摘要
引言
颞骨解剖是耳鼻喉外科培训的基础组成部分，传统上是在价格昂贵且许多资源有限机构难以获得的手术显微镜下进行的。我们描述并评估了一种新型的、基于智能手机的相机辅助乳突切除术训练（CBMT）装置，作为手术显微镜的辅助工具，用于颞骨解剖训练。
材料与方法
在一所三级医疗机构进行了一项初步的随机交叉研究。十四名没有独立进行过尸体颞骨解剖经验的耳鼻喉科住院医师参加了一个为期一天的结构化研讨会。参与者被随机分配到两个相等的组中。每个组分别使用手术显微镜和CBMT装置，在不同的新鲜尸体标本上进行标准化的颞骨解剖操作。通过一份包含10个问题的5点李克特量表问卷来评估其可用性，并使用Wilcoxon符号秩检验进行分析。
结果
在舒适度（r = 0.57）、装置调节容易程度（r = 0.71）、三维清晰度（r = 0.71）、放大倍率调节（r = 0.77）、照明调节（r = 0.86）、指导容易程度（r = 0.66）和移动性（r = 0.86）方面，CBMT装置的得分显著高于手术显微镜（p < 0.05）。在信心、手眼协调性或眼睛疲劳方面未观察到显著差异。
结论
在这项初步研究中，与传统的手术显微镜相比，CBMT装置显示出良好的可用性、人体工程学特性和教学促进效果。这些初步发现表明，CBMT装置可能是一种可行的、低成本的辅助工具，尤其适用于资源有限的培训环境。在更广泛的应用之前，需要进行更大规模的多中心研究，并结合客观绩效指标进行评估。
引言
颞骨解剖是耳鼻喉外科培训的基础组成部分，传统上是在价格昂贵且许多资源有限机构难以获得的手术显微镜下进行的。我们描述并评估了一种新型的、基于智能手机的相机辅助乳突切除术训练（CBMT）装置，作为手术显微镜的辅助工具，用于颞骨解剖训练。
材料与方法
在一所三级医疗机构进行了一项初步的随机交叉研究。十四名没有独立进行过尸体颞骨解剖经验的耳鼻喉科住院医师参加了一个为期一天的结构化研讨会。参与者被随机分配到两个相等的组中。每个组分别使用手术显微镜和CBMT装置，在不同的新鲜尸体标本上进行标准化的颞骨解剖操作。通过一份包含10个问题的5点李克特量表问卷来评估其可用性，并使用Wilcoxon符号秩检验进行分析。
结果
在舒适度（r = 0.57）、装置调节容易程度（r = 0.71）、三维清晰度（r = 0.71）、放大倍率调节（r = 0.77）、照明调节（r = 0.86）、指导容易程度（r = 0.66）和移动性（r = 0.86）方面，CBMT装置的得分显著高于手术显微镜（p < 0.05）。在信心、手眼协调性或眼睛疲劳方面未观察到显著差异。
结论
在这项初步研究中，与传统的手术显微镜相比，CBMT装置显示出良好的可用性、人体工程学特性和教学促进效果。这些初步发现表明，CBMT装置可能是一种可行的、低成本的辅助工具，尤其适用于资源有限的培训环境。在更广泛的应用之前，需要进行更大规模的多中心研究，并结合客观绩效指标进行评估。
引言
颞骨是人体解剖结构中最复杂的部位之一，其特点在于体积紧凑、与相邻神经血管结构的复杂空间关系以及在乳突气房充盈方面的显著解剖差异。尸体颞骨解剖在耳鼻喉科住院医师培训中占据核心地位，使学员能够掌握精确的解剖知识并发展出安全进行耳科和神经外科手术所需的精细运动技能。传统上，这种培训严重依赖于手术显微镜，因为它们提供了高放大倍率和必要的照明。在过去十年中，外科培训逐渐发展，更多地使用数字工具、基于模拟的学习方法以及旨在提高可及性的低成本辅助工具[1]。颞骨解剖的学习曲线较陡峭，外科住院医师在培训初期必须同时发展精细运动技能和全面的解剖理解[2]。理想的培训设备需要具备高质量光学系统、可变放大倍率、合适的焦距、可调目镜、内置摄像头用于视频演示，以及带有眼部或显示器附件的坚固支架[3]。然而，在当前的培训环境中，“看一遍、做一遍、教一遍”的传统模式越来越受到专门的颞骨实验室有限、患者接触机会受限、亚专科分支增加以及师徒比例不佳等因素的挑战。因此，许多住院医师在基础培训期间难以获得足够的实践机会[4]。
