全景漫游微課在手術(shù)室護(hù)生帶教中的應(yīng)用

梁朋飛，王 濱，張澤勇

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 廣東 廣州 510000）

手術(shù)室護(hù)理學(xué)是一門實(shí)踐學(xué)科，作為護(hù)生臨床實(shí)習(xí)的重要內(nèi)容之一，其護(hù)理教學(xué)應(yīng)緊密結(jié)合手術(shù)室的特點(diǎn)進(jìn)行，要求理論與實(shí)踐高度結(jié)合。廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院（以下簡稱“我院”）手術(shù)室近幾年來一直采用臨床路徑教學(xué)法的形式對護(hù)理實(shí)習(xí)生進(jìn)行帶教，在帶教過程中發(fā)現(xiàn)因?yàn)殡S著醫(yī)療新技術(shù)和新的手術(shù)工具的不斷涌現(xiàn)，手術(shù)間的復(fù)雜性和特異性也隨之提高。面向的手術(shù)類別不同，即使是相鄰的手術(shù)間，在空間與設(shè)備上的差異性也會巨大。實(shí)習(xí)生在學(xué)習(xí)過程中會因每天學(xué)習(xí)環(huán)境的差異而無所適從，影響學(xué)習(xí)效率，相關(guān)知識不易掌握。基于360°全景技術(shù)的三維模擬幾乎可以將手術(shù)間完美地復(fù)制到互聯(lián)網(wǎng)上，通過拍攝實(shí)物場景，應(yīng)用專業(yè)轉(zhuǎn)換軟件仿真成3D虛擬實(shí)景，虛擬場景能夠真實(shí)還原出實(shí)際場景的細(xì)節(jié)，給體驗(yàn)者以真實(shí)逼真的視覺沖擊，能夠極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。將其應(yīng)用到微課教學(xué)中將在很大程度上改善以上不足。我院手術(shù)室從2021 年開始將360°全景漫游技術(shù)和臨床路徑教學(xué)模式相結(jié)合，構(gòu)建面向手術(shù)室教師團(tuán)隊(duì)和護(hù)生的移動學(xué)習(xí)平臺，效果滿意。現(xiàn)報告如下。

1 對象與方法

1.1 對象

將2021 年和2022 年來我院手術(shù)室實(shí)習(xí)的護(hù)生納入研究對象，其中2021 年的護(hù)生為對照組，其中男3 名，女32 名，年齡21~23（21.4±0.5）歲；2022 年的護(hù)生為觀察組，其中男5 名，女30 名，年齡20~23（21±0.4）歲。兩組護(hù)生的性別、年齡、實(shí)習(xí)輪轉(zhuǎn)科室與周期等比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

對照組采用傳統(tǒng)的臨床路徑教學(xué)法：護(hù)生入科第1 天由總帶教老師根據(jù)臨床路徑表的內(nèi)容實(shí)施入科宣教；第2天開始臨床實(shí)踐，由一對一帶教老師按照臨床路徑表的內(nèi)容進(jìn)行帶教；第4 周出科考核。觀察組采用基于360°全景漫游技術(shù)結(jié)合微課形式的臨床路徑教學(xué)法，通常，實(shí)現(xiàn)全景展示分3 步，拍攝、拼接、呈現(xiàn)，具體如下。

1.2.1 拍攝

目前全景照片的拍攝方式一般有兩種：專業(yè)全景相機(jī)拍攝和普通相機(jī)拍攝。專業(yè)全景相機(jī)可以直接拍攝全景照片，自動拼接，甚至直接呈現(xiàn)全景照片，但圖像質(zhì)量通常不如普通相機(jī)拍攝的照片。全景相機(jī)價格也較貴，但使用方便，制作快捷，適合大規(guī)模全景制作。普通相機(jī)拍攝的方式是將普通相機(jī)與全景云臺結(jié)合進(jìn)行多角度拍照，可以根據(jù)環(huán)境和圖像質(zhì)量要求更換相機(jī)和鏡頭進(jìn)行拍照。這種方法不需要專用設(shè)備，圖像質(zhì)量好，設(shè)備購置成本低。但拍攝過程有點(diǎn)復(fù)雜、煩瑣，所以繪制速度較慢，適合制作少量全景圖。因?yàn)榕臄z手術(shù)室全景圖是一次性拍攝，采購全景相機(jī)可能出現(xiàn)后期設(shè)備閑置浪費(fèi)的情況，所以結(jié)合效率和成本多方面考慮，我們決定使用普通相機(jī)結(jié)合Guide 全景云臺進(jìn)行拍攝。

