖和手术矫正目标的学习和理解,缺乏浸入式学习,难度更甚。在临床上,对特定疾病患儿实施个性化手术预案,通过虚拟仿真技术进行手术预判、预演,能有效提升医师的手术效果,降低手术并发症,有助于给患儿带来更好地预后。

本项目拟以基本小儿泌尿系统解剖为基础,增强局部解剖的学习效果,为进一步学习治疗和手术学打下基础。在此学习的基础上,能进一步为实践操作做好准备。本项目通过虚拟仿真的方法,模拟局部解剖和临床实际操作中的技能,为规范化培训和专科培训医师,设置通过DICOM数据对真实病例的三维重建,进一步熟悉相关解剖和手术技能。

实施过程:

学生以完全自主独立的学习,线上结合线下、虚拟仿真结合现场模拟和辅导进行。第一次线下课程,通过导引学习了解、熟悉全部知识,后续则进行自助模式学习。学习完成后系统会将学习过程中的知识点的掌握情况全部分项反馈给到教学老师及本人,学生可以清楚的知道自己哪些操作要点已经掌控,哪些还有待加强。学习内容放在指定的云端服务器,终端用户可以随时凭账号进行访问,后台评价管理系统可以按班级,学号,时间段进行分批次管理,导出相关学习成绩,根据学习成绩授予学分。同时学生自己也可同时知道学习情况,并对课程教学质量进行反馈,整个学习交互过程同步吻合,使教学管理与教学过程高度统一。

在学习系统的基础上,能以影像数据为基础,通过患儿影像数据建立真实患儿的个性化解剖模型,在此基础上,具有手术经验的医师能进行未来手术的推演和模拟,有助于实际手术能顺利进行,提升医疗质量。

教学实施效果:

学生在虚拟仿真训练中着重掌握以下知识点:(1)正常盆底的局部解剖(骨骼肌肉和脏器毗邻关系);(2)泌尿系统盆腔部分基本解剖(闭孔结构和阴部内神经血管的走行);(3)膀胱外翻手术基本要点(阴部内神经血管的暴露和保护);(4)膀胱外翻矫正的手术基本思路和操作要点

在线下现场实训和交互中重点掌握以下知识点:(1)小儿盆底解剖规则及解剖要点(2)在线虚拟仿真学习系统的基本操作方法(3)学习程序的操作步骤演示和交互。

(1)实验方法描述:

线上教学说明

①以预先申请的个人账号(学号)和密码通过个人电脑的网页登录学习网站(固定IP和域名);

②根据登录人的角色,系统推荐合适的学习模块;不隐藏其他学习模块,可以供学有余力的学生选择更高级的模块;

③根据学习模块进入学习,通过点击界面选择操作步骤,网页根据客户端交互展示虚拟仿真图像,支持3D展示和拆解;

④根据学习任务要求,分为了解、熟悉、掌握层次,分别对应演示、按提示操作、和操作后评分;对于基础解剖学习,以不同层次以虚拟仿真的形式进行展示;

⑤选择不同的部位,展示不同的解剖结构,并提供名称;考核模式则需要客户端根据展示填写相应解剖结构中英文名称;

⑥选择不同的手术名称,根据手术指引,进行虚拟手术操作;盆底手术提供膀胱外翻修复术、尿道上裂成形术、前列腺膀胱颈部横纹肌肉瘤切除术等手术步骤的学习;

⑦学习后进行考核,根据不同的手术要求,在虚拟仿真环境中进行相应的手术操作,系统根据操作步骤顺序、操作范围和程度进行评分;

⑧学习结束,能了解自己在群体中的学习效果,掌握程度以及错误点,并能在线留言咨询教师,并对系统程序进行反馈。

(2)学生交互性操作步骤说明:

2.1正常盆腔解剖以及泌尿系统相关盆腔结构解剖的展示和学习:

