陈竞萌，余 丹，刘延丽，薛茂强

（厦门大学 医学院 临床技能中心，福建 厦门 361102）

外科手术学是外科学的重要组成部分，是基础课程向临床课程过渡的桥梁，是临床外科的基础[1]。由于医学学科的特殊性以及伦理要求，医学生无法直接在患者身上进行手术练习[2]，使得外科手术学成为学生最难掌握的实验课程之一。为解决此问题，很多医学院校引入实验动物开展外科手术实验教学。这类手术涉及无菌技术、麻醉、切开、分离、结扎、止血、缝合等一系列操作，能够起到培养医学生基本手术实践能力的作用[3]。外科动物手术作为联接理论与临床实践的桥梁性实验内容，是外科教学的重要环节[4]。学生通过动物模拟手术操作，能够进一步深化对外科学理论的消化与吸收，提高其专业技能，为后期从事临床工作奠定良好的基础[5]。因此，在医学人才成长过程中，外科动物手术教学对临床思维能力的培养、人文伦理素养的提升、手术整体意识的增强及外科手术技能的锤炼均具有十分重要的意义[6-7]。

传统的外科动物手术实验教学是教师作手术示范时，学生围着教师看操作演示。随着20 世纪末我国大规模的医学扩招，医学院校学生人数快速增加，教学任务加重，对传统临床实践教学方式提出了挑战[8-9]。由于医学实训条件有限，许多手术细节学生看不清楚，部分学生没有机会动手进行外科手术练习。此外，学生不懂的部分又不能反复在活体动物上演示，在很大程度上影响了教学效果，阻碍了学生临床操作技能和动手能力的提高。医学是一门实践性极强的科学，临床技能训练是医学教育过程中的重要环节，没有足够的训练，学生难以成为合格的临床医师[10]。由于外科手术实验需要特定的手术器械、专门的实验动物和专业的操作环境，课下学生难以复制这些教学条件，因此课上充足的时间和练习机会是至关重要的。如何让学生更好地理解手术全过程，掌握手术的基本操作手法和技术要领，保证课上教学质量一直困扰着医学教学工作者。

为解决上述问题，我校临床技能中心（以下简称“中心”）引入DSS（digital surveillance system）数字监控传输系统，改善模拟手术室建筑布局，开展外科手术实验教学，取得了良好效果。

1 DSS 数字监控传输系统

DSS 数字监控传输系统，可对摄像头、硬盘录像机、存储服务器等多种监控设备进行实时调度、控制。该系统的存储、转发、接入量这三个关键指标非常稳定，操作界面设计人性化，系统使用简捷、实用性强。系统安装完毕后，运行桌面上的DSSClient 程序，点击中心服务器，输入服务器IP 地址，再输入账号密码进行登录。

DSS 系统具备实时预览、录像回放、视频上墙、语音对讲等功能。学生通过根节点编码器选择摄像头，观看全景及近景。学生在观看教师操作过程中，可通过鼠标右键选取相应功能进行个性化调整，如就某些手术动作进行抓图，便于后期与教师进行交流。还可根据需要调节清晰度，选择主码流或辅码流，确定实时优先或流畅优先，调节画面画质，包括亮度、对比度、饱和度、色调等。在示教过程中打开音频，在答疑讨论过程中打开对讲进行交流互动；在示教过程中随时进行录像，便于课后反复学习。进入云台，可对摄像头进行角度、变倍、白平衡、曝光、光圈、聚焦等调整，以便获得更清晰的图像效果。录像回放是学生练习过程中的强化学习手段，使学生对某些难点步骤加深印象。答疑互动过程中选择正确的或错误的学生摄像头进行视频上墙和语音对讲，可以直观、及时地反馈学生的操作，保证教学效果。

DSS 系统可解决众多学生拥挤在一起观看示范教学的问题，将课堂的物理范围扩大，示教空间独立设置，实时传输视频，保证学生获得同等的学习条件，便于每组学生模仿示教教师的团队配合及精细手术动作。

