圍術期心臟超聲模擬教學方法的創(chuàng)新及規(guī)范化推廣中華醫(yī)學會

1、中華醫(yī)學科技獎形式審查結果公布年份2018推薦獎種醫(yī)學科學技術獎項目名稱圍術期心臟超聲模擬教學方法的創(chuàng)新及規(guī)范化推廣推薦單位推薦單位：四川大學推薦意見： 本項目由華西醫(yī)院麻醉科、中科院成都信息技術股份有限公司通力合作，組成醫(yī)工聯(lián)合項目組。隨著我國住院醫(yī)師規(guī)范化培訓的全面推進，臨床技能培訓能力的培養(yǎng)面臨嚴重挑戰(zhàn)。對經食道超聲心動圖臨床模擬教學系統(tǒng)監(jiān)測技能培訓的臨床需求日益增加，是臨床技能教學中的重點和難點。該項目組11年聯(lián)合攻關，打破超聲可視化技術傳統(tǒng)的培訓模式，研發(fā)的基于實體仿真的心臟超聲臨床模擬訓練系統(tǒng)。這個模擬的系統(tǒng)可以讓培訓學員親自動手練習經食道超聲心動圖的各個切面，并且可呈現(xiàn)一個同時包

2、含三維心臟模型、探頭和聲窗的虛擬場景，為麻醉醫(yī)師在手術室外的環(huán)境下練習超聲技術提供了理想的環(huán)境。心臟超聲模擬系統(tǒng)提供了簡單全面的學習界面和沒有心理壓力及時間限制的友好環(huán)境，心臟超聲模擬系統(tǒng)同時也用于評價和評估學員的操作能力、空間思維能力和臨床判斷能力。項目簡介心臟超聲是臨床醫(yī)師監(jiān)測心血管形態(tài)和功能變化，控制手術風險的重要工具，需要在圍術期醫(yī)學領域廣泛推廣。然而，心臟超聲是公認的高難度臨床監(jiān)測技術，中主要表現(xiàn)在：1）術中心臟超聲監(jiān)測對麻醉醫(yī)生的信息綜合能力，決策能力提出了很高的要求，要求快捷有效，要求團隊協(xié)作。2）對沒有影像學基礎的臨床醫(yī)生而言，學習心臟超聲監(jiān)測更是難上加難，學習曲線長，需要大量

3、的培訓和練習。3）超聲影像技術的特性決定了超聲檢查對臨床醫(yī)生的實際經驗有較強的依賴性。為了提高臨床醫(yī)生對心臟超聲的應用水平，使圍術期心臟超聲技術易于學習和掌握；急需解決以下關鍵問題： （1）如何讓學員早期理解心臟超聲探頭-超聲平面-心臟模型三者的位置關系，從入門就將二維的超聲圖像轉換成三維的空間想象； （2）如何解決學員量大，基礎水平參差不齊，過度的臨床教學練習給病人帶來潛在傷害的問題； （3）如何解決臨床思維訓練對真實臨床病例圖像的需求。本課題組歷時9年，針對上述問題進行了系列研究和自主創(chuàng)新：1.針對心臟超聲監(jiān)測教學難度高，主要障礙在于學習心臟、大血管結構與超聲切面的空間三維關系難以掌握的問

4、題，創(chuàng)新圍術期心臟超聲教學方法，該方法是以臨床模擬教學系統(tǒng)為核心的成套技術。包括四大核心技術，模擬人，數(shù)字人，虛擬人，手機APP,以上技術的綜合應用使學員可以直接觀察到超聲探頭、切面、心臟以及超聲圖像之間的關系，使心臟模型和超聲切面的學習曲線縮短，記憶時間延長。2.從2010年開始，來華西培訓基地學習心臟超聲監(jiān)測技術的骨干教師到190人， 目前培訓規(guī)模穩(wěn)定在8人/3月。該技術教學流程清晰，可操作性強，安全可靠，使高難度教學“簡易化”，易于學習和掌握，解決了心臟超聲臨床監(jiān)測床旁教學的瓶頸。通過規(guī)范化的推廣，在全國掀起了心臟超聲監(jiān)測技能培訓的高潮，成立了中華醫(yī)學會麻醉學分會超聲學組，中國醫(yī)藥教育協(xié)

5、會超聲醫(yī)學分會麻醉超聲專業(yè)委員會，成員單位達涵蓋了中國最重要的心血管麻醉教學基地，圍術期心臟超聲規(guī)范化監(jiān)測規(guī)模達到10000例/年，改變了我國臨床術中心臟超聲監(jiān)測培訓和臨床應用的現(xiàn)狀。3.針對學員量大，基礎水平參差不齊，對上手操作練習需求量大的問題，我們創(chuàng)立了基于模擬教學的切面標準化、測量標準化、決策標準化教學方案，實現(xiàn)了循環(huán)系統(tǒng)快速評價方法的模擬教學方法。本教學方案由基于實體仿真的心臟超聲臨床模擬訓練系統(tǒng)，由一個模擬人和一個仿真探頭組成，讓培訓學員親自動手練習經食道超聲心動圖的標準切面，并可呈現(xiàn)一個同時包含三維心臟模型、探頭和聲窗的虛擬場景。 在切面標準化方面，術中心臟超聲監(jiān)測必備的基本切面

