一種新型模擬手術室教學系統的構建

朱鋒杰（通信作者），陳長駿，黃天海，褚永華

浙江大學醫學院附屬第二醫院臨床醫學工程部 （浙江杭州 310009）

在醫學臨床教學過程中，一些書本內容抽象，難以理解，醫學生只有通過臨床實踐才能掌握理論知識，提高臨床技能，完善臨床思維[1-3]。然而，由于現今患者維權意識和自我保護意識增強，傳統的臨床實踐教學模式已經不再完全適用，醫學臨床教學事業的發展受到嚴重制約。如何加強醫學生臨床基本技能和解決臨床實踐問題的能力，提高教學質量已成為當前醫學教育改革、提高臨床教學質量的重要課題和研究方向[4-5]。

模擬教學的出現，很大程度解決了這一問題。模擬教學與傳統的臨床實踐教學相比，第一，具備安全性，即不會影響患者安全，可允許學生犯錯。第二，具備可重復性，學生可以通過反復訓練提高臨床技能；通過角色體驗和操作模擬，可以將理論應用到實際操作中，進一步加強理論知識。第三，通過情景教學，有助于學生建立臨床批判思維。傳統的模擬教學模式由于場地限制和學生人數眾多，每次參加模擬的學生只有3～5名，未扮演模擬角色的學生通常無法清楚觀察到模擬過程，并且無法有效進行交互訓練，從而無法達到期待的教學效果。

現基于現代通信技術和IP網絡技術，設計了一套新型模擬手術室教學系統。該系統分為模擬手術室、控制室和示教室3個部分，可以對手術室危機管理的各個場景進行模擬，在保證學生在安全的前提下，進行角色體驗和臨床操作模擬。通過IP網絡實時轉播進行交互式教學，使未參與模擬的學生更加清楚觀察整個過程。經過模擬、回顧、總結，加深學生臨床技能的掌握，提高教學質量。

1 模擬手術室模型的建立

基于現代通信技術和IP網絡技術，設計模擬手術室教學系統，其拓撲結構如圖1。模擬手術室教學系統主要由模擬手術室、控制室、示教室3個部分組成。其中，模擬手術室包括手術室常用設備、模擬人設備及高清攝像設備?？刂剖野刂婆_和機柜，控制臺包含模擬人控制設備和語音控制設備；機柜包括磁盤陣列和錄播服務器，磁盤陣列可以按照要求選擇所需視音頻信號，錄播服務器可以全程錄像，以備今后隨時查閱。示教室包括示教工作站、顯示屏及語音設備。以上3個部分通過醫院IP網絡實現視音頻信號的實時傳輸，完成模擬教學。

圖1 模擬手術室教學系統拓撲結構

根據拓撲結構予以設計實施方案（圖2）。由圖2可知，計劃于模擬手術室中安裝3個高清半球攝像頭與1個彩色半球攝像頭用于全方位記錄模擬手術室中的方案模擬過程。各個攝像頭、模擬人的波形界面通過編解碼和IP網絡傳輸至各個顯示終端并予以顯示。同時，高清音視頻硬盤刻錄機進行各路信號的刻錄。

圖2 模擬手術室教學系統實施方案

2 模擬手術室的實現

模擬手術室主要包含醫用吊塔、中心供氧、負壓吸引、手術床及無影燈，完全模擬了現代手術室環境條件，同時配備了麻醉機、監護儀及模擬人設備，實際布置如圖3。

圖3 模擬手術室的結構布置

控制室建于模擬手術間隔壁，通過單面透視鏡隔離。其主要包括控制臺與機柜2個部分。如圖4所示，控制臺主要設有模擬人控制設備、攝像頭控制設備和調音臺。模擬開始后，負責操作的導師按照初始模擬場景，調節各個攝像頭至最佳拍攝角度，設置模擬人的波形參數，并通過圖3中的懸吊屏幕予以顯示。模擬病例運行后，導師通過模擬手術間的吊頂音響宣讀模擬場景。

圖4 控制臺實物布置

在模擬術中過程時，學生通過無線麥克風邊操作邊口述給藥數據等參數。導師透過單面透視鏡實時觀察學生的實際動態操作，并根據學生口述給藥數據，實時改變模擬人的波形參數（圖5）。同時，導師可以在調音臺切換輸出，分別對除模擬學員外的其他人員單獨發出指令從而達到手術過程停電及設備故障等其他手術室危機管理各個場景的模擬。

示教室設有2個液晶顯示屏及1個投影儀，可以用于模擬場景的實時轉播及講解，可以設置為單屏顯示或多屏顯示，如圖6所示，從各個角度更加直接、清晰地觀察到模擬手術室的狀況。并且通過控制室調音臺的切換，導師可以將所需視音信號傳輸至示教室，讓示教室的觀看人員體驗不同的模擬場景。在模擬結束后，參與人員與演員回到示教室，進行場景回顧及自我評價，展開補充發言和建議，充分應用debriefing技巧，鞏固理論知識。

圖5 模擬人波形參數

圖6 示教室顯示屏

3 總結

模擬手術室教學系統具備安全性高、重復性強等優點，學生通過模擬案例中的角色體驗，理論聯系實際，有助于鞏固理論知識和培養人文精神。然而，該系統有一定的局限性，如投入資金高，并存在學生安全意識降低的風險，且對于腔鏡、顯微鏡手術的操作模擬有待完善。