2 DSS 系统在外科手术实验教学中的应用

2.1 建筑布局及设备配置

模拟手术室尽量按照临床实际的手术环境构建。为了保证教学效果，结合DSS 实时监控传输系统的教学优势，中心在考察了多家医院的手术环境后，建立了基于DSS 系统的外科手术实验教学平台，包括更衣室、刷手区、麻醉室、消毒间、手术室等区域。空间布局仿照医院设计，以提升模拟教学效果，模拟手术室空间布局如图1 所示，三维立体图见图2。模拟手术室内增加了设备储放间及监控室，便于课中实验技术人员维护传输系统。同时，为了保证手术室的无菌性，上课期间，实验动物从缓冲间进入麻醉室和消毒间，进行麻醉消毒后再进入手术间。手术后的污物处理走专用的污物通道，手术室的门采用脚触式感应门，便于直接进入。“三区两通道”的设计符合临床实际，增强了学生的无菌概念。手术室安装层流空气过滤消毒设施，采用方向向下的空气层流设计，可使实验动物备皮时产生的毛发不飘散到空气中。

中心引入了真实的手术设备，如手术床、无影灯、麻醉机、中控台等标准手术单元。模拟手术室共配备13 个标准手术单元，其中1 个为示教手术单元，将其独立设置在一个房间，避免教师示教时受到干扰，称为独立手术室（见图3），其余12 个手术单元共同放置于大手术室（见图4）。每个手术单元配有医气终端、1 台台式一体式计算机、1 个可升降和移动的设备平台、1 个影像看片箱、1 张手术床、2 个无影灯、1 个器械柜。同时，每个手术单元配有2 个超高清摄像头，1 个用于全景监控，另1 个安装在无影灯中，确保精细手术动作的摄录。所有计算机通过DSS 系统进行联接，保证统一教学。

图3 独立手术室

图4 大手术室

2.2 DSS 系统功能的实现

2.2.1 教师示教

外科手术示教分术前、术中、术后三部分，学生除了关注术中操作技能外，还能学习术前准备和术后处理，同时还能培养手术过程中学生的团队协作能力。教师示教时，将12 组学生手术单元的DSS 监控视窗同时开启2 个，1 个为全景监控，另1 个为手术区域精细监控。在全景监控视窗，学生可以清晰地看到教师示教术前准备分工以及术后处理环节。

（1）术前。教师通过IP 对讲器向学生讲解本次手术的目的、内容以及注意事项，分配手术角色（主刀、一助、二助、麻醉师、巡回护士、洗手护士）。之后，让学生观看教师的术前准备，包括备皮、麻醉、手术器械开包、消毒、铺巾、穿手术衣、戴无菌手套等。学生此时按照5~6 人一组在大手术区各自的手术单元就位。通过DSS 系统全景监控，观看术前准备，选择主码流、流畅优先，调整画质亮度，调节云台摄像头角度、变倍、光圈、聚焦等，开启音频，开始录像。实验技术人员在监控区同时开启 13 个手术单元的DSS 视窗，以便发现问题及时处理。

（2）术中。教师示教手术过程及注意事项，学生在自己的手术单元观看DSS 系统监控，监控为实时图像传输，教师佩戴头麦，边演示边讲解，学生可实时观看手术教学（见图5）。此时学生选取手术区域精细监控画面，选择主码流、实时优先，提高画质亮度和饱和度，调节云台角度，扩大光圈面积，通过鼠标自行调整视窗大小。对于有疑问的地方随时进行抓图标记，待教师示教结束后进行提问。DSS 系统位于无影灯中的摄像头，分辨率非常高，教师在手术过程中的结扎、止血、缝合、打结等精细动作能得到清晰地摄录。

图5 学生观看教师手术示教实景

（3）术后。教师将对实验动物进行处理，清点器械，脱除无菌手套、无菌手术衣等，此时再将DSS 系统调整为全景监控，选取主码流、流畅优先，调整画质亮度，结束录像，开启对讲。

