产前超声模拟器在超声技能培训中的应用

王 茹，赵 晋，宋爱侠，李 朗，蒲珊珊，毕卫云，杨桂涛*

（1.空军军医大学第一附属医院医务处，西安710032；2.解放军69230 部队医院，新疆乌苏833099）

0 引言

随着医学与社会的发展，提高人口质量成为人类社会的基本共识。产前超声能够高准确率地诊断出胎儿畸形，降低出生后胎儿畸形率[1]，具有准确、便捷、经济、可重复、对胎儿无伤害等优点，广泛应用于临床产前筛查[2]中。然而，产前超声的诊断效能很大程度依赖于操作者的实际技能。虚拟现实技术是一种全新的人机互动教学方法，是在计算机模拟技术的基础上发展起来的[3]。产前超声模拟器（obstetric ultrasound simulator，OUS）的问世大大优化了该学科模拟教学的条件，可持续改善操作者的临床技能，提高诊断准确性，减轻患者的不适，降低训练监督等培训成本，提升超声技能的培训质量，目前已经应用于学员技能培训与能力评估[4]。本文拟全面评估当前OUS 应用的优势和劣势，针对性地提出建设性的策略，从而进一步提高超声技能的培训质量，提升超声医师的诊断水平。

1 OUS 简介

OUS 是根据妇产科临床教学要求，将科学的教学培训方法与临床真实案例相结合，设计出正常机体和异常病例模块相关的教学仪器[5]（如图1 所示）。OUS 重建了真实的母体胎盘和胎儿解剖结构，可以进行一般、常规和系统的产前超声检查。同时，OUS利用增强现实技术在二维超声图像旁边显示三维解剖结构，可存储每次操作所得的图像。目前，OUS 已在美国、德国等医学教育发达国家广泛应用[4]。

图1 OUS 示意图

2 OUS 应用于产前超声技能培训及评估的优势与劣势

2.1 OUS 的应用优势

2.1.1 缩短培训时间，避免伦理失范

传统的产前超声培训及评估是在临床超声检查中进行的，需要带教老师投入大量的时间与精力，影响临床超声诊断的正常运行。特别是在做胎儿畸形筛查时，学员围观会给孕妇带来心理上的不适，同时也不符合医学伦理要求。OUS 的使用没有时间、地点的限制，无需志愿者参与，不会干扰临床超声诊断的运行，并可详细地介绍胎儿不同器官的筛查顺序、标准切面及常见疾病的超声图像表现和诊断方法等[6]。OUS 可重复训练、及时反馈，使学员快速掌握超声检查技巧，从而提高专业操作水平，缩短培训时间。利用OUS 进行仿真模拟训练可以改善医疗教育水平，降低医疗风险，避免医疗纠纷，减少超声操作者因个人技能造成的诊断错误。

2.1.2 提高学习兴趣，提升临床操作能力

传统形式的超声培训以理论讲解和临床见习为主。其中，理论讲解以图片、视频的形式展示超声影像的不同切面及病例情况；临床见习则以老师操作和学员观摩为主。讲授方式单一乏味，难以激发学员的学习积极性。根据《中华人民共和国执业医师法》的规定，医学生毕业后在执业医师指导下工作时间超过1 a 并通过执业医师资格考试且经过注册后，才能合法、独立地从事医疗操作[7]。OUS 提供了虚拟场景下的虚拟患者，给学员提供了更多的动手操作机会，有利于带教老师传授操作手法与诊断技能，提升了学员学习的积极性与诊断的准确性，高效地完成了从理论知识向临床能力的升华。

2.1.3 规范培训流程，优化评估体系

传统的超声培训由带教老师在临床超声诊断工作中完成，培训内容完全依赖于实际的诊断需求，培训流程完全依赖于带教老师的实际工作能力。教学目标存在偏移性，教学流程存在随机性，超声知识和操作技巧的讲解不够规范、系统。然而，利用OUS 进行模拟教学，可以制定明确的培训目标，规范具体的培训内容和操作流程，通过统一操作手法和图像的标准切面进行规范化、系统化、标准化的培训。同时，依据培训内容和流程，采用标准化的评估工具，科学、量化评估结果，从而全面提升妇产科超声医师的技能水平。

2.2 OUS 的应用劣势

2.2.1 OUS 培训效果与临床实际需求存在差距

OUS 与真实患者本身存在差异。研究显示，经模拟教学培训后，学员在理论知识及OUS 操作能力方面有所提高，但针对同一病例，在OUS 上的操作得分普遍高于在真实患者身上的操作得分[8]。主要原因包括：（1）学员在OUS 上操作压力相对较小，不需要与患者沟通，可以集中精力操作探头。（2）OUS 丢失了一些患者的真实特征，如肥胖或腹部疤痕等，这些特征是影响操作的不利因素。（3）宫内因素也会增加活体检查的难度，包括胎儿的位置和动作、骨回声、超声伪影和肝器深度等。（4）通过模拟设置胎儿的结构总是可见的，没有骨骼痕迹或阴影，除了跳动的心脏，OUS 中的胎儿保持静止，这使得探索变得更容易、快速。故OUS 与真实患者之间没有办法做到完全一致，模拟训练效果与临床实际需求之间存在差距。

