基于多系統(tǒng)融合的超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)的初步設(shè)計(jì)與應(yīng)用

俞飛虹　王劍翔　葉新華　王慧　張琰琰

摘要：探討一種基于多系統(tǒng)融合的超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)將音頻信號(hào)、視頻信號(hào)及攝像三種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)行高效率的采集編碼，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程直播，并同步實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別生成字幕。我們?cè)陂_發(fā)超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)的同時(shí)，利用其優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化教學(xué)及遠(yuǎn)程的“會(huì)診”作用，取得了很好的實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞：超聲醫(yī)學(xué);遠(yuǎn)程教學(xué);多系統(tǒng)融合

中圖分類號(hào)：G642.0???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）13-0060-03

隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)和信息技術(shù)手段日益發(fā)展和成熟，遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育對(duì)醫(yī)療水平的提升作用日益顯著，特別是在遠(yuǎn)程超聲影像教學(xué)方面[1]。超聲遠(yuǎn)程教學(xué)主要利用現(xiàn)代通訊信息技術(shù)手段將超聲影像醫(yī)學(xué)圖像資料轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，并加以存儲(chǔ)、管理、處理及傳輸，使圖像資料得以有效管理和充分利用，在為醫(yī)療服務(wù)的同時(shí)，也為教學(xué)提供了先進(jìn)的手段，可以對(duì)醫(yī)學(xué)生、住院醫(yī)師規(guī)培生及醫(yī)學(xué)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程的、非現(xiàn)場(chǎng)的醫(yī)學(xué)教育，從而可以在現(xiàn)有師資儲(chǔ)備下，取得良好的教學(xué)效果，這也是目前醫(yī)院教學(xué)改革的研究熱點(diǎn)。

一、系統(tǒng)介紹

（一）系統(tǒng)環(huán)境

（二）平臺(tái)框架

隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬和軟件水平的不斷提高，其高速同步在線的能力已經(jīng)能夠滿足在線教學(xué)工作的需要，主要是將各個(gè)超聲診斷室的機(jī)器與輸入端接通，輸出端為學(xué)習(xí)室教學(xué)端電腦、筆記本或手機(jī)，該系統(tǒng)可將多診室實(shí)時(shí)超聲畫面同時(shí)接入輸出端備選。實(shí)施遠(yuǎn)程教學(xué)任務(wù)時(shí)，由帶教教師控制輸出端設(shè)備，選擇接入不同診室超聲實(shí)時(shí)畫面以適應(yīng)教學(xué)需要，同時(shí)進(jìn)行教學(xué)講解及答疑。

（三）平臺(tái)功能

超聲診斷遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮現(xiàn)有設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀況和系統(tǒng)以及將來的擴(kuò)展能力，采用高清/超清編碼器將視頻實(shí)時(shí)編碼，將音頻信號(hào)、視頻信號(hào)及攝像三種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)行高效率的采集編碼，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程直播，同步實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別，生成字幕講解與視頻同時(shí)播放，并能實(shí)時(shí)將信號(hào)定時(shí)自動(dòng)錄制保存，供以后點(diǎn)播再學(xué)習(xí)使用。

二、超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)特色與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

首先超聲遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)具有便捷、高效性。目前三甲醫(yī)院醫(yī)生各種帶教任務(wù)繁重，特別是自從住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)制度開展以來，住院醫(yī)師規(guī)范化學(xué)員的數(shù)量猛增，但一線教師隊(duì)伍人數(shù)并未水漲船高，師生比例嚴(yán)重失調(diào)。繁重瑣碎的教學(xué)任務(wù)讓同時(shí)擔(dān)負(fù)臨床工作的醫(yī)生們?cè)絹碓礁械搅Σ粡男?，?yōu)秀的教師無法頻繁穿梭于各個(gè)教學(xué)場(chǎng)地，無法保證教學(xué)效果。超聲遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)可以通過圖像的處理、網(wǎng)絡(luò)音頻、視頻傳輸、數(shù)碼動(dòng)畫、無紙化測(cè)試等技術(shù)建立一個(gè)可以安排教學(xué)進(jìn)程、完成教學(xué)培訓(xùn)與考核，同時(shí)能與學(xué)生互動(dòng)的教學(xué)平臺(tái)[2]，受教的學(xué)員可以分布于各個(gè)學(xué)習(xí)場(chǎng)所，從而有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，擴(kuò)展了教學(xué)人群，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。

