神经介入手术模拟训练

摘要

复杂且高风险手术的模拟对于医学生培训至关重要。本文介绍了一种在受控学术环境中基于模拟器的血管内神经外科培训方案。该方案包含针对不同水平学员的分步指导，并讨论了此模型的优势与局限性。

摘要

基于模拟的培训已成为各医学专科领域的常见实践，尤其适用于在高风险环境中进行复杂技能的学习。在血管内神经外科领域，对无后果且无风险学习环境的需求推动了模拟设备的发展，这些设备对医学培训人员具有重要价值。本方案旨在为在学术环境中使用血管内神经外科模拟器提供指导性规范。该模拟器使培训人员能够获得有关其解剖学知识的真实反馈，以及反映其操作导管系统成功与否的触觉反馈，且不会产生任何负面后果。本文还讨论了该特定方案与其他神经血管内培训方式相比的实用价值。

引言

基于模拟的培训是医学培训人员公认的教育工具，在神经血管介入手术等高风险领域尤为有益。目前存在多种采用导管系统的虚拟现实培训设备，例如 ANGIO Mentor 模拟器（Simbionix Ltd.，以色列机场城）和 VIST-C 与 VIST G5 模拟器（Mentice AB，瑞典哥德堡），已有大量数据证实了这些模拟器在提升操作技能方面的培训价值¹。尽管这些模拟器具有实用价值，但其使用的分步操作指南仍显不足。

本文介绍了一种使用 ANGIO Mentor 模拟器的详细操作方案，该系统可提升各级学员在常见血管内神经外科手术中的操作能力，包括诊断性脑血管造影、 机械取栓术以及动脉瘤弹簧圈栓塞术²。既往研究表明，各级学员在 ANGIO Mentor 模拟器上完成五次模拟血管造影、五次取栓术和十次动脉瘤弹簧圈栓塞术后，其手术操作时间、透视剂量与造影剂用量以及不良技术事件均显著改善²。

以下分步说明按病例情景划分，可轻松整合到医学生、住院医师或进修医师的学术培训课程中²。但需注意，为了充分发挥该模拟装置的教学潜力，学习者应具备脑动脉解剖、血管造影以及卒中和动脉瘤治疗方面的基础知识。

以下所述的所有操作（即诊断性脑血管造影、颈内动脉末端动脉瘤弹簧圈栓塞术、机械取栓术）均可由单名操作者使用 ANGIO Mentor 模拟器（Simbionix Ltd.）完成（图1）。该培训设备可使不同技能水平的神经外科受训人员在临床前环境中接触血管内介入技术，所采用的三种患者情景基于先前发表的基于模拟器的血管造影培训课程²。为高保真地重现血管内介入技术，该模拟器使用真实的导管和导丝，经由类似股动脉鞘隔膜的入口导入。导丝和导管连接至内部滚轮，以记录旋转和线性移动动作，相关操作图像将显示在监视器上。模拟器操作者还可观察到器械选择和患者生命体征信息。

方案

1. 模拟器设置

1. 在进行所有操作之前，按照图1所示组装模拟器并开启电源。完成每次模拟所需模拟设备的完整清单见表1。
2. 使用连接的笔记本电脑上的软件界面选择患者情景（图1C）。
3. 从下拉菜单中选择合适的动脉鞘或导引导管 。此步骤无需在模拟过程中实际插入，但将作为股动脉入路点，允许后续导丝和导管进入系统（图1D）。各情景所用鞘管/导管的具体尺寸见下文说明。
4. 根据具体情景，选择合适的导管、导丝和/或微导管系统，详见下文（图1D）。
5. 在软件界面上开启A平面（正位）和B平面（侧位）透视功能。使用脚踏板（图1H）启动透视，并使用操纵杆（图1I）调整患者和影像增强器的位置，直至获得正确的正位和侧位图像。

