虛擬實境化身外科醫生訓練師

Research: How Virtual Reality Can Help Train Surgeons
吉迪恩.布朗斯汀 Gideon Blumstein
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加州大學洛杉磯校區一項研究結果顯示,在訓練中運用虛擬實境的前景看好:與傳統訓練方式相比,在Osso VR平台上進行虛擬實境訓練,使參與者的整體手術表現提升了230%。

醫療儀器與手術技巧的進步,有望拯救生命與改善生活。但我們目前的外科醫師訓練與評估系統,已經落後創新的步調,導致一些醫師尚未準備好執行複雜的手術,使一些病患置身風險之中。在訓練中運用虛擬實境技術,也許能在填補這些不足與改進技能方面,發揮重大作用。

雖然技能不足的問題有許多形式,我們卻發現住院醫師與研究醫師之間,在實施手術的熟練程度上特別有差異。這讓我們想問:是否有些住院醫師天生就是比較優秀的外科醫師?或者,這些差異是否代表,每位外科醫師在受訓過程中經歷的臨床情境與自主程度,有所不同?例如,一位外科醫師可能在受訓時進行過數十次髖關節內視鏡手術,但另一位可能只進行過一次,或從未做過。

更重要的是,我們如何以標準化的方式來進行正確的訓練?此外,在外科醫師開始獨當一面之前,我們該如何客觀評估他們是否已能熟練執行手術?

確實,正確而客觀的評估,是許多外科住院醫師計畫中的致命傷。一直以來,這些計畫並沒有以量化標準或「評分」的標準化方式,來評估外科手術技能,這可能導致在評量住院醫師的表現時,容易受偏見影響。在定義何謂「優秀的外科醫師」時,可能很難將醫師對病人的態度和職業道德,與技術能力和手術熟練程度區分開來。

除了評估的挑戰之外,外科醫師往往缺乏足夠的練習機會,無法持續練習正在學習的技能,特別是與新醫療技術相關的技能。外科醫師受訓學習操作一項新儀器時,通常是出差去參加與醫療儀器廠商一起的訓練工作坊,為期一或二日。這種一次性的訓練,往往無法提供機會讓外科醫師持續加強技能。外科醫師接受一項手術訓練之後,可能要等到四至六個月之後才會對病患動手術,迫使他們在手術房裡「現場」邊動手術邊回想所學。

訓練與評估方面的這些缺陷,讓風險程度持續升高,為病患和照顧他們的外科醫師帶來嚴重後果。看看以下的統計數據:

 美國密西根大學(University of Michigan)近期一項研究發現,從住院醫師升等的外科醫師,有30%的人無法獨力進行手術。

 根據《新英格蘭醫學雜誌》(New England Journal of Medicine)刊登的一項研究,技能較差的減重手術醫師致死率,是技能較佳醫師的五倍。

 根據估計,全世界每年有七百萬名病人會得到手術併發症。

儘管這些數據令人驚恐,但情況可能繼續惡化,因為嬰兒潮世代正在老化、外科醫師預期會出現短缺的影響迫在眉睫,這將進一步導致更難得到受過訓練且合格的外科醫師提供治療。

以虛擬實境為基礎的訓練系統,為這些挑戰的數個層面提供了有意思的解決方法。根據定義,虛擬實境是運用電腦技術創造一個模擬環境,讓使用者置身於體驗之中。這些平台能夠仔細模擬手術室的環境,提供身歷其境、可以親自動手的訓練,藉此直接解決技能落差的問題。虛擬實境平台提供按需要而進行的可攜式訓練,而且隨時隨地都可進行。

此外,虛擬實境工具也包含了「清單式」(checklist-style)的評估方法,可以客觀衡量手術的熟練程度,讓這個流程不再屬於人類的主觀範疇。這些工具提供極詳細的畫面,顯示外科醫師正確進行什麼步驟,並找出可改進的地方。

全世界的醫院與大學成功採用以虛擬實境為基礎的訓練,已有數年之久,但是,針對虛擬實境的成效所做的研究,至今仍然有限。我們決定著手填補這個缺口,最近在加州大學洛杉磯校區大衛格芬醫學院(UCLA's David Geffen School of Medicine)進行了臨床驗證研究。我們得到重要發現是:與傳統訓練方式相比,在Osso VR平台上進行虛擬實境訓練,使參與者的整體手術表現提升了230%。

在這項為期兩週的研究中,二十位參與者被隨機分配到傳統訓練組,以及在Osso VR平台進行虛擬實境訓練的小組,目標是達到指定的手術熟練水準。接著,每位參與者執行脛骨髓內骨釘手術,這是修復脛骨骨折的手術(脛骨是從膝蓋延伸至腳踝的骨頭)。他們會對一種人造的「仿真骨」動刀,並接受盲測觀察者的評分。

根據全球評估五點評分量表(Global Assessment Five-Point Rating Scale)的評分,相較於傳統訓練組,虛擬實境組的參與者在所有類別中的分數都顯著較高,整體總分提升了230%。接受虛擬實境訓練的參與者,完成手術的平均速度比傳統訓練組快了20%。他們正確完成的手術清單步驟數目,也多了38%。這些發現都具有統計顯著性。

這項研究名為「運用虛擬實境工具教導脛骨骨折髓內骨釘固定手術技巧的隨機對照試驗」(Randomized, Controlled Trial of a Virtual Reality Tool to Teach Surgical Technique for Tibial Shaft Fracture Intramedullary Nailing),尚未正式發表,但我們已在西方骨科醫學會(Western Orthopedic Association)2019年會上發表這項研究結果。

現今的外科手術環境變化快速,需要以新方式提供體驗式的外科教育。此外,我們必須把評估技術的方式制式化,才能更客觀地衡量外科醫師的能力,以確保外科人才能維持同樣水準的品質,以及標準化的技能組合。

問題叢生的外科教育體系、醫療的快速創新與即將發生的外科醫師短缺,在這些情況下,虛擬實境或許能提供重要的教育工具,以加強外科醫師訓練,持續為病患提供最佳照護。

(游樂融譯)



吉迪恩.布朗斯汀 Gideon Blumstein

醫學博士,美國加州大學洛杉磯校區大衛格芬醫學院(UCLA's David Geffen School of Medicine)骨科住院醫師。


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