此外，手术显微镜价格昂贵、体积庞大，并不普遍可用，特别是在低收入和中等收入国家。在多个机构中，缺乏基础设施和功能完备的显微镜直接阻碍了外科住院医师的培训，影响了他们早期的职业发展。即使有显微镜可用，实际使用中也经常遇到照明不足、对焦困难、目镜起雾、设备故障和偶尔的电源问题。高昂的维护成本和备用零件的有限供应进一步中断了住院医师的培训。此外，建立和维护专用的颞骨实验室需要大量的机构投资，使得这类设施在全球范围内难以普及。相比之下，现代智能手机提供了高分辨率成像、出色的便携性和成本效益。先前的研究表明，智能手机辅助设备可以有效辅助各种耳鼻喉科手术和培训模块，特别是在资源有限的环境中[5]。基于这些概念，我们开发了相机辅助乳突切除术训练（CBMT）装置，这是一种新型的、基于智能手机的便携式支架，旨在解决传统显微镜解剖的不足，并促进颞骨手术的教学和学习。先前关于低成本颞骨解剖放大的研究（如便携式USB显微镜系统）已经证明了其可行性[6]，我们试图通过集成智能手机的平台来扩展这种方法。这项初步研究旨在评估CBMT装置是否可以作为手术显微镜的可行且可接受的辅助工具，并比较两种方法在尸体颞骨解剖过程中住院医师的可用性、教育价值、人体工程学和教学效果。
材料与方法
在一所拥有活跃的耳鼻喉科住院医师培训计划的三级医疗机构进行了一项单中心初步随机交叉研究。该研究整合到为一线住院医师设计的一天结构化颞骨解剖研讨会上，十四名没有独立进行过尸体颞骨解剖经验的耳鼻喉科住院医师参与了研究。所有参与者都被纳入研究。由于缺乏用于此特定比较的先验数据，因此没有进行正式的样本量计算。考虑到配对交叉设计，十四名参与者的样本量被认为足以生成未来试验设计的初步效应大小估计。所有颞骨标本均按照解剖学法案和机构指南从解剖学系获取。
参与者被随机分配到两个各七人的组（组A和组B）。分配由与研讨会教师无关的教员通过随机编号的密封信封在研讨会当天进行。干预顺序（首先使用显微镜或CBMT装置）也被纳入随机化过程中，以确保每个组以不同的方式开始操作。组A首先使用手术显微镜，随后切换到CBMT装置；组B首先使用CBMT装置，随后切换到手术显微镜。交叉设计确保每位参与者都能体验到这两种方法，并作为自己的对照组，从而最小化个体间变异性和标本间解剖差异的混淆影响。由于研讨会是一天的形式，因此没有实施正式的洗脱期。然而，所有参与者在两次操作之间有15分钟的休息时间，并且每个参与者在第二次操作中都会得到质量相当的新鲜尸体颞骨，以确保第二次解剖是在新鲜标本上进行的。这些措施旨在最小化潜在的延续效应和学习效应。
组A的参与者配备了包括颞骨固定器、湿润的颞骨、安装在台面上的显微镜支架、生理盐水冲洗系统、带有不同尺寸切割和钻石钻头的微型电机、吸力机以及标准耳科解剖器械（包括吸力头和探针）的解剖台。组B的参与者配备了相同的设备，只是将手术显微镜替换为CBMT装置，如图1所示。
图1
