二、教学平台的组织架构

从宏观上来说,教学平台建设可分为软件平台建设和硬件平台建设,软件平台包括管理制度、师资队伍、教学内容、模式与方法、教材/专著编写等,硬件平台主要包括教学场地、教学设备。软件平台的建设是学科内在核心教学实力的体现,需要长期的积累和沉淀,硬件平台的建设是学科教学生存发展的必备条件,两者相辅相成,共同推动学科教学水平的不断提高。具体组织架构见图1-3-3-1。

图1-3-3-1 教学平台组织架构图
(一)软件平台建设

软件平台建设是教学平台建设的核心和软实力,是统筹教学平台建设、彰显学科学术实力、传承科室文化底蕴的重要媒介。软件平台建设形式主要包括教学的管理制度、师资队伍、教学内容、模式与方法、教材/专著编写等方面,其中教学的组织管理是软件平台建设的基础,好的组织管理制度会提高学科教学团队的凝聚力,而松散的组织管理制度必定会导致教学的懈怠,影响科室形象及人才培养的良好传承。一个好的软件平台需要各方面协调发展,制度服务于教学,师资力量引领教学,依靠科学的教学方法和先进的教学内容培养新生代力量,不断扩大学科影响力。

1.管理制度

科学合理的教学组织管理是取得良好教学效果的先行条件。首先学科的组织管理要服从各院的医教科或训练科(处)制定的各种管理规定,同时根据本学科的实际情况和特色专长,制定本学科的教学相关管理规定。推荐建立三大管理制度,包括组织管理制度、教学目标管理制度、考核及监督制度(详见后述)。科主任为科室教学第一负责人,对所有教学制度和教学安排负总责,并任命科室教学主管及教学秘书,负责落实教学制度、安排、规划等,保证教学活动正常进行。

制定合理的教学管理与监督制度是保障教学活动顺利实施的必备举措。制度的制定应合情合理,体现因材施教。对专业型的学生、以学习掌握技术为主,制定专业技术掌握程度的定量评价标准、临床准入标准及考核制度;对于科研型的学生应着重科研成果产出的考量,如发表的论文、获得的专利等。在教学管理中应重视良好医德风尚的建立,并将其作为考核内容之一列入考核制度内。

2.师资队伍

师资队伍建设是教学平台建设的基础,德才兼备的优秀师资队伍是成熟教学平台的基本条件和决定教学平台高度的要素。不同的教学平台视其大小包括研究生导师,进修生、实习生、轮转生及规培生指导教师。硕士研究生及博士研究生导师各站点均有相关的准入规定。进修生、实习生、轮转生、规培生师资队伍由具有带教能力和经验的主治以上职称临床医师组成,其数量应当能够满足教学培训要求。硕士研究生由副教授以上职称老师带教指导,博士研究生则由教授直接指导。

合格的指导教师应具备以下基本条件:①政治合格,无医疗缺陷及医德医风问题;②热心教学工作,能够毫无保留地传授知识,知无不言、言无不尽,有甘为人梯的无私精神和突出的执教能力;③具备扎实的基础理论、丰富的临床经验和一定的科研能力,能够自觉更新专业知识。具有中级以上专业技术职务,从事本专业工作有一定的时长(要求主治医师资格3年以上),能够按照教学培训内容与标准的工作流程要求实施培训工作。指导教师履职期间可由受教对象问卷调查评价其执教能力和履职情况,并建立相应的奖惩制度。

3.教学内容

介入超声医学是一门专业性强、技术发展迅速、临床涉及面广泛的临床医学学科。其教学管理除了不同层次教学的公共要求和实施方法外,还具有本学科的专业特殊性。教学内容应涵盖针对各个层次受教对象需求的理论与操作,包括超声医学和介入超声的基础理论及基本技术、介入超声的临床应用及其价值、介入超声临床技术发展中的新理论、新知识、新技术和新方法;常用临床急救措施、常见急诊病的诊断与处理、介入可能并发症的识别与处理;临床常见病诊断与处理,超声影像以外其他医学影像解读,也包括保持和提高介入超声医务人员高尚职业道德的医德教育。

