超声激活针尖追踪器阻滞针对Thiel防腐尸体实施坐骨神经阻滞效果的影响

在区域麻醉中培训更多的麻醉医生并将神经阻滞纳入常规麻醉实践中以改善术后疼痛缓解是非常迫切的需求。然而，目前实现这一目标还有许多障碍。我们的感受是在相似外科操作中实施区域神经阻滞训练的标准在不同科室之间甚至是同一科室内部都具有偶然性和多变性。区域麻醉技术难以掌握，因而具有粗放的学习曲线。而且，很难判断技能的进步，对操作的评价依旧非常主观。我们的团队寻求通过使用Thiel防腐尸体高仿真技术、掌握学习技术、使用可靠的操作步骤及错误清单和眼球追踪分析技术对操作进行定量测量来提升训练水平。受训者遇到的最困难的事是随时观察针尖、辨认针及神经的接触和发现神经内注射。

鉴于针尖辨认的难度，我们认为需要一种新技术来维持针尖接近目标神经时的可视性。一种新型的尖端带追踪器的神经阻滞针已经问世。这个设备是由一个位于接近针体尖端的嵌入式压控原件组成，超声换能器发出的机械声波压缩压控元件，从而产生电信号。这个信号被处理后，以一个环绕在针尖周围的绿色圆圈形式出现在超声屏幕上，压控原件位于这个圆圈的中央。绿色圆圈的半径大于压电元件的尖端与中心之间的距离，因此在进针过程中提供了安全范围。

我们初步的研究表明，麻醉医生使用追踪针可以更好地完成坐骨神经阻滞仿真训练。然而，只有5名顾问和3名受训者被评估为具有较高的初学者熟练程度，并且限制在20次重复以内，在激活和未激活方式之间平均分配。我们假设通过把重复次数增加至40次来测试最广的项目可能范围，我们就可以论证该学习曲线。

我们的主要目的是测量受试者在Thiel防腐尸体上使用激活和非激活针尖追踪针进行重复的坐骨神经阻滞仿真训练的表现。

实验方法

本实验于2018年8月至2019年9月在邓迪大学解剖及人体鉴定中心进行。我们招募的对象的能力范围从完全初学者到专家。医学生都是超声和区域麻醉的新手。受训的麻醉医生和顾问均符合Dreyfus和Dreyfus制定的新手、高阶初学者、称职者、熟练者和专家的描述性表现标准，该标准适用于所有的技术型工种。本研究具有认知与心理运动评估，技能训练与表现测试的特点。我们收集的基线特征，包括性别、左右利手、年龄、麻醉工作年限、年资，以及督导和非督导下的神经阻滞次数。（表1）

图1 研究流程表

受试者由顾问或主治医师进行区域麻醉培训。该训练类似于许多基于尸体的区域麻醉训练课程。通过使用标准化的15分钟讲座讲解了这种新型阻滞针的原理之后，每个受试者都被指导通过追踪志愿者正中神经的走行来进行扫描，然后练习用针在猪腹部深筋膜进行穿刺。之后，练习在Thiel防腐尸体的腘窝处扫描坐骨神经，在下肢上三分之一处取得坐骨神经的最佳图像后进行区域神经阻滞的仿真训练。每次练习持续30分钟。

四十名受试者在三具Thiel防腐尸体中的一具上进行坐骨神经阻滞。受试者被要求完成最多40次重复区域阻滞或2小时内尽可能多次的区域阻滞。尸体置于俯卧位。受试者使用连接到Xperius超声系统的2–6 MHz探头扫描坐骨神经。从腘窝处开始扫描。一旦发现胫神经及腓总神经，就将探头向头侧移动直至发现两根神经交汇处。可以在下肢的上三分之一处扫描到坐骨神经，并选择一个位置进行穿刺。在该超声平面内以45度角刺入一根Onvision追踪针，依次经过皮肤、脂肪层、肌层然后接近坐骨神经。其目的是将追踪针的尖端尽可能靠近目标神经，并在目标神经上方或下方的切线处。一旦达到最佳针尖位置，即注入0.5毫升防腐溶液。为防止疲劳，每位受试者在练习30分钟后需要休息5分钟。

每个受试者有同等机会使用激活或未激活的追踪针，并通过计算机软件随机分配到两组中的一个。20名受试者在追踪器关闭的情况下开始测试，另20名在打开的情况下进行。每两次区域阻滞后改变一次分配以尽量减少误差，每15次操作更换一根阻滞针。

结果

本实验共招募了40名受试者，其中包括20名医学生，12名麻醉学员，1名住院医生及7名麻醉顾问医生。中位年龄是27岁（20-32）；其中22名为女性（55%）。经验方面，完成过0-5次无督导下的区域麻醉占64%，5-30次占15%，大于30次占21%。