CBMT装置由一个可拆卸的台面支架组成，配有螺丝固定装置以实现稳定定位；一个可360度旋转的可折叠支架，允许灵活调整角度；一个360度旋转的移动附件端口，允许相机朝向任何方向；以及一个可拆卸的磁性LED光源，提供800流明的亮度，并具有持续八小时的电力备份，以便不间断使用，如图2和附带视频所示[见附加文件1]。本研究中使用的智能手机是一款装有索尼IMX766 5000万像素传感器和光学图像稳定（OIS）功能的Android设备。该设备以横向模式运行，配备2400×1080像素的AMOLED显示屏，为学员和监督教师同时提供实时的手术视野。光学变焦（最高2倍）可供操作者根据需要使用，以观察细小结构如听小骨和神经血管解剖结构。未使用数字变焦，因为这会降低图像分辨率而不提升放大效果。这些配置有助于实现高质量的图像采集、增强的放大效果和更好的运动感知。包括智能手机在内的整个装置成本远低于类似的台面显微镜。
图2
在解剖开始前，所有参与者都参加了由资深耳科医师进行的现场演示，并观看了涵盖操作步骤的预录视频讲座。两种方法的解剖模块相同，包括皮质乳突切除术、后鼓室切开术、改良根治性乳突切除术、面部神经在其乳突段的完全暴露、迷路切除术、经迷路途径进入内耳道以及内淋巴囊减压，按顺序进行。这种顺序旨在逐步深入解剖，逐步暴露更关键的解剖结构，模拟早期耳科培训的学习路径。所有解剖操作都在经验丰富的耳科医师的直接监督下进行，他们提供了实时反馈并确保了手术的安全性和程序的正确执行。完成第一个解剖模块后，参与者休息15分钟，然后切换到另一种方法，在质量相当的新鲜尸体颞骨上完成相同的解剖模块。
每次解剖结束后，参与者立即完成了一份包含10个问题的5点李克特量表自我评估问卷（图3）。问卷由研究作者制定，并在三位具有颞骨手术和外科教育专长的教员的参与下进行了迭代修改。通过这一过程确立了问卷的表面效度和内容效度，并根据教员的反馈对部分条目进行了微调。评估的十个领域包括执行手术的信心、操作时的舒适度、装置调节的容易程度、三维结构的清晰度、放大倍率调节、照明调节、眼睛疲劳（反向评分）、指导的容易程度以及装置的便携性和移动性。所有问卷均为匿名形式，参与者仅通过编码编号进行识别。
图3
本研究使用的自我评估问卷
每种方法后的反馈被视为配对观察数据。鉴于李克特数据的序数性质和非正态分布特点，以及样本量较少，使用了Wilcoxon符号秩检验进行成对比较。显著性阈值设定为p < 0.05。效应大小的计算使用了r = 0.10、0.30和0.50三个阈值，分别表示小效应、中等效应和大效应，遵循Cohen的约定。所有分析均使用SPSS 26版本（IBM，芝加哥，伊利诺伊州，美国）进行。
结果
参与研究的十四名耳鼻喉科住院医师年龄在26至30岁之间，其中八名为男性，六名为女性，如图4所示。所有十四名住院医师均成功使用手术显微镜和CBMT装置完成了解剖（图5）。CBMT装置上的颞骨解剖过程已在附带视频中展示[见附加文件2]。在研讨会上没有出现技术问题、设备故障或不良事件。图4：该图像的替代文本可能是使用人工智能生成的。全尺寸图片。参与者的性别分布。图5：该图像的替代文本可能是使用人工智能生成的。全尺寸图片。使用CBMT设备进行的颞骨解剖，突出了重要的解剖标志。（A）皮质乳突切除术，暴露关键结构。（B）面神经的完全暴露。（C）内淋巴囊减压。（D）后鼓室切开术，暴露面神经窦。表1展示了两种方法的平均李克特得分。在十个评估领域中，CBMT设备的得分显著高于手术显微镜。得分差异最大的领域是便携性（p=0.001，r=0.86）和照明调节（p=0.001，r=0.86），其次是放大调节（p=0.004，r=0.77）、三维结构清晰度（p=0.008，r=0.71）以及设备调节的便利性（p=0.008，r=0.71）。