醫院手術示教直播系統的建立與效果評價

羅 娟，唐曉東，符峰釗

近年來，手術示教系統的成熟發展，不再限于教學醫院使用，已經延伸致中小醫院，其示教功能也拓展為臨床教學觀摩、疑難手術分析和學術會議交流。筆者所在醫院引進手術示教直播系統2年來，為培養醫學生，指導手術操作培訓，開展新技術，自制醫學教學片等方面，取得了較好的效果。本文就手術直播示教系統的基本結構、系統設計與實現，以及運用效果作以論述。

1 基本結構

網絡手術視頻直播系統構架基本分為三個部分：音視頻信號采集、控制轉錄、終端示教部分，每部分根據具體要求在次基礎上逐一擴展[1]。

1.1 音視頻采集 多媒體設備包括攝像機、視頻編碼設備和語音設備，其產生的影像信息傳輸到服務器。視頻編碼設備的功能是通過目前常用的H.264視頻壓縮技術將攝像手術視頻信號、腔鏡視頻信號等編碼成視頻流媒體信號，傳輸到教學視頻服務器，通過網絡傳送到工作站終端。語音設備是對語音信號進行實時編碼成音頻流媒體信號，傳輸到語音服務器，實現語音的雙向交互傳送。

1.2 控制與傳輸 控制是對音視頻信號的采集、分發、錄制等進行控制。傳輸包括線纜和交換機兩部分。交換機具有千兆端口傳輸、遠程供電和易擴充性等特點，能完成大流量多媒體數據的轉發和管理。線纜采用標準雙絞線，連接終端設備與交換機，構造系統網絡，用于實現語音、數據、視頻等多媒體數據的網絡傳輸。

1.3 終端示教 包括視頻終端和語音終端兩個部分。視頻終端由高性能PC和顯示終端構成，將視頻圖像進行解碼，通過具有視頻圖像高清晰度的大屏幕和分屏顯示。語音終端采用IP電話終端，具有靜音選擇、音視頻同步、網絡供電和多方交互等特點，與語音服務器連接，滿足聲音雙向傳輸的教學需求。

2 系統設計

2.1 固定手術間 中等醫院一般不具有頻繁的教學任務，所以，安裝一套手術示教系統即可，以避免設備閑置和經費浪費。安裝前，一定要選擇有網絡接口的手術間為固定錄制場地。在手術間內設置2臺攝像機，頂端安裝1臺帶廣角鏡頭的彩色半球攝像機，作為手術室全景攝像；主攝像機安裝在手術床專用無影燈上，機座為搖臂式，作為手術特寫攝像，搖臂根據手術部位隨機調整，云臺可隨手術需求變焦，推拉鏡頭。如果是錄制醫學教學片，還需備用1臺可移動的數字高清攝像機，由專業攝像人員操作，專門錄制搖臂無法切入到深部位置的手術。

2.2 醫院學術廳 在醫院學術廳安裝控制器，視頻信號、雙向對講音頻信號并通過控制盒接入。學術廳內設大屏幕投影機，以展示手術全景和局部特寫所拍的畫面；控制器隨機對視頻圖像的角度及聲音進行調控和切換。同時，通過雙向對講系統，聽課人員可實時與手術操作者互動提問、解答和討論[2]。

2.3 遠程學術廳 遠程學術廳具有不確定性，一般設在醫院以外的賓館大型學術交流現場。大型賓館會議廳不具備手術視頻直播設備，但備有相應接口和音頻設備。所以，會前要提前與網通合作，專線寬帶（Qos等）接入學術交流現場。

2.4 工作站終端 手術間全景和搖臂攝像機的視頻信號及雙向對講音頻信號通過編碼器等接入醫院局域網，工作站即可現場觀摩。工作站終端包括所有局域網用戶，可選擇性的瀏覽視頻，進行設備的控制、與術者雙向語音對講以及視頻點播。一般而言，為了病區工作秩序，臨床科室只配置主任辦公室或1臺公共視頻電腦，便于教學、培訓和觀摩。

2.5 管理員終端 數據管理員終端設在信息中心，除直播觀摩手術全程外，重要的是為管理員提供了維護和管理界面。管理員隨時通過管理端對系統的運行狀態實時監控，進行手術現場、工作站終端的管理和設備維護和錄像資料的管理。