2.2.2 学生操作

（1）术前。每班学生按5~6 人自行分组，并选出组长，根据手术内容确定角色，如主刀、一助、二助、麻醉师、巡回护士和洗手护士，在后面的动物实验中进行角色轮换，使每名学生都有亲自动手的机会。学生术前需检查每组的手术物品，包括手术器械、敷料、无菌巾、消毒液、备皮包、静脉输液物品等。在对实验动物进行麻醉和备皮后，学生须按照无菌操作的原则进行刷手、穿手术衣。由于这两项内容是之前学习过的内容，为保证学生操作的准确性，利用每组的计算机，统一播放刷手和穿脱手术衣的视频，学生可以依照视频反复强化技能，加深记忆，避免了所有学生拥挤在一起观看视频或不看视频仅凭自己的记忆进行错误操作的情况出现。视频播放完毕，学生统一刷手、穿手术衣，此时教师通过DSS 系统查看12 组学生的动作，如发现有违反无菌操作原则的动作，及时通过IP 对讲器提醒学生。DSS 监控系统使学生可以分散在各组进行操作，不必拥挤在一起，保证了无菌性和动作的规范性。

（2）术中。学生进行手术操作时，1 名教师选取12 组学生区域的DSS 图像，在学生操作过程中及时标记每组的问题，进行记录，其余教师进行巡回指导。在巡回指导过程中若发现某组学生的某个动作做得非常好或出现典型错误时，则通过视频上墙和语音对讲功能，指导学生掌握正确动作，规避错误手法。

（3）术后。教师对DSS 监控系统发现的问题进行总结，对每组学生进行反馈，便于学生知晓自己的问题，下次课可以有针对性地改进。同时，教师将录制的视频发给学生，使学生在课后能够反复学习观看手术内容。在DSS 监控系统的辅助下，教师可以示教整个手术流程，真实模拟临床实际，学生不仅可以学到细微的手术动作，还可以观摩手术者之间的配合，有助于提高学生的团队协作能力，强化手术操作技能。

3 基于DSS 系统的外科手术实验教学平台的优势及实践效果

新技术手段在模拟教学中的运用为学生提供了一个宽松、清晰、标准的学习环境，为接轨临床实践提供了契机。相对于传统拥挤的示教环境，使用DSS 系统进行外科手术实验教学的优势明显。

（1）良好的演示效果。基于DSS 系统的外科手术实验教学平台最大的优点是具备清晰的演示和实时传输能力，高分辨的摄像头使精细动作能在学生眼前得到清晰地呈现，学生无须担心站在后排看不清楚示教，每名学生可获得同等的教学资源。视像的实时传输、教师的及时讲解、个性化的视窗调节有利于学生掌握精细的手术动作，为进入临床实践打下良好基础。

（2）界面简洁、操作简单。基于DSS 系统的外科手术实验教学平台在完善建筑布局及设备配备的基础上，操作非常简便，不需要提前培训，学生就可以应用自如。

（3）提高反馈互动效率。在传统的示教过程中，教师无法对学生的某些操作手法进行统一点评，学生也不能观看到其他学生的操作，不利于取长补短。基于DSS 系统的手术示教使学生之间互相学习成为可能，同时提升了教师的答疑效率，增加了反馈互动机会。

目前，中心基于DSS 系统的外科手术实验教学平台已连续运行6 年，学生反馈良好。在学生反馈中，“合理运用现代化手段”一项，选择“非常好”的比例为100%。在教学反馈访谈中，学生普遍认为基于DSS 系统的模拟手术室提高了实验教学效率，使学生有更多的动手机会，增强了临床实践信心；临床指导教师认为该教学方式能够提高学生的学习兴趣，增强团队协作能力，增加手术操作技能的练习机会，有效提高了学习效率和教学效果。

4 结语

基于DSS 系统的外科手术实验教学平台的建立，改善了外科手术实践的条件，基本解决了众多学生拥挤在一起观看示教的问题，增加了学生的实践机会，缓解了教学资源不足的困境。此外，DSS 数字监控传输系统使远距离统一教学成为可能，使每名学生都可以看到高清的手术操作及团队配合，有效提高了外科手术实验教学效果。