首先確定好拍攝地點(diǎn)（手術(shù)間），把安裝了魚眼鏡頭的相機(jī)放在三腳架上，調(diào)節(jié)好高度，然后記錄下曝光、對比度、白平衡、焦距等參數(shù)，然后通過試驗(yàn)，確定最適合的拍攝參數(shù)，在接下來整個拍攝過程中，都應(yīng)該維持相同的拍攝參數(shù)。一切準(zhǔn)備就緒后，開始拍攝6 張照片，分別是上下左右和前后各一張。其中需要注意在水平方向上的4張照片，每轉(zhuǎn)動90°拍一張。這么做的原因是180 度的魚眼鏡頭拍出來的照片沒有重疊區(qū)域的話會增加后續(xù)拼接的難度，而每隔90 度拍一張，就可以保證相鄰相片有重疊的區(qū)域。最后對著三腳架和三腳架影子的地板再多拍兩張照片，用于后期去除掉三腳架和影子。

以上述方法，依次拍攝手術(shù)室所有空間，包括手術(shù)間，走廊、無菌室等。

1.2.2 拼接

我們選用PTGUI軟件來進(jìn)行全景圖片的拼接。PTGui是一款功能強(qiáng)大的全景圖片拼接軟件，其操作流程簡單易懂。用戶只需導(dǎo)入原始圖片，點(diǎn)擊運(yùn)行自動對齊控制點(diǎn)，軟件就會自動讀取圖片的鏡頭參數(shù)，并通過智能算法識別出圖片重疊區(qū)域的像素特征，然后自動進(jìn)行拼接，生成全景圖片文件。此外，PTGui 還支持手動添加或刪除控制點(diǎn)，以提高拼接的精度。使用該軟件拼接后的圖像幾乎不會出現(xiàn)明顯的拼接痕跡，可以輕松得到高質(zhì)量的全景圖像。

①打開PTGui軟件，點(diǎn)擊“文件”菜單，選擇“導(dǎo)入圖像”選項(xiàng)。在彈出的窗口中，選擇在同一場景下要拼接的6 張照片，點(diǎn)擊“打開”按鈕，將這些照片添加到PTGui 軟件中。

②點(diǎn)擊“圖像對準(zhǔn)”按鈕，軟件會自動進(jìn)行圖像的重合點(diǎn)識別和對準(zhǔn)。在這個過程中，需要耐心等待軟件完成處理，并根據(jù)軟件給出的提示調(diào)整圖像的位置和方向，以確保它們能夠完全重合。

③在圖像對準(zhǔn)后，PTGui 軟件會自動添加一些控制點(diǎn)，但這些點(diǎn)可能不足以保證拼接的準(zhǔn)確性。因此，需要手動添加控制點(diǎn)來進(jìn)一步提高拼接的精度。點(diǎn)擊“控制點(diǎn)”標(biāo)簽，然后選擇要拼接的相鄰圖片。在這里，需要注意選擇的相鄰圖片必須有重疊區(qū)域，否則軟件將無法進(jìn)行拼接。在選擇相鄰圖片后，單擊它們相重合的地方，選擇至少3 個同名像點(diǎn)。同名像點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)該足夠多，以確保拼接的準(zhǔn)確性。

④在添加控制點(diǎn)后，需要通過手動比較照片來確定同名像點(diǎn)的位置。在PTGui 軟件中，可以使用“同名像點(diǎn)查找”工具來查找同名像點(diǎn)。在“同名像點(diǎn)查找”工具中，選擇要查找的同名像點(diǎn)，并單擊“查找”按鈕。軟件會自動找到這些同名像點(diǎn)，并將它們高亮顯示。

⑤點(diǎn)擊“添加圖片”按鈕，選擇要補(bǔ)拍的兩張地面圖片，并將其添加到PTGui 軟件中以替換三腳架的圖像。

⑥在添加控制點(diǎn)和添加補(bǔ)拍圖片后，需要通過優(yōu)化處理來進(jìn)一步提高拼接的精度。在PTGui 軟件中，點(diǎn)擊“優(yōu)化全景圖像”按鈕，軟件會自動進(jìn)行優(yōu)化處理，以確保拼接的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

⑦在優(yōu)化處理完成后，可以在PTGui軟件中查看全景圖像。如果全景圖像的拼接效果不理想，可以通過重新選擇同名像點(diǎn)或添加更多的控制點(diǎn)來進(jìn)一步提高拼接的精度。

1.2.3 呈現(xiàn)

全景圖是一種特殊的圖像形式，需要使用特定的工具和技術(shù)才能呈現(xiàn)出來。它們可以生成高質(zhì)量的全景圖，包括視頻、網(wǎng)頁和動畫等多種形式，并且可以實(shí)現(xiàn)本地化部署，提高了安全性和自主性。此外，市場上也有一些全景圖平臺，可以將全景圖或原始圖片上傳并自動生成全景圖，例如本課題選用的720 云平臺。這些平臺不需要任何編程語言的基礎(chǔ)，使用起來非常簡單，成本也相對較低。因此，在選擇全景圖的呈現(xiàn)方式和工具時，需要根據(jù)實(shí)際需求和預(yù)算來做出決策。如果需要更高水平的全景圖呈現(xiàn)效果和更多功能的應(yīng)用場景，使用Unity3D、VRP 和Pano2VR 等專業(yè)工具可能更為適合。而對于簡單易用、開發(fā)成本低的全景圖平臺，則可以選擇720 云等自動生成和漫游的全景圖平臺。