4.教学模式

教学模式宜多样化,理论授课与实践操作并举,分层教学、因材施教。研究生由导师负责,根据其学位不同(科学学位与专业学位)分别侧重培养学生的科研能力和临床能力,培养与监管其科研诚信道德。对于没有超声基础知识的学员,侧重超声医学入门知识如仪器操作、超声成像基本原理、超声影像解剖结构辨识、各脏器常见病变的诊断及介入超声基本操作方法的规范教学;对于超声医生,以培训其介入操作动手能力和临床常见问题处理为主;对于初涉介入超声领域的学员,培养总体上以理论授课为先导,观摩手术操作为引导,仿真人体模等教学辅助设施培训穿刺操作练手,体验初步的介入操作感觉,最后进入临床实际带教操作,并经过临床操作准入合格后进入基本介入操作。对于高年资、有一定的介入超声操作经验的医生,以疑难病例诊断、治疗操作技术要点和技巧、常见及少见严重并发症识别与处理、介入超声相关临床疾病诊断与处理为主;对于前来进修的科室骨干,除介入超声技术培训而外,兼顾学科建设的原则及管理、科研能力提升、科研成果产出等教学内容,以培养介入超声管理型人才。

5.教学方法

采取科室有计划培养与个人自我教育相结合的方式:对具备基本师资条件的人员敦促其按照导师资格要求自我教育、培养,包括业务、科研、教学能力的提高,使之满足导师资格要求;科室提供条件,选派定期外出国内外进修、参加短期学习班及国内外新技术、新进展等前沿会议,以不断提高其理论与实践技能水平;赋予科研任务与责任,提升其科研能力;安排其参加教学任务和国内各级学习班授课,提升教学素养和能力。

对不同层次受教对象,既注重教学内容的先进性、针对性和实用性,重视教学对象创新能力的培养,也要兼顾基础理论和知识的传授,根据学科发展的技术需求和教学对象的学习诉求,开展多种形式的继续医学教育活动。教学形式包括讲座、病例讨论、学习班、实验模拟、实践操作、介入病房管理、教学查房、参与科研计划、论文书写等。同时,自学也是医学教育的重要形式之一。受教者根据明确的培训目标,制订自学计划并提交指定的指导教师监督计划落实。表1-3-3-1为解放军总医院介入超声科年度教学计划,针对不同培养对象针对性制定教学内容,教学模式多样化,满足不同层次受教对象的教学需求。

表1-3-3-1 解放军总医院介入超声科年度教学计划
6.教材/专著编写

教材/专著编写是软件平台的重要组成内容,是学科教学平台的成果产出和展现影响力的重要形式。《国际教育百科全书》对于教科书的作用做了如下总结:“作为思想或感情最佳典范的载体,作为史料继往开来、推陈出新,作为概念或程序的权威,作为举一反三、激发学生的思维和感受或引导学生去探索的推动力”[31]。学术专著撰写是系统化总结、学习和再次创作的过程,是传播学术思想、保存重大科研成果、指导科研工作的最有力工具[32]。教材/专著编写是学科平台建设的历史沉淀和实力体现,应该积极参与或主持教材/专著编写。解放军总医院介入超声团队近30年来相继主编出版介入超声专著8部,包括1990年董宝玮教授出版的我国第一部介入超声基础教材《临床介入性超声学》[33],2003年出版的我国第一部消融专项教材《超声引导微波凝固治疗肝癌》[34],2006年主编《超声妇产科疑难病例解析》[35],2010年主编《超声医师培训丛书—妇产科超声》[36],2013年参编Springer出版社英文教学专著Image-guided Cancer Therapy[37],2015年科室受Springer出版社之邀主编英文教学专著Microwave Ablation Treatment of Solid Tumors[38],2017年参与主编专著《中华介入超声学》[39],2018年主编《超声E成像临床应用指南》[40];主编出版教学光盘4张:“超声引导下肿瘤热消融治疗术”“超声引导置管术”“超声引导囊肿穿刺抽液硬化治疗术”“超声引导穿刺活检术”。上述教材对推动我国介入超声的规范化、传播新技术和提升我国介入超声的国际影响力都起到了积极的推动作用。总体而言,一个快速发展的学科规范的教材需要每5~10年更新一次新技术和新知识,并经权威专家团队和出版社打造,才能把规范、前沿和科学的知识传授给学员。此外,解放军总医院介入超声科编写国家级介入超声继续教育教材15部,国家级肿瘤消融学习班教材6版,对国内外超声介入领域的发展产生了深远的影响,也由此奠定了解放军总医院介入超声科的领军地位。