超聲遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性及可回顧性。由于超聲診斷疾病時(shí)強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)、連續(xù)、多切面、多角度、多模式、多參數(shù)動(dòng)態(tài)觀察病變的特征，目前課堂教學(xué)中所用的圖片多是單一靜態(tài)的切面，大多是某些病變的典型切面，學(xué)生只能掌握基礎(chǔ)且明顯的病變表現(xiàn)，但是在臨床實(shí)際檢查中，并不是每種疾病及其超聲表現(xiàn)都是典型的，所以通過超聲遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)教師根據(jù)患者當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，給學(xué)生們展示檢查器官各個(gè)切面、各個(gè)角度的掃查方法，再結(jié)合詢問病史、講解相關(guān)解剖學(xué)及與相似疾病的鑒別診斷，向?qū)W生提供正確的診斷疾病的思路方法，并且教學(xué)課件可在課后反復(fù)播放，學(xué)生可按照自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、興趣選擇所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容和適合自己水平的練習(xí)，并將其內(nèi)容拷貝后復(fù)習(xí)、歸納、總結(jié)。

超聲遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)增加了教與學(xué)之間的互動(dòng)性。目前最常見的超聲實(shí)習(xí)帶教方式是一群實(shí)習(xí)醫(yī)師、進(jìn)修生或住院醫(yī)師規(guī)培生圍在病人旁邊，帶教教師一邊操作一邊講解，然而這種臨床帶教存在諸多不足，例如帶教教師忙于臨床工作缺乏詳細(xì)講解，或時(shí)常出現(xiàn)病人拒絕超聲檢查時(shí)被觀摩教學(xué)而有損醫(yī)患關(guān)系。遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)課堂上的超聲影像可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，教師在診斷講解的同時(shí)，還要隨時(shí)回答學(xué)生可能提出的問題。另外，本教學(xué)系統(tǒng)克服了以往遠(yuǎn)程教學(xué)互動(dòng)中聲音模糊的缺點(diǎn)，錄音采用飛利浦醫(yī)療專用麥克風(fēng)，能夠有效去除環(huán)境噪音和回響，實(shí)現(xiàn)音頻的高清錄制。采用專用語音識(shí)別軟件同步提供字幕，能夠有效記錄醫(yī)生的講解信息并生成字幕隨著視頻同步播放，作為錄音的有效補(bǔ)充。

三、超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用前景

超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)除了常規(guī)應(yīng)用于本科見習(xí)生和實(shí)習(xí)生的帶教實(shí)習(xí)中，也應(yīng)用于科室醫(yī)務(wù)工作者的超聲遠(yuǎn)程教育，醫(yī)師的培養(yǎng)過程也是個(gè)不斷積累經(jīng)驗(yàn)的過程，低年資的醫(yī)師在工作中遇到疑難雜癥時(shí)，需要尋求上級(jí)醫(yī)師的咨詢指導(dǎo)，傳統(tǒng)方式為邀請(qǐng)上級(jí)醫(yī)師親臨指導(dǎo)，但對(duì)于一些超聲診室分散在不同樓層的醫(yī)院來說，這種等待既耽誤時(shí)間又可能延誤病情，這時(shí)超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)可以發(fā)揮院內(nèi)遠(yuǎn)程會(huì)診的作用。主任登錄后可與診室醫(yī)師進(jìn)行實(shí)時(shí)的指導(dǎo)，并提供一個(gè)正確的診斷思路。另外，超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)也用于院外會(huì)診，三甲醫(yī)院可以運(yùn)用該平臺(tái)定期對(duì)下級(jí)醫(yī)院組織遠(yuǎn)程教學(xué)，對(duì)下級(jí)醫(yī)院的醫(yī)師進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)和技術(shù)手法操作的指導(dǎo)。

