摘  要 

目的　评估华西智能腔镜训练与考核系统在微创外科技能培训中的培训和考核的双重应用效果。方法　回顾性分析2022年1月—2025年1月该系统在28家医疗机构的应用情况。 结果　截至2025年1月，已完成139台设备的标准化部署，累计纳入胸外科、普外科等外科专科的403名学员，参与5项定制化微创外科技能培训（镜下识别、夹持训练、定位摆放、剪切训练、缝合训练）。培训期间，规范化组织微创技能考核27场次， 78人次参与考核。相关性分析显示最终考核成绩与训练通过率相关，提示加强各模块培训质量与训练效能是提升微创外科技能教学效果的关键路径。 结论　华西智能腔镜训练与考核系统可有效支持微创外科技能培训与评估。

正  文

微创外科（minimally invasive surgery，MIS）凭借小切口和快速康复的优势，推动了现代外科技术的革新[1]。以腹腔镜和胸腔镜为代表的微创手术的应用范围已逐步超过传统开放手术[2-3]，成为外科医生必须掌握的基本技能。然而，微创腔镜手术因缺乏触觉反馈、深度感知受限，且操作空间狭小、需要克服支点效应及操作中的器械转换[4]，对术者的精细操作能力提出了更高要求。建立科学、高效的腔镜技能培训与评估体系，对于提升外科医生操作能力、优化手术效果至关重要。

针对当前腔镜培训与评估体系中以考官主观评分为主、标准化和量化程度不足的现状[5]，本团队结合微创外科技能培训要求，基于图像识别与精细化感知技术，研发了华西智能腔镜训练与考核系统[6]。该系统可实现客观化、自动化评估，有效提高腔镜技能考核的规范性和工作效率。初步研究[7]表明，该系统较传统人工评分方法更能准确区分不同水平的腔镜技术，具有较高的应用价值。

自2022年起，华西智能腔镜训练与考核系统及配套教具已正式投入使用，支持开展了20余次微创腔镜技术专项培训。为进一步评估该系统的实际应用效果及现有培训模式的优化方向，本研究回顾分析了自该系统投入使用以来的训练与考核数据，旨在评估华西智能腔镜训练与考核系统的实际应用效果，为未来微创外科培训与评估体系的改进及推广提供实践依据和数据支持。

1 资料与方法

1.1   研究设计与数据来源

本研究对2022年1月—2025年1月间华西智能腔镜训练与考核系统在微创外科技能培训中的应用情况进行回顾性分析。数据来源于该系统存储的学员信息、操作记录及评估结果。设备使用者来自不同医院、涵盖多个外科领域、不同学历和职业阶段的医师及微创技能培训部门相关人员。参与正式考核的学员均为已获得住院医师规范化培训合格证书的外科医师。

1.2   华西智能腔镜训练与考核系统的构成及使用

华西智能腔镜训练与考核系统，包括腔镜训练器操作主机和软件管理系统（图1）。操作主机包括6个定制化技能培训模块，涵盖镜下识别、夹持训练、定位摆放、飞跃龙门、剪切训练、缝合训练。在日常训练中，各模块的通过标准均为在规定时间内完整地完成一套操作。各模块操作要求和考核评分标准见表1。除飞跃龙门是新开发的模块外，其余5个模块已应用于大规模训练、正式考核和技能比赛。

图1　腔镜技能培训模块和软件管理系统界面

a：腔镜训练器操作主机下进行模块训练；b：软件管理界面

软件管理系统将人工智能深度融入训练与评估过程中，具备以下核心功能：① 多终端支持，采用云端管理，存储学员信息、培训内容及学习进度。计算机后台可分配管理账号，查看及更改学员信息、发布考试等，支持设备端操作。② 学员通过登录账户进行训练与考核，成绩上传云端，并可通过APP查看成绩、报名考试、观看视频、参与讨论及修改个人信息。③ 提供智能评估服务，记录学员操作、训练次数与最佳分数，绘制学习进度曲线，并生成详细评估报告，帮助学员和导师了解学习进展并获取实时反馈。④ 系统还具有联机功能，允许全球同型号用户共享课程资料。导师可管理学员账户、分配课程并查看操作记录。远程培训功能支持学员通过APP学习，导师可上传教学视频，实现师生互动与教学进展可视化。

1.3   研究指标

主要收集以下数据：① 设备使用情况，包括累计使用人数和使用者基本信息；② 训练与考核数据，涵盖各模块的累计训练人次、通过率、考试场次及各模块得分情况。

1.4   统计学分析

采用R 4.4.1软件进行统计学分析。对于计量资料，若符合正态分布，则以均数±标准差（x±s）描述；若为非正态分布，则以中位数和上下四分位数［M（P25，P75）］描述。计数资料以频数（百分比）描述。使用Spearman相关分析检验考前训练次数或训练通过率与最终考核得分的相关性，并计算95%置信区间（CI）。相关性强度判断采用Cohen标准。由于本研究为回顾性描述性研究，未控制潜在混杂因素，结果仅反映变量间的统计学关联。所有统计检验均为双侧检验，以P≤0.05为差异有统计学意义。