3 效果評價

筆者所在醫院是多家醫學院校的教學醫院，具有13個博碩研究生點，同時，醫院注重技術創新和崗位練兵，手術示教直播系統的建立，深受學生和臨床醫師的關注。運行近2年，取得較好的應用效果。

3.1 突出了教學培訓的直觀性 傳統的外科臨床教學，實習、進修生均涌進手術間圍觀手術。這樣，對操作者施展手術不利，學生也未必能全面了解手術，尤其是深度解剖位置的處理，很難觀摩到。此外，眾人圍觀容易造成手術污染。通過手術示教直播系統的靈活、便捷、直觀的觀摩，使學生在有效時間內充分了解手術的全過程，并能現場向操作者提問，不但激發了學生的興趣和積極性，提高其理解能力和記憶能力，也是提高手術帶教和技能培訓工作效率的有效途徑[3]。

3.2 增強了手術醫師的責任感 當手術醫師知道有現場手術觀摩課時，一般都會引起高度重視，提前備課。在手術示教過程中，將口頭難以表述清楚的手術操作內容輕松地按照解剖步驟，適應證，禁忌證，手術技巧，注意事項等逐一解釋。對于學生、同行在現場觀摩中所提出的問題，一一解答，改變了個別手術醫師手術過程強調結果而忽視步驟的習慣。

3.3 擴大了醫院技術的影響力 有了手術示教直播系統，醫院完全有能力承擔大型學術會議。2009年，筆者所在醫院承辦的全國胃腸肛腸外科新技術新進展研討會暨全軍第十屆肛腸外科學術會議。手術現場設在醫院手術室，學術現場設在賓館會議廳，會議現場設置了4個大屏，數百名代表在不同的位置實時觀摩了腹腔鏡直腸癌切除的全過程。代表們親身體驗與手術專家的學術互動。2個現場相距10余里，但整個手術視頻畫面清晰，語音略有延遲并不影響現場對話交流。手術直播的成功，不但體現了操作者的技術水平，也證明了醫院駕馭高科技的技術能力，擴大了醫院的影響力。

3.4 目睹了專家演示的新技術 多年來，筆者所在醫院十分重視專科技術的提高，與國內外多名院士、專家建立幫帶關系，設有“專家課堂”。尤其是能通過手術示教直播系統現場觀摩專家的操作表演，同步講解和同聲翻譯，為聽課人員提供了絕佳的視覺聽覺條件。每場專家的手術示教現場講座，達到場場座無虛席，聽課人員受益匪淺。

3.5 提高了自制教學片的能力 隨著流媒體技術和計算機技術的快速發展，醫院制作手術教學片已不是什么難題。制作手術教學片具有以下優點，一是幫助實習進修生因值班不能現場觀摩直播手術，通過醫院局域網視頻點播系統收看；二是為教學手術、疑難手術、創新手術保留資料；三是作為學術交流讓更多的同行借鑒和指導。手術教學片具有科學、嚴謹、教學、學術等特點。因此，制作手術教學片不但在腳本結構上要求高，而且在設計制作上運用視頻圖像、文字、色彩、音樂等多種元素，用三維的表現方法，通過編輯、后期軟件，將這些材料和元素進行合成，最終形成一部完整的教學片。目前，筆者所在醫院已經為解放軍音像出版社制作多部高水準教學片。

總之，筆者所在醫院建立的手術示教直播系統為手術操作技能培訓、專家現場示教、臨床技能考核、廣泛學術交流提供了先進的教學手段。該系統為醫院在技能培訓、手術演示、網絡直播中得到廣泛應用，深受臨床醫師、實習進修生的好評，達到了當初構建手術示教系統、提高教學檔次、產生廣泛交流以及保存技術資料的最終目的。

[1]張 博.手術示教系統的細節設計[J].中國醫療設備，2009，24（3）：61-62.

[2]王 軍，徐新智，呂 榮，等.骨科手術多媒體實時教學系統的建立與應用[J].中國醫學教育技術，2003，17(6)：382-386.

[3]潘新華，郭天泉，譚 珂.數字手術影像示教系統的建立與應用[J].中國醫學教育技術，2007，21（3）：241-244.