四、超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)效果

超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)的功能是教師可以突破時(shí)間及空間的限制，隨時(shí)隨地開展教學(xué)活動(dòng)，遠(yuǎn)程分發(fā)教學(xué)任務(wù)[3]。學(xué)生在線實(shí)時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)遇到疑問立刻提出，師生間可以進(jìn)行深度探討，及時(shí)回復(fù)學(xué)生的疑問，學(xué)生還可在課后接收實(shí)訓(xùn)作業(yè)完成并上傳提交，教師可以遠(yuǎn)程審閱及點(diǎn)評(píng)作業(yè)，因此通過依托各個(gè)三甲附屬醫(yī)院PACS平臺(tái)及其軟硬件網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)附屬醫(yī)院的超聲影像信息在高校醫(yī)學(xué)影像教學(xué)中得到共享。我們將超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)在南京醫(yī)科大學(xué)2015級(jí)五年制和2014年七年制的醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)的教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，通過近半年的試用期，我們對(duì)70名學(xué)生進(jìn)行了滿意度調(diào)查，95%的學(xué)生認(rèn)為超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)為超聲醫(yī)學(xué)的實(shí)踐學(xué)習(xí)提供了一種靈活的方式，有助于他們對(duì)超聲理論知識(shí)更好地理解。我們還將超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)運(yùn)用到了對(duì)于下級(jí)醫(yī)院的遠(yuǎn)程會(huì)診中，通過5例疑難超聲病例的會(huì)診，下級(jí)醫(yī)院對(duì)我們的超聲教學(xué)平臺(tái)表示了肯定，能夠及時(shí)對(duì)他們的疑問進(jìn)行解答，開拓了超聲診斷思維，增強(qiáng)了超聲實(shí)踐能力以及上下級(jí)醫(yī)院的深度交流，希望在日后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步使用。另有研究[4]表示，超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)通過采用高效的教學(xué)模式，便捷、靈活的教學(xué)形式，培養(yǎng)出更多可適應(yīng)臨床需求、專業(yè)性強(qiáng)的超聲影像醫(yī)師。

超聲遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)以病例為核心的教學(xué)指導(dǎo)方式，實(shí)現(xiàn)影像教學(xué)資源的共享，還兼容了遠(yuǎn)程指導(dǎo)與同步答疑，既滿足了學(xué)生實(shí)踐課的教學(xué)需求，也提供了一個(gè)有效的遠(yuǎn)程會(huì)診方式。同時(shí)，彌補(bǔ)以往影像人才培養(yǎng)周期長、實(shí)踐知識(shí)少的不足，從而不斷改善教學(xué)質(zhì)量，提高適應(yīng)新時(shí)代的超聲人才核心競爭能力。

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Preliminary Design and Application of Distance Teaching Platform in Ultrasound Medicine Based on the Multi-system Integration

YU Fei-hong，WANG Jian-xiang，YE Xin-hua，WANG Hui，ZHANG Yan-yan

（Department of Ultrasound，The First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University，

Nanjing，Jiangsu 210029，China）

Abstract：To explore a distance teaching platform in ultrasound medicine based on the Multi-system Integration.The platform simultaneously performs high-efficiency acquisition and encoding of audio signals，video signals and camera signals，it realizes remote live and speech recognition.With the development of the platform，we have used the system to carry out ultrasonic distance education to medical students，the staff of our ultrasound department and the ultrasound doctors in other hospitals.It has achieved very good practical results.

Key words：ultrasound imaging;distance teaching;multi-system Integration