2.2.2 OUS 培训缺乏与患者沟通的能力训练

临床超声操作者与患者之间的互动是医学检查中一个重要的因素，通过互动交流，操作者才能了解患者的病情，得到患者的配合，继而实施更加准确的检查。然而，OUS 目前还不能进行与患者之间的交流，相关反馈参数只是简单的病理、生理指标，操作者的医患沟通技巧得不到锻炼。

2.2.3 OUS 价格昂贵与实际急需存在矛盾

由于经济发展的不均衡，我国部分地区医疗教学条件还比较落后。然而，OUS 价格昂贵，且不能迅速产生直接的经济收益。因此，即使教学管理者认识到OUS 潜在的应用价值，限于成本实际，也不愿意进行或没有条件引进OUS 设备。因此，OUS 的广泛应用存在较大的困难。

3 OUS 应用于临床技能培训及评估的建议

3.1 重视模拟培训，开展规范化的超声培训

随着科技进步和超声医学的不断发展，传统的超声培训模式已经不适应日益复杂的医疗环境。OUS是通过模拟的练习方式，对患者进行全面的超声检查，通过反复练习，使学员短期内迅速掌握超声检查技巧。超声模拟培训可以提高学员的学习兴趣，强化基础知识，提高实践操作能力，缩短培训时间，减少医患矛盾，更有利于进行规范化、系统化、标准化的学习和考核，具有重要的临床应用价值。医院管理者应充分重视产前超声的模拟培训，提供先进的OUS设备，应用科学的教学方法，系统、规范地进行产前超声培训，提高产前超声操作者的技术水平，更好地服务于临床。此外，没有OUS 仪器条件的医疗单位应该积极协调产科超声检查工作者去有资质的临床教学培训中心集中学习。

3.2 突出能力塑造，选择科学的评估方法

超声检查的准确性对操作者的实际能力有很大的依赖性。国际超声学会建议学员在独立执业前完成200～300 次检查[9]。然而，不同类型的考试在学习曲线上有很大的差异[10]，这些巨大的差异强调了基于能力教育的必要性，而不是一刀切的训练方法。基于能力教育的一个核心概念是确定学员何时具备足够的资格进行独立实践。因此，重视超声能力教育就需要筛选科学的评估方法，以评估超声医师独立操作的真实诊断技能。

利用OUS 来评估学员的能力需要标准化评估工具，通用的评定量表是超声技能客观结构化评估（objective structured assessment of ultrasound skills，OSAUS）[9，11]，详见表1。学员在利用OUS 进行考核时，考评人员使用标准化评估工具直接观察学员并进行评分。OSAUS 已被应用于多个验证研究中，同时也被用于对阴道超声和腹部超声技能的评估[12]。OSAUS量表采用3 级式选项，选择第1 项得1 分，第2 项得3 分，第3 项得5 分，每一个考评人员对操作者的打分为5～25 分。OSAUS 量表可及时有效地反馈学员的操作能力，对缩短学员独立操作超声设备的时间和提高诊断效能都十分有利。

表1 OSAUS 量表[9，11]

3.3 革新教学方法，弥补OUS 的不足

结合传统培训与模拟培训的优势，探索采用“理论授课—模拟培训—临床实习—模拟培训”模块化、规范化循环进行的技能培训方法。首先，在理论上熟悉产前孕妇或胎儿的单一模块疾病的影像学特征。其次，在OUS 上初步感知并逐渐熟悉该模块疾病的B 超影像特征，反复训练，掌握正确操作手法，强化超声探头的操作手感，熟悉标准切面。再次，在带教医生的指导下，学员在实际的患者身上对特定模块进行针对性的超声诊断实习与训练。最后，学员带着临床实习中存在的问题和积累的经验回归到模拟训练中反复训练，并进行能力评估。如果上述环节中的某个环节没有达到要求，应该退回上一环节重复学习训练。整体环节训练结束后进入下一模块的训练。此外，针对OUS 缺乏与患者沟通能力训练的缺点，增加医患沟通的训练模块，学员可以与老师进行“角色扮演”，锻炼超声诊断过程中的医患沟通技能。同时，建议在临床教学医院建设“标准化患者”，主要用于医患沟通能力训练。

3.4 依靠信息技术，提升OUS 功能

当前，大数据、云计算、计算机学习、人工智能等信息技术方兴未艾，大量、高速、多样的数据被凝集为反映真实、体现价值的有用信息，将模拟教学推向更高层次的维度。OUS 可以借助这些技术，从更加真实的细节出发，模拟胚胎、胎儿，孕妇的生理、病理、心理状态，增加OUS 的模拟效能，提供真实、动态的临床训练工具与环境，解决OUS 培训效果与临床实际需求尚存差距的现实问题。

4 结语

在过去的40 a 里，随着人们对医学伦理、患者安全、医疗事故等多种因素的日益关注，教学医院逐渐认识到模拟教学的优势，模拟教学也受到医务工作者的普遍欢迎。在各级医院经济条件不断提高的形势下，OUS 将会发展为妇产超声领域的技能培训与能力评估的主要工具。同时，随着人工智能和大数据技术的兴起，OUS 将克服自身的劣势，真实地模拟患者病情，准确地评估操作者能力，更好地应用于临床超声技能的培训与评估。