我們把手術(shù)室的全景圖像上傳到720 云網(wǎng)站進(jìn)行全景漫游微課的制作[2]。制作過程中，除了還原手術(shù)室的真實(shí)影像之余，還要在涉及臨床路徑表的教學(xué)內(nèi)容的圖像上使用“熱點(diǎn)”功能展示知識點(diǎn)，形式包含文字、視頻等。例如當(dāng)畫面中出現(xiàn)超聲高頻外科集成手術(shù)設(shè)備發(fā)生器時，學(xué)生通過點(diǎn)擊設(shè)備上的“熱點(diǎn)”，手機(jī)畫面即可出現(xiàn)超聲刀的詳細(xì)介紹，包括原理、使用方法、注意事項(xiàng)以及如何連接使用的操作視頻。把制作完成的全景漫游微課導(dǎo)入手術(shù)室的教學(xué)系統(tǒng)里面，設(shè)置好學(xué)習(xí)訪問權(quán)限以及學(xué)習(xí)任務(wù)。

護(hù)生入科第1 天由總帶教老師教導(dǎo)學(xué)生如何使用全景微課進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生每天需要提前通過全景漫游微課學(xué)習(xí)了解當(dāng)天所分配的手術(shù)間的環(huán)境情況，手術(shù)用物以及手術(shù)設(shè)備的擺放位置以及使用方法。學(xué)習(xí)過程中有疑問可直接在微課平臺進(jìn)行提問。一對一帶教老師和主帶教老師需要每天了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并及時給予反饋。

1.3 評價方法

①護(hù)生理論考試成績。②教學(xué)效果：采用自制問卷進(jìn)行評價，內(nèi)容包括接受這種教學(xué)模式等4 項(xiàng)，采取“是”和“否”作答。③帶教老師對護(hù)生綜合能力的評價：采用自制評價表進(jìn)行評價，包括實(shí)踐操作能力等4 項(xiàng)，分好（18 分）、較好（16 分）、一般（14 分）、差（12 分）4 個等級，得分越高即綜合能力越強(qiáng)。向兩組護(hù)生和帶教老師一共推送問卷210 份，回收率100%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量資料采用t 檢驗(yàn)，計數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組實(shí)習(xí)護(hù)生理論考試成績比較

表1

2.2 兩組實(shí)習(xí)護(hù)生對教學(xué)方法的評價[n（%）]

2.3 帶教老師對實(shí)習(xí)護(hù)生綜合能力的評價

3 討論

3.1 全景漫游技術(shù)的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的手術(shù)室環(huán)境信息展示手段采用表格式或圖片式，部分醫(yī)院采用視頻進(jìn)行展示。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅猛，已應(yīng)用到諸多環(huán)境展示領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括3D 建模和全景技術(shù)等方式。表格式可以清晰地一覽各手術(shù)間的多種信息，但信息抽象不直觀，形式枯燥；普通照片式難以令學(xué)生形成對手術(shù)間直觀全面的認(rèn)識，死角過多缺乏空間感；視頻方式則因?yàn)閮?nèi)容量過大，查找不方便，而且沒有交互感，學(xué)生只能跟著視頻播放順序?qū)W習(xí)；3D 建模具有很強(qiáng)的交互感和沉浸感，呈現(xiàn)效果很好，但成本太高，制作工序復(fù)雜，而且要求的網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸速度較高，加上不是實(shí)景，學(xué)生不能盡快地與實(shí)際相結(jié)合[3]；與虛擬3D 建模、仿真技術(shù)等復(fù)雜的虛擬技術(shù)不同，全景技術(shù)拍攝成本較低，編輯制作程序較少，網(wǎng)絡(luò)播放平臺開發(fā)較為簡單，能夠方便快捷地實(shí)現(xiàn)對真實(shí)場景的還原和模擬，雖然在沉浸感和交互感方面全景技術(shù)比不上3D 建模技術(shù)，但因?yàn)榕臄z容易、制作簡單、加載速度快且容易產(chǎn)生直觀全面的交互體驗(yàn)，是用來展現(xiàn)環(huán)境信息的絕佳手段。

