李柯研 吳盛正 任秀昀 解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院超聲診斷科，海南省三亞市 572013

早在1994年，超聲醫(yī)學的遠程教學即已出現雛形[1]，隨后大量的實踐證明遠程超聲醫(yī)療不但可以傳輸有診斷價值的超聲圖像，并且能夠跨空間進行遠程指導，在超聲教學、會診中起到重要的作用。然而，超聲醫(yī)學具有實時動態(tài)成像的特點，對操作手法的依賴性強，因此，超聲醫(yī)學的教學中實踐技能的培養(yǎng)必不可少。傳統(tǒng)的超聲遠程教學在時效性和互動性方面受限于網絡技術，在時間和空間上存在較多難以克服的問題。目前，5G技術在醫(yī)學教育領域的滲透越來越廣泛，筆者將5G技術應用于超聲醫(yī)學的遠程教學中，探索其在遠程教學中的應用效果及前景。

1 超聲醫(yī)學遠程教學的難點

1.1 重理論、輕操作 與X線、MRI、CT相比，超聲檢查的結果對超聲醫(yī)生的依賴性強，超聲圖像質量對超聲診斷和鑒別診斷有重要意義，因此教學過程中對操作技能的培養(yǎng)尤其重要，教學的互動性、實踐性要求非常高。遠程授課中，普遍形式是理論教學，教員與學員處于不同的空間位置，錄播課程更是不在同一時間，時間與空間的差異導致遠程教學中實踐操作存在很多技術壁壘，實踐課程嚴重不足，缺乏現場操作指導，這種重理論、輕操作的遠程教學模式存在很大的弊端。

1.2 遠程教學資源良莠不齊 基層醫(yī)療機構超聲醫(yī)師主要的學習方式有傳統(tǒng)紙質媒體自學理論，外派進修學習，專家下基層巡講，大型醫(yī)院師資下基層幫帶等。上述資源均為現場習得，能獲取的教學資源相對匱乏，專家?guī)蛶Ц采w面小，時間成本高，效率低。隨著網絡信息化的普及，多媒體平臺學習逐漸成為大眾容易接受的學習形式，包括直播和非直播類型的遠程教學在一定程度上彌補了上述缺陷。然而，雖然近年來線上教學資源數量井噴，但質量上良莠不齊，非直播類型大多是提前錄制或制作的網課及PPT課程，一些課程內容長期未更新，與超聲專業(yè)前沿知識脫節(jié)；直播類型的課程受制于網絡信號、帶寬等，高質量的靜態(tài)及動態(tài)超聲圖像缺失，直播效果有時難以得到保障。此外，為方便傳輸下載，需要犧牲圖像視頻資料的質量。

1.3 遠程學習缺少互動監(jiān)管，考核機制存漏洞 目前的線上課程，效果很大程度取決于學員自身，師生互動缺失，學習過程缺少監(jiān)管。大部分課程在授課后安排答疑，但因時間限制，大多數學員的疑惑得不到解答，工作中遇到問題，也缺少實時解惑的渠道，或答疑存在時間差，時效性不佳。而且當前的課程考核機制形同虛設，大多數都是由強制性的學習時長、隨堂測試以及結課考核組成，學習時長可以通過掛機完成，學習流于形式，結課考核缺少監(jiān)管，考試答案可以通過網絡搜索、查閱資料、多人討論等方式完成，作弊現象難以杜絕。此外，超聲教學更應重視掃查技巧的培養(yǎng)，而針對技能操作的考核嚴重缺失。

1.4 大容量數據傳輸困難，建設與使用難度大 超聲診斷需要完整連續(xù)且高清的動態(tài)數據，GB級別的大容量數據，才能保證圖像的分辨力。隨著大容量數據存儲設備的普及，數據的保存已經不再成為阻礙，可以用于非實時教學會診，但通信技術帶寬限制了數據的傳輸，不能做到大容量數據在產生的同時高質量傳送，出現壓縮幀頻、降低分辨力，傳輸延遲，不穩(wěn)定等問題，影響教學的正常進行以及學員的學習體驗。傳統(tǒng)的遠程超聲教學，需要建設多媒體教室，或學員自己配備電腦及網線等設備，對于偏遠地區(qū)或基層的學員來說，成本較高且使用不方便。

2 5G技術為超聲醫(yī)學遠程教學帶來機遇

5G技術即第五代無線移動通信技術，是通過對核心網和無線網相關技術的變革和完善來大幅提高網絡性能的最新通信技術[2]。5G網絡具有大寬帶高傳輸、低延時、穩(wěn)定、安全等優(yōu)點[3]，峰值傳輸速率可達10GB/s，延時低至1ms[4]。5G技術支持下的遠程醫(yī)療應用在國內蓬勃發(fā)展，超聲醫(yī)學的遠程教學瓶頸也在一定程度上得以突破。一方面，大容量原始超聲影像數據可以得到快速傳輸，高質量視頻教學和高清穩(wěn)定直播可以實時完成，遠程會診、理論學習能夠更好的完成。另一方面，機器人操控的遠程超聲檢查在5G網絡下可以順利實現[5-6]，5G技術提供機器臂的高敏感性、信號傳輸的實時性和穩(wěn)定性，以及傳輸的超聲圖像的高清晰度，保證會診端醫(yī)生掃查的切面實時、動態(tài)，為5G超聲機器人的推廣和臨床運用提供了技術基礎[7]。