沉浸式和交互式的盆底解剖,结构和层次识别。软件展示男性儿童盆腔3D结构,可旋转,可拆卸。

根据学习需要,依次分层次和部位立体展示如下结构:①腹壁层次(皮肤、皮下浅深筋膜、腹直肌前鞘及腹直肌、腹外斜肌及腱膜、腹内斜肌、腹横肌及腹膜);②盆腔内脏器(膀胱、直肠、部分回肠、输尿管、输精管、后尿道段);③盆腔壁肌层(会阴浅横肌、会阴深横肌和尿生殖膈、尿道外括约肌、肛提肌);④盆腔骨性结构和韧带(骶骨和尾骨、坐骨棘、坐骨大孔、闭孔、耻骨联合、坐骨支、耻骨支、坐骨结节、腹股沟韧带、骶结节韧带);⑤神经血管(髂总动脉、髂内髂外动脉、阴部血管、膀胱下动脉、会阴神经和动脉);

在学习模式下,能随时配合鼠标点击做出解释,并可按一定的程序移除或淡化相应层次以便显露更深层结构供学习;重点学习⑥闭孔结构,需要展示闭孔的构成、四周结构名称、阴部神经血管走行,和阴茎血供的关系,阴部血管神经走行各点和其浅面、深面结构的关系。

2.2膀胱外翻异常解剖特征学习(以膀胱外翻为例)

以和正常解剖相同的学习方式,学习膀胱外翻患儿存在的解剖结构畸形的特点以及要素。

分层次展示异常结构①骨盆环的异常(耻骨联合分离、骨盆环开放、骨盆倾角的异常);②膀胱结构的异常(膀胱粘膜外露,前壁缺失、输尿管开口靠外、尿道板纵裂);③阴茎结构的异常(阴茎海绵体分离、阴茎脚外旋、阴茎头部分裂);④腹壁异常(腹壁皮肤缺失、腹直肌外移、脐部缺失);⑤盆底肌层的异常(尿生殖膈前部发育不良、尿道括约肌缺损、耻骨韧带缺失)。

2.3虚拟手术学习:根据膀胱外翻手术对盆底肌层的解剖,盆底异常/骨盆环开放情形下的盆腔两侧入路,从阴茎脚内上方进入解剖和游离的方法;选择适宜的虚拟器械在正确的解剖部位完成下列步骤:①膀胱两侧和前部的游离;②闭孔的暴露;③阴茎脚的暴露和神经血管束的保护;④尿道括约肌的辨认和分离;⑤尿道卷管成形;⑥输尿管再植移位;⑦腹直肌下部的游离;⑧耻骨支的游离;⑨膀胱的关闭;⑩腹壁的关闭。

2.4考核:

在学习正常解剖和泌尿系统盆腔解剖后,学习膀胱外翻患儿存在的解剖结构畸形的特点以及要素。在客观题考核状态下,系统高亮特定结构,考生在多个选项中选择正确的名称或解剖特点;在模拟解剖/手术考核情况下,考生依次指出相应的结构,并标注名称。或以一定的顺序标识完成膀胱外翻修复的重点步骤。

2.5教学评价和反馈:

以网页问卷和在线沟通的方式随时和定时进行评价。师生能及时互动教学中存在的问题和了解知识点掌握情况,教学管理人员能随时汇总评价情况及对系统的建议,课题组评估意见质量,做出必要的修正和改进决定。

(1)是否记录每步实验结果:✔️是£否

(2)实验结果与结论要求:✔️实验报告✔️心得体会✔️其他虚拟解剖手术记录

其他描述:和教师的交互,对系统的评价和评分,以及改进建议(使用后开发交互)。

(1)说明客户端到服务器的带宽要求(需提供测试带宽服务)

1.0 Mbps及以上

(2)说明能够提供的并发响应数量(需提供在线排队提示服务)

保证学习质量的交互条件下,并发响应数量不少于100

(1)计算机操作系统和版本要求:Win 7专业版及以上,支持IE 8以上浏览器、Chrome浏览器;具备internet链接。

(2)其他计算终端操作系统和版本要求:Android平台:6.0及以上。IOS平台:11.0及以上。均具有internet网络连接。

(3)支持移动端:✔️是

(1)计算机硬件配置要求

个人PC,intel®赛扬®处理器N3050 1.6GHz及以上,内存4GB及以上,Intel HD Graphics 615或同等,显存1GB及以上;

(2)其他计算终端硬件配置要求

相关实验
团队成员
毕允力|主任医师
负责人

复旦大学附属儿科医院

Email:biyunli@yahoo.com

研究方向:擅长治疗小儿泌尿外科先天性畸形

个人主页:https://www.dayi.org.cn/doctor/1131733