CBMT设备在指导便利性和操作舒适性（p=0.014，r=0.66）方面的评分也显著更高。所有统计上显著的差异都表示效应量较大（r≥0.56）。表1 显示了显微镜和CBMT设备得分的平均值比较。全尺寸表格。讨论在耳鼻喉科住院医师必须掌握的各种技术技能中，颞骨解剖一直被认为是最具挑战性的技能之一，学习曲线相对较长，需要数月至数年的培训[7]。传统上，耳科解剖是在手术显微镜下进行的，最近内窥镜也被引入到教学和实践中。显微镜提供了出色的照明、深度感知、放大效果和双眼视野，同时还支持双手操作，并能够捕捉高清图像或视频[8]。这些光学特性仍然是耳科手术的黄金标准。然而，建立和维护颞骨实验室的高成本，特别是在资源匮乏的地区，使得许多培训项目难以提供定期的解剖课程。这种培训需求与基础设施现实之间的不匹配在低收入和中等收入国家尤为明显，但这种情况并不限于这些国家。即使在资源丰富的机构中，功能性的台式显微镜与住院医师的需求之间也存在比例失调[3, 4]。在这种情况下，需要创新且经济实惠的替代方案，以确保住院医师在临床实践前仍能获得足够的实际操作培训和能力发展机会[9]。CBMT设备的开发正是考虑到这一点，而这项初步研究的结果表明该方法值得进一步认真评估。近年来，使用智能手机和低成本光学系统进行手术培训引起了越来越多的兴趣。Jianmongkol等人在实验动物模型上进行显微外科吻合术的初步研究表明，智能手机可以作为实用且有价值的工具来提升技能，与标准手术显微镜相比，在手术时间和错误率方面只有轻微差异[10]。Eftekari等人改进了双目物镜，制造出一种低成本、便携式的立体显微镜，以提高住院医师接受显微外科培训的机会[11]。虚拟现实和扩展现实技术也在颞骨解剖训练中显示出潜力[12]。它们提供了高保真的解剖演示，并且可以在不消耗尸体标本的情况下进行练习；然而，这些技术成本高昂，需要专门的软件和设置，学习曲线较陡，可能无法完全模拟实际解剖的触觉和运动反馈。尽管内窥镜技术在耳科培训中的使用日益增多，但它们增加了复杂性和设备成本。低成本便携式USB显微镜系统提供了一个有用的中间解决方案，但通常缺乏CBMT设备的人体工程学灵活性和实时教学可视性[6]。CBMT设备通过将现成的智能手机与专门设计的可调节支架和LED照明系统相结合，实现了高质量成像，的成本仅为传统手术显微镜的一小部分。与先前的研究直接比较，CBMT设备在Rinaldi等人的低成本USB显微镜概念[6]的基础上增加了智能手机集成屏幕可视化、独立LED照明和360度相机重新定位等功能，这些功能特别解决了早期低成本平台在教学便利性和人体工程学方面的局限性。Jianmongkol等人证明，智能手机可以在显微外科吻合术培训中替代手术显微镜，且准确率令人满意[10]。本研究将这一发现扩展到了解剖学上更为复杂的颞骨解剖领域。与需要专用软件基础设施和大量投资才能购买的虚拟现实平台不同，CBMT设备的成本要低得多，使其能够在高端显微镜和VR系统难以普及的环境中发挥作用。CBMT设备在照明控制、放大调节、便携性和指导便利性等领域的表现尤为突出，而这些正是手术显微镜在解剖实验室中存在实际限制的方面。CBMT设备的360度旋转相机接口、可调节LED照明和屏幕可视化功能在人体工程学上显著优于依赖目镜的手术显微镜。无固定目镜的设计消除了颈部疲劳和长时间保持静态姿势的需求，这可能解释了其更高的舒适度评分。虽然支架显微镜的照明是固定且同轴的，但CBMT设备可拆卸、可重新定位的LED灯具有800流明的输出，可以独立于相机调整角度。智能手机的光学变焦是无级的且可以即时调节，这可能是人们更喜欢其放大调节功能的原因。