2. 第一位患者情景：四支血管血管造影

注意： 本案例描述一名52岁男性，因头部非增强计算机断层扫描（CT）偶然发现左侧颈内动脉末端未破裂动脉瘤。

1. 从下拉菜单中选择5-French股动脉鞘、0.035英寸导丝和4-French诊断导管，作为本模拟中将使用的器械。
2. 将导丝插入模拟器设备（图1D），直至其在模拟屏幕上显示，提示已建立通路。推进导丝，直至其在降胸主动脉中可见，并继续进入主动脉弓。
3. 当导丝安全位于主动脉弓内时，固定导丝位置，并沿导丝经模拟股动脉鞘插入诊断导管至主动脉弓。
4. 撤出导丝，使用透视喷射技术，轻压造影注射器（图1E），模拟造影剂注射，使血管短暂显影，同时将导管推进至目标动脉。
5. 接下来，创建路图引导 ：在踩下透视脚踏板（图1H）的同时，使用造影注射器（图1E）注射造影剂。随后重新插入导丝，选择性插管目标血管，并沿导丝推进导管。为进行后续血管造影，撤出导丝。 右侧和左侧颈内动脉与颈外动脉，以及右侧和左侧椎动脉，均采用此 技术进行插管。
6. 使用诊断导管和模拟器造影注射器（图1E），在踩下透视脚踏板（图1H）的同时通过注射器注入造影剂，对上述各循环进行血管造影。如有必要，获取动脉瘤的高倍放大图像。在撤出导管前，回顾血管造影图像以确认其充分性。
7. 获取必要图像后，从模拟鞘管中撤出诊断导管/导丝。本模拟不执行股动脉切口部位的模拟闭合操作。

3. 第二位患者情景：颈动脉末端动脉瘤栓塞术

注意： 本场景描述一名52岁男性，已知左侧颈内动脉末端动脉瘤破裂，伴有严重头痛、无局灶性体征，格拉斯哥昏迷评分（Glasgow Coma Scale）为15分。

1. 选择一个 6-French 指引导管、0.035 英寸导丝和 4-French 诊断导管，从下拉菜单中选择。
2. 将诊断导管沿导丝插入主动脉弓，步骤同2.2–2.3。
3. 通过股动脉入路，将引导导管沿诊断导管插入（图1D至主动脉弓。
4. 移除导丝，使用透视脚踏板创建左侧颈总动脉的路径图导引 使用对比剂注射器注入对比剂（图1E）而透视脚踏板（图1H）受到抑制。
5. 重新插入导丝，并在透视及影像投影监视器上显示的路图叠加影像引导下，选择性地对左侧颈总动脉和颈内动脉进行导管插入图1B) 通过导丝引导，在获得安全通路后，推进诊断导管和引导导管。
6. 当引导导管位于颈内动脉内时，撤出诊断导管和导丝，通过踩下透视踏板进行左侧颈内动脉脑循环的血管造影成像图1H注射造影剂时（图1E）。
7. 使用软件界面中的计算功能测量动脉瘤图1C）。需注意，第一个线圈的直径应比平均直径大1 mm 动脉瘤直径，选择合适的弹簧圈。
8. 从下拉菜单中选择微导管和微导丝。
9. 插入 经股动脉入路置入微导管和微导丝（图1D），并在步骤3.6中获取的路图引导下，使用微导管系统选择性地进入动脉瘤。
10. 取出微导丝，通过股动脉通路插入先前选定的弹簧圈（图1D，并缓慢推进至动脉瘤内。
11. 线圈完全插入后，通过踩下透视脚踏板进行诊断性脑血管造影（图1H在注射器推注造影剂的同时评估载瘤动脉的通畅性及动脉瘤的充盈情况。目标是保持载瘤动脉通畅，并完全栓塞动脉瘤，或对瘤顶或假定破裂点实现充分覆盖，以适当降低破裂风险。
12. 在软件界面上断开线圈连接（图1C）并移除弹簧圈导丝。如有必要，重复步骤 3.11 和 3.12，使用额外的弹簧圈，直至实现约 30% 的动脉瘤闭塞。
13. 从模拟鞘管位置移除微导管和导引导管（图1D不进行股动脉切口部位的模拟闭合。

4. 第三位患者情景：左侧大脑中动脉取栓术

注意：本案例描述一名64岁女性患者，其美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分为12分，表现为失语和右侧肢体无力，最后一次确认正常状态为4小时前。头部CT显示左侧大脑中动脉（MCA）高密度征，阿尔伯塔卒中项目早期CT评分（ASPECTS）为10分，未见出血。CT血管造影显示左侧M1段完全闭塞。