6、類型為4個標準切面，在此基礎上做成免費的手機APP軟件和教學掛圖廣為傳播，作為初學者和日常心臟超聲監(jiān)測監(jiān)測的必查切面。在華西基地近2000例心臟超聲教學病例顯示，華西心臟超聲監(jiān)測標準化模擬教學方法配合120例實際病例的診療決策，可以讓沒有超聲基礎的臨床醫(yī)生在模擬教學后的3個月的學習過程中達到甚至超過沒有經過模擬技能培訓的超聲科醫(yī)生，華西基地的190多名學員全部具備獨立監(jiān)測的能力，廣東省心研所，北京阜外醫(yī)院，北醫(yī)三院，鄭州大學第一附屬醫(yī)院也在建立相應的培訓機制。 標準化心臟超聲模擬培訓帶來了心臟超聲監(jiān)測技術在術中迅速普及，使術中血流動力學診療決策效率大大提高，以心臟手術為例，以前請心臟內科會診需

7、要額外等候30分鐘以上，即無謂延長體外循環(huán)和全麻時間從30分鐘減少到5分鐘，在不增加額外人力成本的基礎上使這部分費用從3000-7500元降低到500元。改善了患者的預后，減輕了經濟負擔，取得了顯著的社會效益。針對心臟超聲監(jiān)測臨床思維訓練零散、無序的特點，結合臨床思維訓練對真實病例圖像的需求的難點，我們首次實現(xiàn)了實體仿真模擬系統(tǒng)與真實臨床病例圖像數(shù)據(jù)無縫對接，臨床和教學之間的信息通道被打通，用于構建臨床醫(yī)師超聲技術非臨床學習環(huán)境，構建和評估學員的操作能力、空間思維能力和臨床判斷能力，進行心臟超聲模擬訓練和測試，使模擬教學成為臨床操作前心臟超聲培訓課程的重要內容，心臟超聲模擬系統(tǒng)提供了簡單全面的

8、學習界面和沒有心理壓力及時間限制的友好環(huán)境，心臟超聲模擬系統(tǒng)同時也用于評價和評估學員的操作能力、空間思維能力和臨床判斷能力。心臟超聲模擬訓練和測試是學員進入手術室開始臨床操作前心臟超聲培訓課程的重要內容。該成果的推廣應用改變了國產心臟超聲模擬教學裝備幾乎空白的現(xiàn)狀，在我國醫(yī)學模擬教育發(fā)展中具有重要意義。知識產權證明目錄序號類別國別授權號授權時間知識產權具體名稱發(fā)明人1中國發(fā)明專利中國ZL201210281103.02014-08-06用于教學及臨床技能培訓的經食管超聲可視化仿真系統(tǒng)與方法宋海波2中國發(fā)明專利中國ZL201010251812.52012-08-12經食道心臟超聲可視化仿真系統(tǒng)及方

9、法宋海波3中國實用新型專利中國ZL201520652984.12015-12-23一種用于教學的心臟瓣環(huán)結構模型宋海波代表性論文目錄序號論文名稱刊名年,卷(期)及頁碼影響因子通訊作者（含共同）SCI他引次數(shù)他引總次數(shù)通訊作者單位是否含國外單位1Innovative transesophageal echocardiography training and competency assessment for Chinese anesthesiologists: role of transesophageal echocardiography simulation training.Curr Op

10、in Anaesthesiol2012 Dec; 25(6): 686 - 912.400Liu J11否2Echorounds: intraoperative transesophageal echocardiography-guided patent ductus arteriosus ligation in an asymptomatic nonbacterial endocarditis patientAnesth Analg.2010 Oct;111(4):878-80.4.014Fei Liu44否3Perventricular device closure of perimemb

11、ranous ventricular septal defects in 61 young children: early and midterm follow-up resultsJ Thorac Cardiovasc Surg2010 Oct;140(4):864-70. Epub 2010 Jun 18.6.1757An Q1313否4Perventricular device closure of muscular ventricular septal defects on beating hearts: initial experience in eight childrenJ Th

12、orac Cardiovasc Surg.2009 Apr;137(4):929-336.1757An Q99否5How to choose an occluder for two nearby muscular ventricular septal defects?Ann Thorac Surg2009 Apr;87(4):1307-8.6.8013An Q33否6The feasibility of measuring renal blood flow using transesophageal echocardiography in patients undergoing cardiac