超聲醫(yī)學遠程教學的一個難點是操作技能的培訓，需要在教學實踐過程中重視互動性。實時的超聲切面掃查演示是教學的基礎，包括體位的細微調整，探頭擺放位置、角度，掃查的手法，遠程機器人的超聲的出現為超聲醫(yī)學的操作演示、技能教學帶來曙光。大容量高清動態(tài)圖像數據的無損傳輸，以及實時無延時的傳輸，保障了遠程教學的實時性、互動性、準確性。

3 5G技術在遠程超聲醫(yī)學教學實時下沉中的應用

國內優(yōu)質的超聲醫(yī)學教學資源分布不均勻，主要集中在發(fā)達省市及大型醫(yī)院，偏遠地區(qū)以及基層醫(yī)療機構的教學資源較為欠缺。一些大型公共衛(wèi)生事件也會阻礙教學的正常開展，如2003年非典、2019年新型冠狀病毒(Coronavirus Disease 2019，COVID-19)疫情。筆者探索了5G技術在超聲醫(yī)學遠程教學中的應用，期望破解教學資源下沉的難題。

COVID-19疫情期間，基于傳染病防控需要，日常的超聲教學活動尤其是聚集性現場教學處于停滯狀態(tài)。筆者與時俱進，根據病毒傳染性和受累臟器的特點，制作了高清超聲網絡課程，與國家衛(wèi)健委等機構聯(lián)合，面向抗疫一線超聲醫(yī)師，普及急重癥肺超聲、遠程超聲的基礎知識和臨床應用，以及5G時代的超聲應用價值。

以5G遠程會議、網絡研討會議等多種線上形式，提高傳統(tǒng)的線下學術會議，擴大學習受眾范圍，并且會后錄播回放供更多人群更深入的理論學習，疫情期間組織線上交流渠道，與國內外專家進行深入探討，向國內外同行傳遞最新超聲抗疫信息及技術。

建立5G遠程超聲會診中心，凝聚醫(yī)療聯(lián)合體，充分發(fā)揮會診中心在教學上的輻射帶動作用。一方面將優(yōu)質超聲教學資源向醫(yī)療聯(lián)合體下沉，基層醫(yī)療單位的超聲從業(yè)人員可獲得典型病例、疑難病例的學習機會，系統(tǒng)專業(yè)的理論教學。遇到疑難病例，借助5G技術可以實現多地、多專家實時討論，即所謂的“多中心協(xié)同教學”[8]。對于超聲造影、介入超聲等難度大的技術也可以得到深入的學習了解。另一方面實時為醫(yī)療聯(lián)合體遠程會診、進行圖像分析和操作指導，實現技術水平的雙向無縫交流。

基于5G網絡的遠程機器人超聲，在異地進行遠程超聲檢查[9-10]，通過遠程機器人操控、實時音視頻交流，對采集的圖像進行分析，指導操作者調節(jié)儀器參數，糾正超聲掃查手法和診斷思維[11]。遠程機器人超聲在偏遠地區(qū)、基層醫(yī)療機構中的教學作用效果顯著，當地醫(yī)生足不出戶即可現場觀摩專家級別的操作手法演示，做到實時互動，操作技能教學的輻射范圍大大提高，抹除地域限制。在COVID-19疫情期間也為進駐隔離病房的臨床醫(yī)師、一線超聲醫(yī)師起到重要的帶教演示作用。

4 5G技術在超聲醫(yī)學遠程教學中的展望

近年來，人工智能(Artificial Intelligence，AI)技術、虛擬現實(Virtual Reality，VR)技術、增強現實(Augmented Reality，AR)技術以及高清視頻編碼技術發(fā)展迅猛，在醫(yī)學教學中日益受到重用。超聲醫(yī)學作為一門影像學技術，對于解剖、圖形圖像的分析處理、技能操作尤其重要。在5G技術支持下，高清視頻編碼技術及高清攝像技術可以制作優(yōu)質的教學資源，建立遠程超聲教學平臺，實現實時動態(tài)高清視頻傳輸以及視頻資源課程共享。利用AI和大數據分析，可以及時、準確地反饋學員的遠程學習進展、帶教老師的教學行為，以及教與學的效果，提高了教學效率和針對性。聯(lián)合VR/AR技術可以搭建檢查與診斷的虛擬空間，實現實時交互，有效加強操作技能的訓練，為遠程教學增加趣味性，激發(fā)學生遠程學習的主動性與積極性，使遠程教學更加高效、生動、智能化。

5 結論

超聲醫(yī)學發(fā)展日新月異，臨床應用領域不斷拓展，但國內的超聲教學資源分布仍不均勻。目前的醫(yī)療現狀對基層超聲醫(yī)師要求越來越高，為基層培養(yǎng)更多合格的超聲醫(yī)師是超聲醫(yī)學界的共識。5G技術的發(fā)展為超聲醫(yī)學的遠程教學提供了新的媒介，加強遠程超聲在教學中的應用，并聯(lián)合AI/VR/AR等技術，將有助于促進優(yōu)質教學資源的整合，提高超聲醫(yī)學的教學培訓效果[12]。