3.2 全景漫游微課的應(yīng)用情況

360°全景技術(shù)基于二維圖像的三維模擬幾乎可以將手術(shù)間完美地復(fù)制到互聯(lián)網(wǎng)上，通過拍攝實(shí)物場景，應(yīng)用專業(yè)轉(zhuǎn)換軟件仿真成3D 虛擬實(shí)景，虛擬場景能夠真實(shí)還原出實(shí)際場景的細(xì)節(jié)，給體驗(yàn)者以真實(shí)逼真的視覺沖擊，能夠極大激發(fā)學(xué)生的了解欲望和學(xué)習(xí)興趣。本研究中，我們創(chuàng)建了基于360°全景漫游技術(shù)結(jié)合微課形式的臨床路徑教學(xué)法，結(jié)果顯示，91%的護(hù)生認(rèn)為這種新模式更容易接受，并希望其他科室也采用此教學(xué)模式進(jìn)行培訓(xùn)，94%的護(hù)生認(rèn)為這種模式能夠方便快捷地獲取知識和老師反饋，94%的護(hù)生認(rèn)為該模式能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，以上與對照組比較差異均統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。此結(jié)果說明，基于360°全景漫游技術(shù)結(jié)合微課形式的臨床路徑教學(xué)法易于被手術(shù)室護(hù)生接受，他們對基于互聯(lián)網(wǎng)的移動學(xué)習(xí)具有較高的接受度，能夠更好地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.3 全景漫游微課有助于提高臨床路徑教學(xué)法的教學(xué)效果

表3 顯示，觀察組護(hù)生的實(shí)踐操作能力和學(xué)習(xí)積極性與對照組比較有顯著性差異（P<0.01），說明手機(jī)便捷的移動性，可以對臨床路徑內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納和分類，而護(hù)生可通過全景微課展開系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，而且還不會受到時間和空間的制約，從而提升了護(hù)生的學(xué)習(xí)熱情，更深層次地激發(fā)其積極思考和實(shí)踐參與；同時，帶教老師還可以將自己的碎片化時間用于學(xué)習(xí)，通過定期考核，更好地規(guī)范和統(tǒng)一帶教老師的教學(xué)行為。表2 顯示，觀察組比對照組能夠更好地學(xué)習(xí)和反饋知識（P<0.01），說明評論與留言功能可讓護(hù)生每周及時梳理和總結(jié)臨床所遇到問題，及時與帶教老師交流，解決問題，通過帶教老師的實(shí)際指導(dǎo)共同完成手術(shù)室護(hù)理相關(guān)知識內(nèi)化，有效提高學(xué)習(xí)成效，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，對護(hù)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)習(xí)慣有促進(jìn)作用，而總帶教老師通過護(hù)生的每周反饋，監(jiān)督一對一帶教老師進(jìn)行回饋，及時解答護(hù)生的問題，讓護(hù)生能夠更好地完成教學(xué)目標(biāo)。

表2

表3

3.4 全景漫游微課提高了護(hù)生對臨床路徑教學(xué)法的滿意度

表2 顯示，觀察組護(hù)生更能接受基于全景漫游微課的臨床路徑模式，且覺得教學(xué)目標(biāo)更為清晰，提示手術(shù)室護(hù)生對該模式的滿意度高，說明通過全景漫游微課的功能讓臨床路徑的內(nèi)容更為方便查閱、貫徹實(shí)施和查缺補(bǔ)漏，進(jìn)一步規(guī)范和統(tǒng)一了帶教老師和護(hù)生臨床路徑的教學(xué)內(nèi)容和操作水平，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長，同時創(chuàng)造了護(hù)生主動協(xié)作、探索、討論的便利化課外學(xué)習(xí)情境，創(chuàng)建了尊重培訓(xùn)對象個性特點(diǎn)、突破時空限制、令實(shí)習(xí)護(hù)生感覺輕松的學(xué)習(xí)氛圍，從而提高教學(xué)滿意度。

4 結(jié)論

綜上所述，全景漫游微課的使用是臨床路徑教學(xué)法的補(bǔ)充，是信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合創(chuàng)新。360°全景漫游技術(shù)把每個手術(shù)間幾乎完美地復(fù)制到互聯(lián)網(wǎng)上，并在其中加入交互展示功能，在全景圖像中，每一件設(shè)備上都有其教學(xué)內(nèi)容的觸點(diǎn)，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行旋轉(zhuǎn)觸摸學(xué)習(xí)，使得學(xué)生更加全面、清晰地了解手術(shù)設(shè)備的特點(diǎn)，做到“所見即所得”，極大地調(diào)動了護(hù)生的積極性，有效地提高其學(xué)習(xí)效率及臨床實(shí)踐能力。最后，相對其他仿真VR 技術(shù)，全景技術(shù)具有成熟度高、工程量小、成本較低、實(shí)施周期短等優(yōu)勢，其推廣性強(qiáng)，適合所有教學(xué)醫(yī)院的各大專科。