医院手术示教直播系统的建立与效果评价

罗 娟，唐晓东，符峰钊

近年来，手术示教系统的成熟发展，不再限于教学医院使用，已经延伸致中小医院，其示教功能也拓展为临床教学观摩、疑难手术分析和学术会议交流。笔者所在医院引进手术示教直播系统2年来，为培养医学生，指导手术操作培训，开展新技术，自制医学教学片等方面，取得了较好的效果。本文就手术直播示教系统的基本结构、系统设计与实现，以及运用效果作以论述。

1 基本结构

网络手术视频直播系统构架基本分为三个部分：音视频信号采集、控制转录、终端示教部分，每部分根据具体要求在次基础上逐一扩展[1]。

1.1 音视频采集 多媒体设备包括摄像机、视频编码设备和语音设备，其产生的影像信息传输到服务器。视频编码设备的功能是通过目前常用的H.264视频压缩技术将摄像手术视频信号、腔镜视频信号等编码成视频流媒体信号，传输到教学视频服务器，通过网络传送到工作站终端。语音设备是对语音信号进行实时编码成音频流媒体信号，传输到语音服务器，实现语音的双向交互传送。

1.2 控制与传输 控制是对音视频信号的采集、分发、录制等进行控制。传输包括线缆和交换机两部分。交换机具有千兆端口传输、远程供电和易扩充性等特点，能完成大流量多媒体数据的转发和管理。线缆采用标准双绞线，连接终端设备与交换机，构造系统网络，用于实现语音、数据、视频等多媒体数据的网络传输。

1.3 终端示教 包括视频终端和语音终端两个部分。视频终端由高性能PC和显示终端构成，将视频图像进行解码，通过具有视频图像高清晰度的大屏幕和分屏显示。语音终端采用IP电话终端，具有静音选择、音视频同步、网络供电和多方交互等特点，与语音服务器连接，满足声音双向传输的教学需求。

2 系统设计

2.1 固定手术间 中等医院一般不具有频繁的教学任务，所以，安装一套手术示教系统即可，以避免设备闲置和经费浪费。安装前，一定要选择有网络接口的手术间为固定录制场地。在手术间内设置2台摄像机，顶端安装1台带广角镜头的彩色半球摄像机，作为手术室全景摄像；主摄像机安装在手术床专用无影灯上，机座为摇臂式，作为手术特写摄像，摇臂根据手术部位随机调整，云台可随手术需求变焦，推拉镜头。如果是录制医学教学片，还需备用1台可移动的数字高清摄像机，由专业摄像人员操作，专门录制摇臂无法切入到深部位置的手术。

2.2 医院学术厅 在医院学术厅安装控制器，视频信号、双向对讲音频信号并通过控制盒接入。学术厅内设大屏幕投影机，以展示手术全景和局部特写所拍的画面；控制器随机对视频图像的角度及声音进行调控和切换。同时，通过双向对讲系统，听课人员可实时与手术操作者互动提问、解答和讨论[2]。

2.3 远程学术厅 远程学术厅具有不确定性，一般设在医院以外的宾馆大型学术交流现场。大型宾馆会议厅不具备手术视频直播设备，但备有相应接口和音频设备。所以，会前要提前与网通合作，专线宽带（Qos等）接入学术交流现场。

2.4 工作站终端 手术间全景和摇臂摄像机的视频信号及双向对讲音频信号通过编码器等接入医院局域网，工作站即可现场观摩。工作站终端包括所有局域网用户，可选择性的浏览视频，进行设备的控制、与术者双向语音对讲以及视频点播。一般而言，为了病区工作秩序，临床科室只配置主任办公室或1台公共视频电脑，便于教学、培训和观摩。

2.5 管理员终端 数据管理员终端设在信息中心，除直播观摩手术全程外，重要的是为管理员提供了维护和管理界面。管理员随时通过管理端对系统的运行状态实时监控，进行手术现场、工作站终端的管理和设备维护和录像资料的管理。

