骨科关节镜影像临床教学系统在住院医师规范化培训中的应用

李春宝,张柏青,刘 洋,朱娟丽,齐 玮,王跃强,邸建丽,王志刚,刘玉杰,李众利解放军总医院骨科,北京 0085;北京通润嘉易科技有限公司,北京 08;武警北京市总队第三医院骨科,北京 004

住院医师规范化培训被公认为是全球住院医师培训的最佳选择,目前这一模式已成为我国当代医学教育的重要组成部分。当前住院医师规范化培训的目标是如何利用现有条件达到最佳的培训效果,从而最大限度提高规培医师的临床综合水平[1]。关节镜微创技术被称为20世纪骨科领域中最瞩目的成就之一,因其手术创伤小、视野清晰、操作精准、康复迅速、疗效满意,已成为四肢主要关节疾病诊断和治疗的首选技术[2]。然而,关节镜手术的特殊性在于其全部操作均在关节腔隙内完成,肉眼无法直视,手术操作精细复杂,手术过程无法采用常规方法进行录制与回放,在骨科住院医师规范化培训的临床教学中难度较大[3]。而传统照相机、录像机或简易关节镜图像采集软件,均存在操作不便、图像质量不高、难以实施教学等问题[4]。因此,为了进一步提高关节镜手术的临床效率和教学质量,解放军总医院骨科构建了一套成熟、完备的骨科关节镜影像临床教学系统,并将其应用于住院医师规范化培训中,取得了较好的效果。

1 资料与方法

1.1 教学对象和内容

2015年7月—2017年3月先后参加骨外科住院医师规范化培训学员共60人,其中博士学历25人,硕士学历20人,本科学历15人。具体的培训内容根据卫计委颁发的《住院医师规范化培训内容与标准(试行)》制定,在此基础上增加科室特色及关节镜最新技术进展,从而提高培训医师的临床实践能力及基础知识储备。

1.2 系统软硬件配置及基本功能

将服务器技术、计算机数字化多媒体技术、网络技术相结合,具有将关节镜手术的镜下资料和外像同时采集、处理、储存、编辑的功能,实现了医疗和临床教学功能一体化(如图1所示)。系统内设置多种视频处理功能,术中可对手术进行全程录制,术后可对视频和图像文件进行另存、复制、转换、剪切、拼接、刻录等多种处理,有助于提高教学多媒体资料的制备及后期教学授课质量。

图1 骨科关节镜影像临床教学系统架构图

1.2.1 系统软硬件配置该系统软硬件配置包括:系统服务器、计算机操作系统、打印机及刻录机等。通过网络及光纤等有线及无线模式将服务器与终端计算机相连,形成链式网络模式,一台服务器可与多台计算机相连,提供相应的数据传输存储及调用等服务,具体包括图像采集及编辑、视频的录制及编辑、数据统计传输及查询等。服务器为高端的机架式,产品结构包括16核CPU Intel Xeon E7-4850 v4,主频2.10GHz,硬盘容量40TB,最大内存6TB,不间断电源2个、操作系统采用Windows Server 2012R2。终端计算机为高级商务电脑:CPU i7 7700、混合硬盘(SSD＋7 200转HDD)2TB＋512G、内存32 GB、DVD刻录光驱、性能级独立显卡、显存容量4GB、操作系统为Windows 10。数字高清全动态视频捕捉卡采用DVI、SDI信号源,影像分辨率可达1 920×1 080P,使得整体系统具有良好的数据保存容量及最佳的视频捕获能力。

1.2.2 系统基本功能首先通过全景摄像机、术中外像摄像机以及关节镜视频采集系统全面采集手术的视频信号,统一汇总到系统服务器,通过分配器进行链式分配。终端有医用高清显示器,用于实时手术监控;关节镜计算机形成动态数字视频画面,并且可以实时对视频进行包括亮度、对比度、色彩饱和度等方面进行调整。可截取和储存单帧关节镜彩色图像,亦可以24帧的速度进行动态图像记录,形成的文件可上传存储于服务器,可同时通过网络传输到医院及远程教学场所,实现同步的临床教学。关节镜手术的视频及术中照片可进一步编辑,用于视频及教学幻灯的制作。可随时进行查询和调出,进行数据统计及分析,便于学术论文的撰写和学术交流。

1.3 教学实施过程

按学历程度,将培训学员分层后随机分为实验组及对照组。学员观摩手术后,实验组通过骨科关节镜影像临床教学系统进行术后手术视频回放和讲解。讲解过程中,教员通过镜下视频对解剖特点、病理表现及分级、处置原则及方法进行讲解,通过外像对手术入路与操作进行介绍,利用两种模式的结合,使学员迅速掌握疾病的病理形态与处置原则以及手术操作基本原则与要领。在此过程中保持随时提问、随时讲解的互动教学方式。对照组通过传统关节镜手术术中采集图片进行授课,教学内容与实验组相同。教学由同一级别和资历的高级职称临床医师组织,每周2次授课,每次3课时,共1个月。

