基于數字化手術示教系統的遠程教學模式的應用研究

喻思源，李 攀

(重慶醫科大學附屬兒童醫院麻醉科/兒童發育疾病研究教育部重點實驗室/國家兒童健康與疾病臨床醫學研究中心/兒童發育重大疾病國家國際科技合作基地/兒科學重慶市重點實驗室,重慶 400000)

超聲引導下中心靜脈穿刺是麻醉醫生必備的一項操作技能，也是每次臨床教學活動中重要的示教內容。傳統的現場教學模式一般位于手術室內，這限制了臨床學員的觀摩人數和距離。而數字化手術示教系統可以實現各種麻醉操作視頻信息的高清采集，在脫離傳統臨床教學限制的同時，為學員提供良好的教學環境[1-5]。本研究探討了基于數字化手術示教系統的遠程教學模式與傳統現場教學模式在超聲引導小兒中心靜脈穿刺教學中的應用效果。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取重慶醫科大學2018級麻醉專業見習學生40名，其中男12名，女28名。根據不同教學模式將研究對象隨機分成傳統教學組和遠程教學組，每組20名。

1.2方法

1.2.1教學方法 2組臨床操作者在小兒中心靜脈穿刺過程中使用的超聲均為同一型號。遠程教學組在教學活動中使用的數字化手術示教系統為美迪蘭南京醫療設備有限公司提供的MediCORe手術室一體化整合系統。

1.2.1.1遠程教學組 手術室內的視頻信號由高清信號采集設備對中心靜脈穿刺過程進行采集和錄制，音頻信號由通話耳機和通話腰包進行采集，采集到的高清視頻信號和音頻信號傳輸到信號中心控制室進行編碼、轉碼及存儲，控制室將高清視頻信號和音頻信號轉為數字信號，通過網絡傳輸到示教室。手術室內的視頻信號共有3個：第1個視頻信號連接4K全景攝像頭，播放中心靜脈穿刺的過程；第2個視頻信號連接超聲機，播放靜脈穿刺過程中超聲影像的實時變化；第3個視頻信號播放穿刺過程中麻醉機參數設置和監護儀上生命體征的變化。3個視頻信號可以以分屏的形式同時出現在示教室的屏幕中。2位帶教教師負責學員的教學，具體分工如下：位于手術室內的教師負責按照教學大綱講解中心靜脈穿刺的過程，調整穿刺過程中攝像鏡頭的距離和角度；位于示教室內教師負責維持課堂秩序，根據穿刺過程的進展，實時提醒手術內教師將鏡頭距離和角度調整至最佳位置，對手術室內教師在講解過程中遺漏的細節與要點，及時進行補充說明并回答學生在觀摩過程中提出的疑問。

1.2.1.2傳統教學組 2位帶教教師分別帶領一定數量學員(每次進入手術室的人數不超過規定人數)進入手術室，并在手術室內規定區域觀摩中心靜脈穿刺過程。帶教教師根據教學大綱講解中心靜脈穿刺過程并現場為學員答疑。

1.2.2考核指標 觀摩結束后，采用問卷調查學員對教學的滿意度。觀摩后第2天，比較2組中心靜脈穿刺理論考試成績(滿分為100分)和操作成功率(于模擬人上完成)，其中操作考試時間為10 min，未在規定時間內完成操作則記為失敗。

2 結 果

2.12組測試成績比較 遠程教學組理論考試成績、操作成功率均優于傳統教學組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組測試成績比較