3 效果评价

笔者所在医院是多家医学院校的教学医院，具有13个博硕研究生点，同时，医院注重技术创新和岗位练兵，手术示教直播系统的建立，深受学生和临床医师的关注。运行近2年，取得较好的应用效果。

3.1 突出了教学培训的直观性 传统的外科临床教学，实习、进修生均涌进手术间围观手术。这样，对操作者施展手术不利，学生也未必能全面了解手术，尤其是深度解剖位置的处理，很难观摩到。此外，众人围观容易造成手术污染。通过手术示教直播系统的灵活、便捷、直观的观摩，使学生在有效时间内充分了解手术的全过程，并能现场向操作者提问，不但激发了学生的兴趣和积极性，提高其理解能力和记忆能力，也是提高手术带教和技能培训工作效率的有效途径[3]。

3.2 增强了手术医师的责任感 当手术医师知道有现场手术观摩课时，一般都会引起高度重视，提前备课。在手术示教过程中，将口头难以表述清楚的手术操作内容轻松地按照解剖步骤，适应证，禁忌证，手术技巧，注意事项等逐一解释。对于学生、同行在现场观摩中所提出的问题，一一解答，改变了个别手术医师手术过程强调结果而忽视步骤的习惯。

3.3 扩大了医院技术的影响力 有了手术示教直播系统，医院完全有能力承担大型学术会议。2009年，笔者所在医院承办的全国胃肠肛肠外科新技术新进展研讨会暨全军第十届肛肠外科学术会议。手术现场设在医院手术室，学术现场设在宾馆会议厅，会议现场设置了4个大屏，数百名代表在不同的位置实时观摩了腹腔镜直肠癌切除的全过程。代表们亲身体验与手术专家的学术互动。2个现场相距10余里，但整个手术视频画面清晰，语音略有延迟并不影响现场对话交流。手术直播的成功，不但体现了操作者的技术水平，也证明了医院驾驭高科技的技术能力，扩大了医院的影响力。

3.4 目睹了专家演示的新技术 多年来，笔者所在医院十分重视专科技术的提高，与国内外多名院士、专家建立帮带关系，设有“专家课堂”。尤其是能通过手术示教直播系统现场观摩专家的操作表演，同步讲解和同声翻译，为听课人员提供了绝佳的视觉听觉条件。每场专家的手术示教现场讲座，达到场场座无虚席，听课人员受益匪浅。

3.5 提高了自制教学片的能力 随着流媒体技术和计算机技术的快速发展，医院制作手术教学片已不是什么难题。制作手术教学片具有以下优点，一是帮助实习进修生因值班不能现场观摩直播手术，通过医院局域网视频点播系统收看；二是为教学手术、疑难手术、创新手术保留资料；三是作为学术交流让更多的同行借鉴和指导。手术教学片具有科学、严谨、教学、学术等特点。因此，制作手术教学片不但在脚本结构上要求高，而且在设计制作上运用视频图像、文字、色彩、音乐等多种元素，用三维的表现方法，通过编辑、后期软件，将这些材料和元素进行合成，最终形成一部完整的教学片。目前，笔者所在医院已经为解放军音像出版社制作多部高水准教学片。

总之，笔者所在医院建立的手术示教直播系统为手术操作技能培训、专家现场示教、临床技能考核、广泛学术交流提供了先进的教学手段。该系统为医院在技能培训、手术演示、网络直播中得到广泛应用，深受临床医师、实习进修生的好评，达到了当初构建手术示教系统、提高教学档次、产生广泛交流以及保存技术资料的最终目的。

[1]张 博.手术示教系统的细节设计[J].中国医疗设备，2009，24（3）：61-62.

[2]王 军，徐新智，吕 荣，等.骨科手术多媒体实时教学系统的建立与应用[J].中国医学教育技术，2003，17(6)：382-386.

[3]潘新华，郭天泉，谭 珂.数字手术影像示教系统的建立与应用[J].中国医学教育技术，2007，21（3）：241-244.