基于屏幕的显示方式还便于学员和指导者同时观察，直接提高了指导的便利性，这对资源有限环境下的教学效率具有直接影响。内窥镜耳鼻喉科培训多年前就已经转向了基于屏幕的监督方式，其教育效益已有充分的记录。CBMT设备将同样的理念应用于显微镜等效的解剖培训中。尽管任何手机都可以用于CBMT设备的操作，但我们建议使用具有高像素摄像头（50 MP及以上）的手机，以获得更好的摄像头质量和2倍到10倍的光学放大效果，从而观察到精细结构如听小骨和神经血管结构。具备内置OIS功能的手机还能更好地稳定图像并增强运动感知。标准智能手机与CBMT设备的总成本远低于适合颞骨解剖的传统手术显微镜。这在发展中国家尤为重要，因为这些地区颞骨解剖设施稀缺，购买昂贵仪器的资金也有限。此外，CBMT设备的便携性意味着它可以在不同的地点举办“临时”颞骨实验室课程或研讨会，而无需长期专门的基础设施。这项初步研究的几个局限性必须被承认。首先，来自同一中心的14名参与者样本量较小，严重限制了统计功效和结果的普遍性。本研究的统计分析有限，可以在更大样本量的后续研究中进行扩展。所有结果都是基于问卷的主观自我评估，没有记录客观的性能指标，如解剖时间、解剖识别的准确性、手术步骤的完整性或教员评分。第三，问卷经过了专家教员的面部和内容验证，但没有进行正式的心理测量学验证，包括可靠性测试。建议在未来的研究中使用经过验证的、由观察者评分的结果工具。此外，缺乏长期随访使得无法得出关于早期CBMT培训是否能够转化为后续显微镜操作或临床实践性能提升的结论。虽然研究的交叉设计适合于同一组受试者的比较，但它存在学习效应的风险。尽管通过提供新鲜标本和休息时间将学习效应降至最低，但仍不能完全排除残留的学习效应。该研究在单一中心进行，其结果可能无法推广到具有不同设备、监管实践或住院医师群体的机构。最后，尸体解剖与实际手术条件在组织质量、出血和触觉反馈方面存在差异。未来研究的方向应包括多中心随机试验，涉及更大的样本量；纳入经过验证的客观结果指标，如教员评分的绩效量表、解剖时间和解剖标志识别准确性；对评估工具进行正式的心理测量学验证；以及纵向研究，评估CBMT培训对后续显微镜操作性能和临床结果的影响。将CBMT设备整合到具有明确目标的正式住院医师课程中，可以随时间评估其教育效果。传统手术显微镜仍然是操作经验的黄金标准，但世界上许多培训人员无法使用它们。CBMT设备作为一种廉价、便携且高效的教学辅助工具，旨在填补理想培训与实际操作之间的差距。即使在资源有限的环境中，定期进行CBMT培训也有助于提高学习机会。在CBMT设备能够被广泛采用用于正式技能评估并完全融入住院医师培训计划之前，还需要整合客观性能指标和结构化课程。结论这项初步的交叉研究提供了初步证据和假设生成，表明CBMT设备是一种可行且可接受的补充工具，可以用于 junior 耳鼻喉科住院医师的尸体颞骨解剖培训。参与者在舒适度、人体工程学、照明和放大调节、三维清晰度、指导便利性和便携性方面的评分显著更高，这些方面的效应量都较大，而在信心、手眼协调性和眼部疲劳方面的评分 également 相当。CBMT设备并不取代手术显微镜作为手术培训的黄金标准，而是一种有前景的低成本辅助工具，可以提高特别是低收入和中等收入环境中颞骨解剖的实际操作培训机会，这些地方的显微镜可用性有限。如果在更大规模的多中心研究中得到验证，并结合客观性能指标，如教员评分的绩效量表、解剖时间和解剖标志识别准确性，基于智能手机的系统如CBMT可以显著促进全球耳科手术教育的发展，不受地理或经济因素的限制。
