从眼动与肢体控制差异,解锁显微外科手术技能提升密码

【字体: 时间:2025年02月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决显微外科手术技能获取依赖经验、训练评估难等问题,名古屋大学医院研究人员开展相关研究,发现经验丰富与新手外科医生在显微镜下缝合时眼动、肢体控制存在差异,为改进训练评估方法提供依据。

  

显微外科手术技能提升的探索之旅:从差异发现到训练优化

在外科手术的奇妙世界里,显微外科手术(Microsurgery)就像一场精细的微观舞蹈,医生们在微小的世界中施展妙手,重新连接血管、神经,让断肢重生,让受损的组织恢复生机。然而,这场微观舞蹈的学习之路却充满坎坷。目前,显微外科手术技能的获取和传承,很大程度上依赖于医生的个人经验,就像古老的技艺传承,徒弟跟着师傅一点点摸索,机会有限且效率不高。而且,提升技能的机会少之又少,也没有一个统一、科学的评估体系,来衡量医生们的显微外科手术水平。这就好比在黑暗中摸索前行,没有明确的方向和指引。
为了照亮这条黑暗的道路,名古屋大学医院的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们决心深入了解经验丰富的外科医生和新手之间的差异,找到更高效的训练和评估方法,让显微外科手术技能的提升变得更加科学、有序。这项研究成果发表在了相关领域的专业期刊上,为显微外科手术的发展带来了新的曙光。
在这场探索中,研究人员使用了两种神奇的 “武器”:眼动追踪技术(Eye tracker)和表面肌电图(Surface electromyography)。眼动追踪技术就像一个 “眼神侦探”,通过分析医生们的眼球运动轨迹、注视区域和瞳孔直径变化,能窥探出大脑里那些无意识的思维活动;表面肌电图则像一个 “肌肉翻译官”,可以记录肌肉活动时产生的电信号,解读肌肉是如何协同工作的。
研究人员精心挑选了两组 “舞者” 参与这场微观舞蹈实验。经验丰富的一组由 9 名手部外科医生组成,他们在显微外科领域已经积累了丰富的经验,是这场微观舞蹈的 “大师级选手”;新手组则由 6 名骨科住院医生组成,他们刚刚踏入显微外科手术的大门,还在学习基本的舞步。研究人员让两组医生在模拟手术室的环境中,使用 10-0 尼龙线,在 20 分钟内对直径 1.5mm 的硅胶人造血管进行 6 针缝合,就像在微观世界里完成一场精细的刺绣挑战。

研究结果

  1. 缝合时间差异:经验丰富组(E 组)平均缝合时间为 15 分钟,新手组(N 组)为 17 分钟,且 N 组有 4 名参与者在 20 分钟内未能完成 6 针缝合。不过,两组单针缝合的平均时间差异在统计学上并不显著(P>0.05)。
  2. 眼动差异:通过眼动追踪技术绘制的热图显示,E 组的视线主要集中在缝合区域,就像精准的聚光灯;而 N 组的视线分布更广,可能是因为新手们还在不断寻找参考点,比如会花时间看自己的手。进一步对比发现,N 组的视点分布面积明显大于 E 组(p<0.01)。在瞳孔直径变化方面,两组在进针和打结阶段,瞳孔直径都有所增加,但 E 组仅在有限阶段出现这种变化,而 N 组在整个任务过程中,瞳孔直径波动较小,这表明 N 组可能一直处于紧张状态,难以集中注意力,而 E 组则能更好地调整状态。
  3. 手部动作差异:研究人员通过显微镜视频观察发现,E 组在操作时,左手基本不动,右手精准地进行打结动作,且动作流畅,几乎没有多余的动作;N 组在打结时,右手轨迹不稳定,左手在拉线时也有明显的移动,而且镊子的移动距离较长,这说明新手们的手部动作还不够精准和稳定。研究人员还通过标记视线重心和手部动作点,计算它们之间的距离和方差,结果发现 E 组的标准偏差更小,尤其是视线方面,这再次证明了 E 组的操作更加精准和稳定。
  4. 肌肉协同差异:在表面肌电图的分析中,有一个重要的指标 —— 肌肉协同稳定性指数(SSI)。E 组的 SSI 接近 1,这意味着他们每次进行缝合动作时,都能使用相同的肌肉协同模式,就像训练有素的乐队,每个成员都能默契配合;而新手组的 SSI 接近 0,他们每次都要用完全不同的肌肉协同模式来完成相似的动作,就像一支还在磨合期的乐队,成员之间配合不够默契。

研究结论与意义

从这些研究结果可以看出,经验丰富的医生和新手在显微镜下进行缝合操作时,无论是眼睛的注视方式、手部的动作控制,还是肌肉的协同配合,都存在明显的差异。这些差异背后,反映的是无意识运动控制能力的不同。这一发现意义重大,它为显微外科手术的训练和评估提供了全新的视角。未来,研究人员可以根据这些差异,制定更有针对性的训练计划,比如针对新手视线分散、手部动作不稳定的问题,设计专门的训练项目,帮助他们更快地提升技能;同时,也可以基于这些差异,开发更科学的评估体系,更准确地衡量医生的显微外科手术水平。
总的来说,名古屋大学医院研究人员的这项研究,就像在显微外科手术技能提升的道路上点亮了一盏明灯。虽然目前还需要进一步在教育和技能转移方面对研究结果进行验证,探索如何根据这些差异设置更合理的训练时间和项目,但它已经为我们指明了方向。随着研究的不断深入,相信在不久的将来,显微外科手术技能的训练和评估会变得更加科学、高效,让更多的外科医生能够在微观世界里跳出更加精彩的 “舞蹈”,为患者带来更好的治疗效果。
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