1.5   伦理审查

此研究经四川大学华西医院生物医学伦理委员会批准，批准号：2025 年审（1125）号。

2 结果

2.1   设备使用情况

截至2025年1月，华西智能腔镜训练与考核系统设备已投入使用139台，累计使用人数达到403人。应用范围涵盖四川大学华西医院、西安交通大学第一附属医院、什邡市人民医院、岳池县人民医院等28所不同层级的医疗机构（表2）。设备使用者主要包括胸心血管外科（n=144，35.73%）、普外科（n=102，25.31%）、妇产科（n=42，10.42%）、泌尿外科（n=38，9.43%）医师以及教学管理和技能培训相关人员（n=36，8.93%）；见表3。

2.2   训练与考核情况

共有215人完成了至少一个模块微创技能训练，各模块的训练情况见图2a。需要说明的是，本研究统计的训练数据基于系统自动记录的模块化训练日志。有部分学员在登录后，选择直接使用器械进行练习，未在电脑端启动特定的训练模块，因此其训练活动未被系统捕获为模块化训练数据。这导致我们无法提供所有注册学员的完整模块训练记录。在系统有效记录的范围内，各模块训练人次从多到少依次为：夹持训练（181人次）、定位摆放（146人次）、镜下识别（123人次）、剪切训练（83人次）和缝合训练（84人次）。其中“飞跃龙门”高级模块目前处于小范围试点阶段，尚未进行大规模推广应用。因此，暂无足够的训练及考核数据纳入本次研究的统计分析。基础模块训练的频数显著多于高级模块。就通过率而言，镜下识别模块训练通过率最高，为91.87%，而夹持训练的通过率最低，为61.88%。其他模块的通过率为70%～80%。

图2　各模块训练及考核情况

a：训练人次及通过率；b：考核得分分布

依托华西智能腔镜训练与考核系统，已开展27场微创技能考试，累计参与考核78人，无多次参与某一模块考核者。各模块考核人数、得分分布见表4和图2b。其中，夹持考试平均得分最低，为81.70（60.00，91.40）分，且离散度最高（四分位间距IQR=31.4）。其余各模块考试平均分皆在90分以上，从高到低依次为：缝合［100.00（94.20，100.00）］分，剪切［97.80（92.50，100.00）］分，镜下识别［96.40（71.65，100.00）］分，定位摆放［94.85（91.70， 98.92）］分。高级操作模块的考核得分均高于基础操作模块。

进一步探讨考前训练情况与考核分数的关系；见表4。所有模块中，参与考前训练的人数约占一半，夹持训练的参与人数及占考核人数比例均最高（n=45，65.22%）。相关性分析结果表明，训练通过率与最终考核成绩在部分模块中存在弱到中等程度的正相关关联［镜下识别：r=0.34，95%CI（0.05，0.58），P=0.02；夹持训练：r=0.33，95%CI（0.04，0.57），P=0.03；缝合训练：r=0.43, 95%CI （0.08，0.68），P=0.02］，最终考核分数与考前训练通过率显著相关，而与训练次数无关，提示通过各模块的技能训练达到要求的技能熟练度的重要性。

３ 讨论

本研究回顾性分析了华西智能腔镜训练与考核系统自2022年投入使用以来在28家医疗机构中的应用情况，并评估了腔镜技能培训各模块的训练与考核数据。结果表明，该系统能有效支持微创外科培训与考核的量化评估，为优化培训及考核模式提供了实践依据。

本系统定制化开发的腔镜技能培训各个模块在跨外科专业的微创手术中具有广泛的适用性。镜下识别训练帮助学员掌握腔镜视野中的定位能力，是微创外科的基础技能。通过调整腔镜视野、识别目标标记点并进行简单触碰操作，学员能够熟悉镜下导航，提高在二维屏幕上精准判断位置的能力，为后续腔镜下的屏幕操作打下坚实基础[8]。夹持训练在此基础上进一步提高操作难度，帮助学员适应腔镜手术中因触感减弱、杠杆效应以及三维视野转为二维视野所带来的深度感知变化[9]。通过单手使用抓钳夹取并精准放置目标物，学员能够逐步建立手眼协调能力，并学会如何在腔镜环境中控制力度和方向。这一训练是腔镜操作入门的关键步骤，为更复杂的组织剥离、切除及缝合操作提供必要的技能储备。定位摆放训练则进一步引入双手配合操作，协同完成目标物的抓取、传递和精准放置，从而强化手眼协调能力，并提升在腔镜手术中保持稳定操作的能力，确保手术的精度和安全性。整个训练流程遵循由浅入深的递进原则，使学员逐步掌握腔镜下的核心操作技能，满足分阶段考核能加速技能转化[10]。当学员通过基础模块的训练，具备一定的腔镜精神运动技能（laparoscopic psychomotor skills，LPS）后，即可开始剪切和缝合技能的学习，进一步打磨和精进技巧。通过从基础到高级的系统训练，各模块相互衔接，确保学员能够从入门逐步掌握腔镜操作，为独立完成复杂手术奠定基本操作技能基础。