1. 从下拉菜单中选择 6-French 导引导管、 0.035 in 导丝以及 4-French 诊断导管 。
2. 将导引导管插入左侧颈内动脉，并按照步骤 3.2–3.6 所述进行左侧颈内动脉脑循环的血管造影操作。
3. 从下拉菜单中选择微导管/微导丝和取栓支架装置。 
4. 将微导管和微导丝插入模拟股动脉入路部位（图 1D），并进入左侧颈内动脉。
5. 在步骤 3.5 所获得的路径图引导下，将微导丝和微导管向前推进至左侧大脑中动脉，并小心通过闭塞区域。此操作过程中可能出现的并发症包括血管穿孔和/或血栓向远端栓塞。
6. 撤出微导丝，并将取栓支架装置插入模拟股动脉入路部位（图 1D），推进至闭塞段远端的大脑中动脉。随后撤出微导管，使取栓支架留置于闭塞部位。
7. 在软件界面上开启模拟抽吸（图 1C），并通过回拉微导丝将取栓支架装置撤入导引 导管内。
8. 从模拟股动脉入路部位（图 1D）撤出取栓支架。
9. 通过导引导管注入造影剂的同时踩下透视踏板（图 1H）进行血管造影，以确认闭塞已解除。
10. 从模拟鞘管插入部位撤出导引导管（图 1D）。不进行模拟股动脉切口的闭合操作。

结果

既往研究表明，在学术环境中，ANGIO Mentor 模拟器可提升不同神经血管介入经验水平的外科受训者在模拟诊断性血管造影、取栓术及破裂动脉瘤弹簧圈栓塞术中的操作技能²。本研究对一名医学生、一名神经外科住院医师、两名诊断性神经放射学专科培训医师以及一名血管内神经外科专科培训医师，在为期30天的过程中完成了上述各项操作的绩效指标评估。受训者在接受120分钟的理论授课并观看每项操作一次后，各自完成了每项操作共10次（即总计30次）。操作评估由一名经验丰富的神经介入主治医师根据总操作时间、透视时间、造影剂用量、技术不安全事件发生频率（例如导丝未充分超选时的推进动作、快速前移或非可视化器械移动、意外血管插管、弹簧圈在动脉瘤外释放以及术中意外破裂次数）、填塞密度、使用弹簧圈数量以及取栓支架尝试通过次数等指标进行。

根据方差分析（ANOVA）和图基诚实显著性差异（HSD）检验，所有参与者在三种手术的特定性能指标上均表现出统计学意义上的显著改善，包括对比剂使用量、透视时间及总手术时间（图2...

讨论

血管内手术是一个不断发展的领域，为多种疾病提供了微创治疗方案。然而，与血管损伤相关的重大风险带来了独特的教育挑战。随着基于模拟的培训技术的进步，学员现在可以在模拟真实病例的无风险环境中进行练习。因此，基于模拟的血管内培训已被证明能够持续改善各类参与者（如患者、医学生、住院医师和外科医生）的操作时间、透视时间和造影剂用量等绩效指标^1,3。常用的模拟培训系统包括 ANGIO Mentor 模拟器（Simbionix Ltd.，以色列机场城）以及 VIST-C 和 VIST G5 模拟器（Mentice AB，瑞典哥德堡）。

通过使用 ANGIO 介入模拟器进行重复性模拟训练，可提升基本血管造影/导管操作技能，同时改善多项操作指标，如总手术时间、透视时间、造影剂使用量、图像质量、减少不安全操作技术以及总体李克特量表（Likert scale）评分^2,4

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
ANGIO Mentor 模拟器	Simbionix Ltd., Airport City, Israel	N/a	ANGIO Mentor 模拟器的设置包括如图1所示的模拟器主机（A）、用于图像投影（X射线、血管造影）的外部显示器（B）、用于与 Simbionix 软件交互的笔记本电脑（C）、模拟股动脉鞘（包含外层导引导管、内层诊断用微导管及导丝，如D所示）、造影剂注射器（E）、用于球囊充气的注气装置（F）、支架输送装置（G；在本系列患者场景中未使用）、用于透视、路图引导和血管造影采集的脚踏板（H），以及位于模拟器主机上的操作控制面板（I），操作者可通过该面板控制患者体位和影像增强器的位置。