通过规范化的教学内容、科学的教学模式和方法,编写规范严谨的教材,配备优秀的师资队伍和先进的教学设备,进而搭建起精品教学平台,吸引研究生、进修生前来学习,培养出越来越多的高素质专业人才,留为己用或为全国各地输送介入超声专科人才,形成良性循环,不断壮大介入超声人才队伍、提高综合素质。以解放军总医院介入超声科为例,近5年我们培养的学生数量快速增长(表1-3-3-2),95%的研究生被全国各地三甲医院接收,其中20%担任了科主任,63%成为科室介入骨干;95%以上的进修生通过学习回到单位开展了介入超声工作,甚至20%左右的进修生发表了SCI文章并申请了课题,真正做到学以致用。依托解放军总医院介入超声科的教学平台,培养了大量优秀的介入超声专科人才,为介入超声事业的发展壮大作出重要贡献,也逐渐形成了解放军总医院介入超声科的学术品牌效应,使得总医院介入超声科成为介入超声领域的“黄埔军校”。

表1-3-3-2 解放军总医院介入超声科近5年学习班培训人数及接纳进修人员数量表
(二)硬件平台建设

介入超声是以实践为主的学科,对动手能力具有较高的要求,所以教学方式除理论授课外,更重要的是实践练习和操作演示。教学过程的实施需要有教学空间和基本的教学辅助设施。

1.教学空间

是教学实施的场地,基本空间单元至少分为三个部分:理论授课教室、模拟操作训练室和介入操作实时观摩室。理论授课教室要求面积大于50m2,至少容纳50人听课学习,应配备先进的教学PPT播放系统和投影系统。模拟操作训练室要求面积宜大于20m2,可容纳3~5名学员同时操作训练并有教员现场指导,模拟操作培训室可以与技能操作考核室共用。介入操作实时观摩室在长期学习进修学员数保持在大于15人的科室是必备的,观摩室的面积大于30m2,虽然介入操作手术室也可作为现场观摩示教的场地,但由于介入手术室对于感染控制的要求,不应同时容纳较多的观摩者,一个手术间观摩人数大于5名时应通过介入手术观摩室进行示教。

2.辅助教学硬件设施

包括介入手术观摩系统和介入手术模拟训练系统,具体配备建议如图1-3-3-2所示。前者用于介入操作手术演示,原则上应具备双画面音频视频同步转播,一个画面转播超声图像,一个画面转播术者实际操作,后者用于介入手术操作模拟训练,可以是体模或者模拟仿真三维训练系统,以满足初学者进行超声引导穿刺和消融等不宜在患者身上进行练习操作的技术培训和高级别医生对困难病例介入操作及科研新技术应用练习。

图1-3-3-2 介入超声教学辅助硬件设施配备内容
(1)介入手术远程实时观摩系统:

介入手术室设置示教终端、无线麦克、全向麦克、高清摄像机、超声视频输出设备等;示教室配置示教终端、全向麦克、音箱、显示屏等设备;机房配置管理控制单元、录播服务器、示教网络管理交换机等设备[41]。同步录制手术现场视频、音频和超声仪动态屏幕内容,将手术室的超声图像和手术现场视频以及术者讲解的音频信号通过局域网实时直播至示教室;示教室的音频信号同时反馈到术者,实现实时教学互动;视音频也可以以单播或组播方式实时网络直播,用户可通过网页或APP终端登录,通过接受直播视音频进行观摩;用户在观看直播的同时可以与术者及其他观看直播的用户进行文字交流[42]