本研究结果表明，尽管夹持训练模块的训练频次最高，但通过率最低，学员在最终考核中的表现普遍较差，且内部异质性较大；相比之下，高级操作模块（剪切和缝合）的考核得分较高。这可能是因为参与高级模块的学员已通过基础模块考核，具备较高的技能水平。这一现象也符合学习曲线理论：初学者面临较大挑战，对器械使用和视野的适应处于摸索阶段，导致学习进度较慢。随着基础技能的掌握，学习速度加快，表现提升更为显著。未来微创技能培训可采用层次递进[11]的适应性训练与考核模式，分为Ⅰ期基础微创技能学习和Ⅱ期微创技能提升两个阶段。Ⅰ期侧重理论学习与基础模块实践训练，加强反馈与指导，帮助学员克服早期困难、提升技能掌握效率，并设置阶段结业考核。合格者进入Ⅱ期，在教师指导下专注提升操作技巧，并利用训练设备进行自主练习。此阶段定期组织考核，涵盖基础技能与高级操作，以评估学员的临床适应能力和进步情况，确保技能训练的系统性与实用性。

同时，本研究分析结果还表明，学员最终考核分数与日常训练通过率存在显著相关性，这意味着在优化培训模式时，单纯增加训练次数并非最佳策略，更应注重训练质量。为提高腔镜培训效果，可采用间隔式训练安排[12]：在开展镜下识别、夹持和定位摆放训练时，每个模块完成一轮训练后穿插不同的练习或休息，避免长时间集中做同一任务[13]。这种方法通过任务切换帮助学员放松，减少疲劳，提升学习效率。同时，还需进一步探索各模块的学习曲线特征[14]及通过标准[15]，明确达到何种熟练度才算足够，以调整训练节奏、优化训练效率。每次训练后，还应督促学员通过回顾系统提供的操作后评估报告和学习曲线，及时掌握学习进度，避免无效重复训练，并通过观看教学视频和寻求导师指导提升学习效率。通过研究日常通过率与考核通过率的关系，制定合理的考核报名条件，也有助于提升培训和考核的效率与质量。

此外，不同外科专业的学员在掌握腔镜技能时，其专科操作需求和侧重不尽相同。因此，未来的培训模式还应根据不同学科的特点进行升级和优化，开发更多针对专科的模拟训练模块[11]。例如，可针对各专科特定手术需求设计个性化的训练模块。为提升培训的针对性，开发专科要求的局部解剖模型，如胸部、腹腔、盆腔、脊柱、循环系统和消化系统等，以及用于缝合与切除训练的仿真结构，例如皮肤、血管、气道等。专科培训模块应以各专科常见手术为导向，让学员在完成腔镜基本技能培训后，进阶学习专科手术操作，由镜下识别重要解剖结构，如肺外科手术中需要辨别的各肺叶和肺段支气管、动静脉，深入至镜下完成基本操作，如肺切除术中的血管夹闭等。这一训练模式能够确保学员在掌握基础技能后，熟悉开展专科手术所需的技能，为日后开展虚拟现实腔镜训练、动物实验手术及临床实操打下基础。

本研究的局限性主要体现在回顾性设计及设备使用者提供的基本信息有限，难以深入分析影响考核成绩的其他潜在因素，如不同教育背景、经验水平的医师在培训中的表现差异[16]。此外，华西智能腔镜训练与考核系统在不同培训背景下对学员微创手术操作能力的提升效果仍需通过随机对照试验（RCT）及真实世界研究进一步验证，确保结果的科学性和可靠性。另外，虽然本系统的线上功能提供了便捷的学习途径，但其对学习效率的具体影响仍需进一步探索，特别是学员学习模式及在线互动对技能提升的作用尚未充分评估。未来研究可关注学习过程中的个体差异、反馈机制以及线上学习与实际操作的结合，进一步提升微创技能培训的整体效果。同时可结合住院医师规范化培训体系，开展针对不同外科亚专业的专项技能分层评估。

综上所述，华西智能腔镜训练与考核系统凭借规范化的技能训练和自动化考核评估，能够有效支持微创外科技能培训的开展。未来仍需持续优化培训模式、提升培训质量，同时增加专科化训练内容，并通过更为严格的临床试验验证培训体系的科学性与实效性，从而为建立高效的腔镜技能培训与评估体系、培养高水平腔镜医师奠定坚实基础。

利益冲突：无。

作者贡献：刘伦旭、廖虎主导研究实施，总体规划研究路线与资源整合；王婧涵、黄雨晨参与完成数据收集、统计分析与结果解读；周健参与指导临床技能考核标准制定；全体作者参与文章撰写及审阅。

Tags： 华西智能腔镜训练与考核系统应用于微创外科技能培训的回顾性队列研究