1.4 考核和评价方法

培训完成后,对学员行理论知识及实践技能考核。理论知识考试题型为客观及主观题,各占50分。实践技能考核分为实际操作及临床病例汇报分析,各占50分。出题难度及相关标准参照国家执业医师资格考试。理论知识考核的同时,发放调查问卷,对学习兴趣、学习主动性、知识接受程度及教学生动性等方面进行评价,每个方面分为:很好、比较好、好、一般、比较差、很差6个层次,按照5～0分,分别评分,总体评价学员对骨科关节镜影像临床教学模式的认知[5]。

1.5 统计分析

2 结果

2.1 两组学员理论知识及技能考核成绩

实验组理论考核、技能考核成绩均高于对照组,差异具有统计学意义(P＜0.001),如表1所示。

2.2 教学满意度调查结果

实验组学生在兴趣、主动性、知识接受程度、教学生动性等方面评分均优于对照组,差异均有统计学意义(P＜0.01),如表2所示。

表1 两组学员考核成绩比较 (±s)

表1 两组学员考核成绩比较 (±s)

组 别 客观题 主观题 病例分析 实践操作实 验 组 (n＝30) (43.10±2.50) (43.67±2.75) (43.63±2.46) (43.57±2.90)对 照 组 (n＝30) (40.97±3.21) (40.43±2.50) (39.80±2.88) (39.70±3.28)P值 0.006 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表2 两组学员教学满意度问卷调查的结果比较 (±s)

表2 两组学员教学满意度问卷调查的结果比较 (±s)

组 别 兴趣 主动性 知识接受程度 教学生动性实 验 组 (n＝30) (4.47±0.53) (4.41±0.65) (4.36±0.68) (4.61±0.52)对 照 组 (n＝30) (4.13±0.60) (4.11±0.63) (4.01±0.64) (3.66±0.63)P值 ＜0.01 0.009 ＜0.01 ＜0.01

3 讨论

3.1 骨科关节镜影像临床教学系统的特点

该系统采用当前国际上较为先进的计算机芯片、图像捕捉、图形处理、资料保存与共享等方面的技术,功能更加全面和强大,相较于同类系统具有适用面广、关节镜资料采集详细、图像及视频清晰度高、数据存储和共享形式丰富、可本地及远程直播等特点与优势;经过十余年的不断丰富与升级,该系统大大提高了临床工作效率,有效促进了科研工作的开展。目前,该系统已在数十所医院得以普及。

关于关节镜图像资料的采集与教学,国内鲜有研究。1998年滕学仁等首次报道了将计算机多媒体技术应用于膝关节镜电视影像资料处理的做法和经验[6]。此后,蒋垚等[7]和王明宇等[8]介绍了关节镜图像资料系统的建立与应用。上述研究促进了关节镜图像资料的处理和应用,但其向教学功能的拓展性和应用方面还有一定的局限性[9]。该研究结果显示,实验组通过骨科关节镜影像临床教学系统进行术后手术视频回放和讲解,教学中教师可灵活运用关节镜下和外像手术录像,由内到外,由表及里,形象生动,系统、全面地就疾病的解剖特点、病理表现及分级、处置原则、手术入路与基本操作进行系统地教授,从而使学员能够迅速掌握理论知识和操作原理与技巧。通过考核成绩和问卷调查结果,可见该系统的应用可显著提高教学成绩和学员对教学的满意度,使得教学水平、教学效果和教学影响力得到了整体提升。

3.2 住院医师规范化培训教学的特点

住院医师规范化培训是提高我国医师医疗水平的一项重要措施,教学的起点要求高、专业性强,需要深入理解并认知疾病的诊疗特点,扎实地掌握具体的治疗措施,有助于全面、准确地评价患者及疾病本身,以达到最佳的诊治水平[10]。对于住院医师规范化培训教学而言,实用性最为关键,主要体现在对疾病的诊断和鉴别诊断,以及治疗措施和手术技能的培训,同时要培养学员临床思维能力,在错综复杂的病例资料当中去伪存真,把握诊断要点,掌握鉴别特点[11-12]。治疗措施仅仅停留在提纲挈领的条条框框是不够的,需要更为详细的治疗方案,以便更为有效地应用到临床诊疗过程当中[13]。参加规培的医师已经具备一定的临床基础知识及相关临床技能,但由于规培学习内容多,时间紧迫,这决定了住院医师规范化培训的教学需要具有高效性、专业型和实用性的特点,要能够在有限的时间内,使学员尽可能全面掌握基本知识,提高临床操作技能[14]。而采用传统关节镜图片进行教学,所需时间长,不能满足要求。由于学生都具备基本理论知识,按部就班的理论讲座式教学亦无必要,而骨科关节镜影像临床教学系统的应用将理论知识和操作技能有机结合,大大提高了授课的信息量和效率,易于被学生接受[15]。

总之,骨科关节镜影像临床教学系统在实践应用中取得了良好的效果,为提高骨科运动医学住院医师规培教学提供了一种新的思路。下一步,将深入挖掘系统功能,将手术本地直播、远程直播、教学多媒体资料制作等相结合,进一步丰富教学模式与内容。