(2)仿人体解剖结构超声多模穿刺体模:

仿人体模类型有仿人体解剖结构超声体模和仿病变回声特征体模两种。仿人体模可模仿人体的解剖结构,如皮肤、筋膜、肌肉、肋骨、脏器结构、管道、不同回声的和大小的病灶等。仿人体模型见图1-3-3-3。仿人体模型用于基本的超声扫查手法和介入穿刺手法及准确性练习[43,44]

图1-3-3-3 仿人体解剖结构超声体模
A.仿人体解剖结构超声体模外形;B.仿人体解剖结构体模超声影像;C.仿病变回声特征超声体模;D.仿病变回声特征体模超声影像
(3)三维可视化手术方案规划教学演示和培训系统:

三维可视化手术方案规划教学演示和培训系统的软硬件包括三维可视化消融手术方案规划教学软件及高性能图形图像工作站,提供以下的教学和练习:①人机交互操作教学和使用;②脏器、病灶、管道系统的手动和自动分割;③三维距离、体积等测量;④辅助规划穿刺进针路径;⑤辅助规划消融组合热场覆盖靶病灶;⑥辅助术前、术后消融区分割及消融范围评估。

(4)多模态穿刺导航演示和穿刺培训系统:

系统软硬件包括提供动态DICOM超声影像的超声仪、高精度磁场、磁定位控制器、磁定位传感器、磁定位穿刺针、仿真穿刺模型、仿真呼吸模型、6自由度穿刺机器人和多模态穿刺导航教学和培训软件。多模态穿刺导航教学系统如图1-3-3-4所示。其主要功能是辅助以下各项的教学和练习:体模、离体及活体穿刺;多模态影像配准;磁定位系统与影像系统坐标空间配准;多模态影像导航穿刺;模拟呼吸运动下穿刺;机器人辅助穿刺。

图1-3-3-4 多模态穿刺导航教学系统示意图
A.机器人辅助穿刺教学;B.模拟穿刺系统;C.多模态融合消融模拟教学;D.多模态融合模拟穿刺教学
(5)消融治疗方案模拟规划和术中测温培训系统:

系统软硬件包括微波消融仪、测温数据采集仪,三维消融规划教学软件。主要用于肝肾组织微波消融仿体备制教学;仿体、离体、活体消融教学与练习;消融辅助测温教学与练习;辅助微波消融方案规划教学与练习。

(6)虚拟现实仿真教学系统:

虚拟现实教学系统(图1-3-3-5)主要由人体器官建模、器官模型加工、三维交互和制作合成四个技术模块构成。分别采用Poser、3DS Max、Virtools、Dreamwaver和Firework软件来实现。该系统具有5个基本特性和功能:①现实性:能够精确地描述病变器官的形状、位置及变形情况;②实时性:能够实时处理相关数据并形象直观显示结果;③精确性:精确描述器官内部和外部结构;④操作性:能够模拟针刀诸如进针、剪、切、割等操作;⑤感觉性:能够向操作者反馈某些感官信息,如视觉反馈、力反馈和触觉反馈等。

图1-3-3-5 虚拟仿真现实教学系统
A.基于视觉和触觉反馈的虚拟现实技术;B~D.轴状位、矢状位和冠状位不同穿刺路径图像增强现实效果

该系统创建一个虚拟手术环境和虚拟患者,将手术过程中的重点内容准确、实时、直观地表现出来。使学习者能够通过监视器里的手术场景,操作位于患者体外的手术器械,在触觉反馈信息被削弱的情况下,顺利地完成患者体内封闭空间中的手术操作。使操作者在虚拟环境中进行手术训练,学习手术技巧,并对训练者的手术能力做出评价。学习者可自由地选择观察角度,同时系统能够展现出实时的信息提示,为学习者提供良好的虚拟教学环境。