13、 surgery.Anesth Analg2009 May;108(5):1418-24.4.014Liu B1010否7Give the patient another chance: peratrial device closure of a secundum atrial septal defect that failed percutaneous device closureJ Thorac Cardiovasc Surg2009 Apr;137(4):1024-76.1757An Q11否8Appling the abdominal aortic-balloon occluding

14、combine with blood pressure sensor of dorsal artery of foot to control bleeding during the pelvic and sacrum tumors surgery.J Surg Oncol2008 Jun 1;97(7):626-811.654Zhang lan99否9Combining classifier based on decision treeIEEE2009 9780-7695-3679-80YaoYu11否10A method for image segmentation based on opt

15、imal geometric modelIEEE2010 978-1-4244-6349-7/100Fu Zhong-liang00否11A New Approach for color character Extraction Based on Parallel ClusteringIEEE2009 978-1-4244-4507-3/090Fu Zhong-liang00否12不平衡多分類問題的連續(xù)AdaBoost算法研究Journal of Computer Research and Development48(12):2326-23330Fu Zhong-liang55否13多分類問題

16、代價敏感AdaBoost算法ACTA AUTOMATICA SINICAVol. 37, No. 8August, 20110Fu Zhong-liang2020否14AdaBoost算法的推廣_一組集成學習算法JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY ( ENGINEERING SCIENCE EDITION)Vol 42 No 6Nov 20100Fu Zhong-liang33否15面向目標的帶先驗概率的AdaBoost算法JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE EDITION)Vol. 42 No. 2Ma

17、r. 20100Fu Zhong-liang1010否16分類器線性組合的有效性和最佳組合問題的研究Jou rnal of Computer Rest·art·h and|)evelopmentISSN 10001239RN 1 1。1 7771TP46(7)：1 20612162000Fu Zhong-liang3232否17lessons from wenchuan earthquakeAnesthesia AnalgesiaMarch 2010.Volume.number.34.014Liu J99否主要完成人和主要完成單位情況主要完成人情況1. 姓名：宋海波排名：1

18、職稱：副主任醫(yī)師,副教授行政職務：無工作單位：四川大學華西醫(yī)院對本項目的貢獻：是麻醉背景的超聲專家，在本項目中重點負責經食管超聲心動圖監(jiān)測在心臟手術中的創(chuàng)新應用尤其是超聲引導微創(chuàng)介入手術見創(chuàng)新技術1和2。建立了經食管超聲心動圖監(jiān)測的培訓體系和親自培訓100多名學員，促成了全國數(shù)十家單位開展了麻醉醫(yī)師主導的術中經食管超聲監(jiān)測工作。2. 姓名：劉進排名：2職稱：教授,教授行政職務：麻醉科主任工作單位：四川大學華西醫(yī)院對本項目的貢獻：90年代，在中國最早開展麻醉醫(yī)師主導的經食管超聲心動圖監(jiān)測。是整個項目的總設計師，搭建硬件平臺，培養(yǎng)專家隊伍，指導超聲可視化技術的培訓體系的建立。還親自指導了很多創(chuàng)新應

19、用如技術創(chuàng)新1.2，3.4 和3.5. 他認為今日在臨床普及超聲技術猶如50年代在臨床普及心電圖技術，不但不會影響超聲學科的發(fā)展，反而會讓超聲學科更加專業(yè)化。3. 姓名：姚宇排名：3職稱：副研究員,研究員行政職務：醫(yī)學部主任工作單位：中科院成都信息技術股份有限公司對本項目的貢獻：作為項目主要完成人之一，針對創(chuàng)新點一、二有重要貢獻，參與創(chuàng)新點的設計和實施，負責本項目中所有與仿真系統(tǒng)醫(yī)學相關的研發(fā)工作的質量管理和研發(fā)風險控制4. 姓名：左云霞排名：4職稱：教授,教授行政職務：副主任工作單位：四川大學華西醫(yī)院對本項目的貢獻：建設培養(yǎng)了華西醫(yī)院超聲可視化技術人才隊伍和師資隊伍。從2010年開始，每年組織“可視化技術在麻醉鎮(zhèn)痛與危急重癥領域應用大會，設計了各種類型的超聲可視化技術培訓課程，組織實施大規(guī)模的培訓活動。同時，在臨床工作中廣泛創(chuàng)新超聲可視化技術的應用，尤其在小兒麻醉領域，如超聲引導的神經阻滯，超聲引導的中心靜脈置管和床旁超聲診斷處理各種危急重癥。5. 姓名：唐紅排名：5職稱：教授,？行政職務：心內科黨支部書記工作單位：四川大學華西醫(yī)院對本項目的貢獻：是心臟內科副主任，超聲心動圖專家。從2008年開始支持開展麻醉科醫(yī)師主導的經食管超聲和床旁超聲工作，參與本項