在追踪器打开的状态下记录到6921步骤数，在追踪器关闭的状态下记录到6104步骤数。使用激活状态的针与未激活状态的针相比步骤数的中位数增加，分别为9.7 (8.5–10.7 [4.3–13.5]) 和9.0 (7.9-10.0 [4.3-12.0])，中位数差异（95%CI）为0.6 [0.1–1.0; p < 0.001]。40名受试者中有10人（25%）的步骤数有所改善，包括5名医学生，1名麻醉学员和4名顾问。有5例通过增加步骤数和减少错误来提升了表现（表2）。有一名受试者（35号），在使用激活的针头后，表现下降；步骤减少，错误增加。表现的提升通过八个步骤评价表来说明（表3）。最重要的步骤是：注射前的针尖识别，OR（95%CI）2.12 (1.61–2.80; p < 0.001)；以及针尖前进中的识别，1.80 (1.36–2.39; p < 0.001)。最重要的错误是：注射前针尖识别失败2.40 (1.78–3.24; p < 0.001) ；以及当针尖在视野消失时未快速识别到针尖位置，2.03 (1.5–2.75; p < 0.001) ；步骤数与年龄呈正相关(q 0.36, p = 0.003) ，与错误呈负相关(q 0.35, p = 0.030) 。

图2 使用追踪针后整个研究过程中步数增加而错误减少的五名参与者的步骤（左）、错误（右）。每个数据点代表在一次干预中获得的分数，图表显示激活或停用跟踪器时的分数。每行代表一名参与者，图片a-b代表了17号参与者（学生）的步骤数和错误；图片c-d，28号（主治医生）；图片e-f，36号（主治医生）；图片g-h41号（学生）；图片i-j，42号（主治医生）。图片（k-l），一名参与者使用35号追踪针时变现恶化：步骤数减少而错误增加。

在追踪器关闭状态下错误共计发生了2034次，而在打开的状态下发生了1771次。在激活与未激活的状态下发生错误的中位数之间无差异，分别为2.4 [1.1–4.4 (0.0–9.1)] 和2.7 [1.4–4.4 (0.0–8.7)] ，差异中位数为0.3 [0.3–0.8; p = 0.134] 。40名受试者中的6位（15%）在使用了追踪针后错误减少，他们包括3名学生和3名顾问医生。错误减少归因于7个错误评分表的资料。错误与受试者特征之间无相关性。

图3 使用8个步骤数评分表（a）及7个错误评分表（b）来解释追踪器激活和未激活状态下表现的改善。用*p < 0.050,**p < 0.010 h和 ***p < 0.001表示其显著性

与针未激活相比，激活的针的KPI比例增加，差异中位数为0.03 (0.02–0.05), p = 0.002 （表4）。重要性的KPI加权数据0.03 (0.00–0.07), p < 0.001 和难易程度及重要性的结合0.03 (0.00–0.05), p = 0.003之间的比例也增加。激活的针与未激活的效率的未加权数据之间相比无差异，差异中位数为0.02 (-0.01-0.05), p = 0.463，而加权数据的差异中位数为0.01 (-0.01 to 0.05), p = 0.160（表4）。

图4 效率，追踪器激活和未激活的比较。与未激活的针相比较，激活的针在未加权数据上（a）；重要性的加权数据（b）；困难度与重要性结合的加权数据（c） **p < 0.01; ***p < 0.001，在追踪模式下，难度（d）和重要性（e）的效率或正确率（KPI的加权平均值除以时间）没有差异

追踪器的激活与阻滞2.0[-0.3至4.6]秒持续时间的增加（中位数差异，95%CI）有关，注视的次数2.0 [-0.6 至5.4] ，观察监护仪的时间2.2 [0.6–5.0] 秒，和注视监护仪的次数 2.9 [0.4–5.0] 。（表1）

表1 视觉追踪。在参与者的扫描阶段均无差异，扫描器的激活与较长的传导过程时间相关，这增加了双眼注视的次数和观察监护仪的时间，数值为中位数

讨论

在坐骨神经阻滞仿真训练期间，使用激活的追踪针可增加正确执行的步骤数。25%的受试者步骤数有所提升，且有15%错误减少，有三分之二与评分表项目有关的表现提高与针尖相关，使用激活针的受试者中有40%的自信心提高。追踪器的激活和停用表现为性能的快速而深刻的改变，追踪器的几个特性可以解释这种现象，首先，激活所产生的红色和蓝色的圆圈可以迅速提醒操作者超声束中的针尖；其次，圆圈的缩小与扩大提供了针与传感器同步的反馈。第三，两个圆圈的重合、变成绿色的圆和针尖的出现表明了精确的对齐。只有这时才能看见针体，如果在针尖周围持续出现绿色圆圈，则可以连续看到针体，因为针尖正好位于超声波束的中心。这一穿刺方法的根本性改变有可能提高患者的安全性，因为新技术将操作者的注意力重新调整到该过程中最重要的方面，即在进行神经阻滞麻醉时注射前可以确定针尖在神经之外。