2.22組教學滿意度比較 遠程教學組教學滿意度為90.0%(18/20)，高于傳統教學組的65.0%(13/20)，差異有統計學意義(P<0.05)。

3 討 論

傳統教學組學員在教學過程中雖然能近距離觀摩各種臨床操作過程，但是在手術室開展現場教學模式必然會面臨諸多的限制。首先，手術室作為一個無菌區域，過多的教學人員進入手術室，必然會增加患者院內感染的風險；其次，學員在觀摩過程中，也會因為手術室內的空間限制而產生觀察角度和觀察距離的差異[6-7]。本研究中，超聲引導下中心靜脈穿刺的病例均為接受擇期手術的患兒，在場地、院感因素的限制下，傳統教學難以全面、無差別地展示給現場觀摩的學員。這些因素會導致教學標準的非同質化，從而無法保證相應的教學質量。數字化手術示教系統可以實現各種臨床操作視頻信息采集、視頻點播、視頻加工、存儲、檢索等功能，學員不僅可以全過程實時觀看，還可以通過示教系統將視頻錄制后反復觀看。此外，手術室配置有4K全景高清攝像機，超聲影像信息接口、麻醉機及監護儀數據信息接口等。特別是4K全景高清攝像機，經全光纖無損無延時傳播，可在顯示器上形成的全4K完整方案。該技術可根據手術室內血管穿刺的進程和示教室內學員的反饋，實時通過控制平臺對4K全景攝像機視野進行不同方位和角度的控制操作。超聲影像信息接口可以讓學員近距離同步地觀察超聲影像在穿刺過程中的實時變化。這些先進的信息化技術為學員提供了全方位的教學視野。本研究結果顯示，遠程教學組理論考試成績和操作成功率均顯著優傳統教學組。

傳統教學組學員雖然能近距離地觀摩臨床操作的過程，理論上也能更好地實現師生間在教學中的互動，但對于一些視野較小的教學目標，如嬰幼兒血管穿刺部位，超聲顯示屏中的影像變化，觀摩過程中的部分學員必然會因為在現場教學中觀察位置的不佳影響其學習效果并降低該組的教學滿意度[8-10]。在遠程教學組中，示教室內的師生之間，示教室與手術室之間都可以通過現場的音頻系統實施良好的教學互動。示教室內的學員可以隨時向示教室或手術室內的教師提出問題和意見，而接收到學員反饋的2位教師都可以第一時間利用音頻系統答疑解惑。示教室內的學員不僅可以通過數字化手術示教系統實時觀看臨床教學過程，還可以根據現場教學的需求在同一顯示屏上切換不同來源的視頻信息。遠程教學組學員不僅沒有因為遠離手術室而降低師生間教學互動的效果，反而利用現場的音視頻系統等新技術提升了學員的教學滿意度。本研究結果顯示，遠程教學組教學滿意高于傳統教學組。

隨著各級醫院逐漸推動數字化手術室的建設，手術室的數字化程度成為了醫院現代化和信息化的重要標志。一些視野較小、操作復雜、不能重復、比較難以實地、實景、實體操作訓練的教學內容可在通過數字化手術示教系統進行全新的教學[11]。本校的麻醉學專業目前并沒有將基于數字化手術示教系統的遠程教學模式作為常規的教學手段，其原因是遠程教學模式中存在教學時間分配不合理，示教室教師與現場教學教師溝通不暢、配合不默契等一系列問題，這些問題也一直制約著遠程教學模式在臨床教學特別是臨床見習中的應用推廣[11]。因此負責臨床教學的教師需要在了解各種信息技術的前提下，摸索并制訂出一套切實可行并為師生廣泛接受的遠程教學方案。本文制訂了詳細的教學方案以確保教學活動的流暢性。該教學方案明確了2位教師的具體分工、教學任務的完成順序及時間分配。手術室內的教師負責講解臨床操作，調整最優的教學視野；示教室內的教師除了維持課堂秩序，還要把握好教學活動中講解部分與互動部分的時間分配，并為學員解答現場教學中遺漏的教學要點。對于互動環節中學員提出的問題，示教室內或手術室內的教師都可以根據現場實際情況予以解答。教學方案的制定有效地解決了遠程教學模式中存在的問題，并為教學質量和教學滿意度的提升提供了有力的保障。

綜上所述，基于數字化手術示教系統的遠程教學模式不僅可以取得優于傳統教學模式的教學效果和教學滿意度，而且擺脫了傳統示教模式在時間、空間、人數及安全性上的限制。