3D全息重建联合术中导航与CBL教学在泌尿外科住院医师腹腔镜肾部分切除术培训中的创新应用研究

《Updates in Surgery》：3D holographic reconstruction and intraoperative navigation combined with CBL teaching in laparoscopic partial nephrectomy training for urology residents

本研究针对泌尿外科住院医师在腹腔镜肾部分切除术(LPN)培训中面临复杂肾肿瘤解剖结构认知困难、传统二维影像教学缺乏空间直观性等问题，创新性地将3D数字全息重建与术中导航技术整合至案例教学法(CBL)中。通过前瞻性随机对照试验发现，该混合教学模式显著提升学员理论成绩(44.58±2.09 vs. 40.28±2.96)、实操技能(44.63±2.69 vs. 40.00±2.64)及长期知识保留率(6个月总分76.92±2.25 vs. 60.77±5.97)，同时增强自主学习能力与批判性思维。该研究为外科模拟教育提供了高沉浸式教学新范式，对优化标准化住院医师培训体系具有重要实践意义。

　　

在当今医疗改革背景下，标准化住院医师培训已成为培养临床能力均衡的医师核心机制。泌尿外科作为解剖结构复杂、手术精度要求高的专科，其教学面临独特挑战：肾脏深藏于腹膜后间隙，与肝、胰、脾等实质器官毗邻，血管分布错综复杂，尤其肾门区及内生型肿瘤的空间关系难以通过传统二维影像直观理解。这种认知鸿沟直接导致腹腔镜肾部分切除术(LPN)——目前肾癌局部治疗金标准——的学习曲线陡峭，传统依赖静态模型与视频演示的教学模式难以满足精准手术培训需求。

针对这一痛点，合肥市第二人民医院泌尿外科团队在《Updates in Surgery》发表最新研究，探索将前沿的3D数字全息技术融入案例教学法(CBL)框架，构建沉浸式手术培训新方案。研究团队假设，通过微软HoloLens 2设备将患者CT/MRI的DICOM数据重构为可交互全息模型，能为学员提供动态解剖导航，突破空间认知瓶颈。

为验证这一设想，研究纳入2021年8月至2024年5月期间120名泌尿外科住院医师，随机分为全息-CBL联合教学组与常规CBL组。两组均接受≥3个月的标准化LPN课程，由同组高年资医师带教。联合教学组关键技术创新在于：利用Philips医疗系统的Extended Brilliance Workspace V4.5工作站，通过多平面重建(MPR)、容积渲染(VR)等技术生成肾脏全息模型，

并借助混合现实眼镜实现术中实时导航。该方法核心在于将数字化解剖信息投射至物理环境，使学员能多角度观察肿瘤与血管、集合系统的空间关系（图2），

在虚拟训练中零风险反复演练关键步骤。

主要技术方法概述

研究采用前瞻性随机对照设计，以合肥市第二人民医院120名泌尿外科住院医师为对象，通过德尔菲专家咨询法构建理论-实践双模块评估体系。全息模型数据来源于患者CT/MRI原始DICOM文件，经阈值分割与手工修饰后，通过混合现实系统生成可交互三维模型。术中导航采用HoloLens 2设备实现全息投影与实时操作引导。

研究结果

比较组间评估分数

联合教学组理论得分(44.58±2.09)、实操得分(44.63±2.69)及总分(89.21±4.33)均显著优于常规CBL组（P<0.001），证实全息技术对知识-技能整合的强化作用（表2）。

自主学习能力与教学满意度评价

联合教学组在教学满意度(4.30±0.74)、学习兴趣(4.63±0.49)、解剖掌握度(4.57±0.72)等9项指标均取得更高评分（P<0.001），凸显沉浸式体验对学习动机的激发效能（表3）。

批判性思维评估

在批判性思维特质测试中，联合教学组在分析性(39.88±2.41)、求知欲(39.63±2.11)等维度表现突出（P<0.001），表明技术整合促进深度临床思辨能力发展（图6）。

知识保留度评估

纵向随访显示，联合教学组在1、3、6个月的理论与实践技能保留率持续领先（6个月总分76.92±2.25 vs. 60.77±5.97），证明全息模型对长期记忆巩固的独特优势（表5）。

结论与讨论

本研究证实，3D全息-CBL混合教学模式通过多感官沉浸体验，有效破解了泌尿外科复杂解剖教学的时空限制。其成功源于三重机制：首先，全息模型将抽象二维影像转化为可操纵三维实体，降低认知负荷；其次，混合现实(MR)环境保留触觉反馈与团队交互，比完全虚拟现实(VR)更贴近真实手术场景；最后，案例驱动式全息导航强化理论-实践转化效率。值得注意的是，该技术还可延伸至医患沟通教学，通过可视化病灶参数提升诊疗共识。

尽管存在单中心样本局限性与设备成本约束，但研究揭示了外科教育数字化转型的明确路径。未来需通过多中心试验验证普适性，并探索最佳技术介入时机与成本效益比。正如作者指出，这种遵循外科学习曲线的分层培训策略，有望成为全球住院医师教育体系升级的重要参考。