针尖激活与未激活之间的差异可以通过分为步骤数和错误的30个评分表项目中的15个来解释，有9项强调了针尖的识别，而有5项侧重于针体的鉴别、观察目标神经和液体注射。因此，几乎三分之二的表现提升可以归因于更好的观察到明显针尖。通过加权与未加权KPI我们确定了表现的改善，但效率却未见提高。我们可以解释这一点，因为当绿色圆圈出现在屏幕上时，受试者付出了更多的注意力和时间来完成任务。

在自信心和自我评价得分方面，分别有40%和30%的受试者得到改善。然而，自信、自我评价和表现之间的关系是复杂的，只有在两个不同的群体中时才明显。有三名受试者的信心与自我评价和步步骤数同时提升，而三分之二的自信心低者表现也较差。为了考虑信心对于表现的影响，我们建议：使用明确的学习目标；预先设定通过的标准；定期向受训人员提供专家反馈；对表现的自我反思；制定后续区域阻滞的改进方法。事实上，这些原则，包括了掌握性学习，这种教育模式逐渐替代了学徒制和限时医学教育模式。为了研究掌握性学习在区域麻醉训练中的作用，我们目前正在计划一项研究，比较掌握学习和标准训练在Thiel防腐尸体上的效果，并将其转化为临床成果。

视觉追踪显示了对于任务的关注度增加，但并不能完全的转变为更好的表现。在表现改善的受试者中，没有需要更长的任务完成过程和更多的注视次数。相比之下，表现较差的受试者完成任务的时间更长，但这期间大部分时间是看显示器。之前的一项研究观察了Onvison针在虚拟模型上进行平面内阻滞的时间并无差异，但是平面外阻滞的时间减少。

我们生成了学习曲线，因为我们始终能够在Thiel防腐尸体上进行重复注射。我们的研究展示了重复注射下尸体的复原能力。柔软的组织和神经展示了与活体相似的弹性，针头插入感觉很逼真，液体注射产生类似的压力，组织以近似于活体的速度扩张和松弛。这种尸体为训练、测试新设备和研究神经损伤机制提供了极好的条件。

该研究是我们所知的第一项在高保真模拟人上训练和测试医学生复杂麻醉过程的研究。学生和麻醉医生之间的心理测量数据、步骤、错误、效率、自信、自我评价及视觉追踪指标没有差异。我们可以通过实验模型-坐骨神经阻滞-被证明比预期更容易执行来解释这一预期外的结果。甚至初学的区域阻滞也得到了很好的实施：有超过50%的受试者在初学时达到10次以上的正确步骤，这样难以得到学习曲线。

追踪针提高操作技能的原因尚不完全清楚，需要进一步研究，以确定为什么25%的受试者有所改善，而75%的受试者没有改善。虽然40%受试者很有信心，但是大多数人依旧觉得很有挑战性。我们建议先在低保真度模拟人上熟悉这项技术，然后在尸体上实施简单的坐骨神经阻滞和难度大的肌间沟神经阻滞，最后在患者身上实施。我们建议通过一些注意力控制训练以减少使用者被绿圈干扰的现象。我们还建议未来的研究应包括：评估手和手指的追踪以取得一个完整的手眼协调指数；研究脑电图和眨眼频率以评估认知水平负荷和压力；在培训期间引入一项思维评估方案以揭示受试者的思维处理过程，促进反应能力和决策方法并且能够重复干预。

评述：

区域神经阻滞麻醉是一项广泛应用于复合麻醉、术后镇痛、疼痛治疗等领域的麻醉技术，是麻醉医生所必须掌握的临床技能之一。伴随超声技术的迅猛发展以及相关仪器设备的推广普及，超声引导下的神经阻滞也越来越收麻醉专业人士的认可。近年来关于区域神经阻滞方面的临床研究多集中于探索新的神经阻滞入路与筋膜间隙的选择，而这篇文章以一种新型的尖端带追踪器的神经阻滞针为切入点，通过使用高仿真的Thiel防腐尸体以及可靠的操作步骤及错误清单和眼球追踪分析技术对受试者的神经阻滞操作进行定量测量来提升受试者训练水平。此项研究着眼于神经阻滞操作的高仿真培训、操作技能评估与提高，具有非常重要的现实意义与应用价值，并且为区域麻醉教育培训提供了新思路与研究方向。

编译：王俞婷；述评：王海莲

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