一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗培训技术领域，具体是一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训系统及方法。

背景技术

在腔镜手术实习医生上岗前，需要对其进行培训，使实习医生能够将自身的知识技能转化为实际操作能力，从而胜任成为一名合格的腔镜手术医生；宫腔镜操作教学是旨在强调提高学生操作能力的临床理论及操作教学，它有助于学生将宫腔镜设备理论知识向实际操作能力提升转化，搭建理论和实践的桥梁。在平常的临床规范化培训中，不同老师的临床实践教学带教难以达到同质化管理，使得学生宫腔镜操作水平参差不齐，住院医师规范化培训完成后，仍有较多学生无法全面掌握宫腔镜相关理论及操作技巧。

为解决此问题，本申请人在《中华医学教育杂志》2021年1月第41卷第1期的《基于真实宫腔镜系统的模拟培训在妇产科住院医师规范化培训中的应用》一文中，提出了一种基于真实宫腔镜系统的模拟培训模式，通过猪心模拟宫腔训练减轻学员心理负担的同时结合真实宫腔镜系统设备能让学员够较快熟悉操作流程以及增加对宫腔镜操作的自信。然而，通过总结培训的过程，我们发现仍存在一些问题需要得到进一步改善。首先，学员无法有效地对自己的操作问题进行自检，因此每一位学员的操作细节都需要带教导师细心指正，导致学员对操作的掌握程度进步较慢，且需要消耗较大的导师人力成本，此问题在学员人数较多时尤为明显；其次，考核结果主要依靠考核导师的主观判断，为保证同质化管理培训效果，考核标准需要进一步明确与完善。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训系统及方法。

本发明采用以下技术方案：

一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训系统，包括模拟培训模块、临床培训模块、后台服务模块、数据存储模块、培训配置模块和成绩评估模块；所述后台服务模块分别与所述模拟培训模块、临床培训模块、数据存储模块、培训配置模块和成绩评估模块通讯连接；

所述模拟培训模块，通过宫腔镜系统和模拟宫腔对学员进行模拟培训和模拟培训考核；所述宫腔镜系统包括宫腔镜和图像采集单元；所述图像采集单元用于采集操作图像信息；所述宫腔镜前端侧壁设有第一传感器阵列；所述模拟宫腔内壁设有第二传感器阵列；所述第一传感器阵列和第二传感器阵列用于获取培训操作数据；

所述临床培训模块，通过所述宫腔镜系统和临床患者对学员进行临床培训和临床培训考核；

所述数据存储模块，用于存储考核标准信息、所述操作图像信息和所述培训操作数据；

所述成绩评估模块，根据所述考核标准信息、所述操作图像信息和所述培训操作数据计算模拟培训考核成绩和临床培训考核成绩；

所述后台服务模块，用于处理所述模拟培训模块、临床培训模块、数据存储模块、培训配置模块和成绩评估模块的通讯数据。

进一步地，所述第一传感器阵列包括角度传感器和若干距离传感器；所述角度传感器用于测量所述宫腔镜的旋转角度；所述距离传感器用于测量所述宫腔镜与所述模拟宫腔内壁的距离；所述培训操作数据包括角度数据和距离数据。

进一步地，所述第二传感器阵列包括若干压力传感器；所述压力传感器用于监测所述宫腔镜与所述模拟宫腔内壁的压力；所述培训操作数据包括压力数据。

作为本发明的优选方案，所述考核标准信息包括模拟培训考核标准；所述模拟培训考核标准用于计算模拟培训考核结果，计算公式如下：

其中，E

E

其中，E

作为本发明的优选方案，所述考核标准信息包括临床培训考核标准；所述临床培训考核标准用于计算临床培训考核结果，计算公式如下：

其中，E

E

其中，E

作为本发明的优选方案，所述传感器评分标准根据如下公式计算所述模拟传感器数据成绩：

其中，N为传感器类型总数，E

其中，n为i类数据的总条数，E

作为本发明的优选方案，所述传感器评分标准根据如下公式计算所述模拟传感器数据成绩：

其中，N为传感器类型总数，E

其中，n为i类数据的总条数，E

进一步地，所述系统还包括培训配置模块，用于配置培训信息；所述培训信息包括学员信息、导师信息和所述考核标准信息。所述培训信息通过所述后台服务模块传输至所述数据存储模块存储。

具体的，所述模拟培训模块的模拟培训考核包括以下项目：

宫腔镜器械组装：由导师示范后，学员组装宫腔镜系统，并说明各部件的功能；并完成检查前宫腔镜的系统参数设置及调试；具体为：镜头与管鞘的对接，摄像系统链接及管道系统链接，正确调整膨宫压，调整焦距以及对白试验；

宫腔镜检查操作：完成宫腔镜器械组装后，物镜接近宫颈外口开启灌流系统，先检查子宫颈管，然后进入宫腔达子宫底；后退观察宫底；旋转光缆观察两侧子宫角及输卵管开口；后退到宫颈内口处，观察整个宫腔，缓慢退出时再次观察宫颈管；退出至宫颈外口关闭灌流系统；其中宫腔镜检查操作为利用宫腔镜完成宫腔内病变评估检查操作；

宫腔镜电切操作：完成宫腔镜器械组装，同时完成电切环组装，连接电源系统，检测电切环工作状态是否正常；再完成宫腔内病变评估检查操作，完成宫腔镜下宫腔病变电切操作；

宫腔镜报告书写：撰写宫腔镜操作手术记录，准确描述病变及操作过程。

一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训方法，该方法应用于如上所述的真实宫腔镜模拟培训系统，包括如下步骤：

S1，配置培训信息，并将培训信息通过所述后台服务模块传输至所述数据存储模块存储；所述培训信息包括学员信息、导师信息和考核标准信息；

S2，学员通过所述模拟培训模块进行模拟培训和模拟培训考核；所述模拟培训模块获取的操作图像信息和培训操作数据通过所述后台服务模块传输至所述数据存储模块存储；

S3，所述成绩评估模块获取所述数据存储模块存储的考核标准信息、操作图像信息和培训操作数据，并依此计算模拟培训考核成绩；如果模拟培训考核结果为通过，则进入S4，否则返回S2；

S4，学员通过所述临床培训模块进行临床培训和临床培训考核；所述临床培训模块获取的操作图像信息和培训操作数据通过所述后台服务模块传输至所述数据存储模块存储；

S5，所述成绩评估模块获取所述数据存储模块存储的考核标准信息、操作图像信息和培训操作数据，并依此计算模拟培训考核成绩；如果模拟培训考核结果为通过，则结束本次培训流程，否则返回S4；

S6，调查学员培训满意度，并颁发合格证书。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训系统及方法，通过传感器获取的学员培训操作数据以及系统各模块之间的协调配合，实现对培训过程的数字化管理，使得在培训过程中学员能够对自己的操作进行自检，帮助学员更快速地掌握宫腔镜操作技巧，同时节省带教导师的人力成本；同时通过完善考核标准，并将部分考核结果与考核过程中产生的操作数据直接关联，由系统根据数据直接评分，减少了由不同考核导师主观评分导致的误差，使得同质化培训效果得到保证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训系统的架构图；

图2为本发明实施例基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训系统，包括模拟培训模块、临床培训模块、后台服务模块、数据存储模块、培训配置模块和成绩评估模块；后台服务模块分别与模拟培训模块、临床培训模块、数据存储模块、培训配置模块和成绩评估模块通讯连接；

模拟培训模块，通过宫腔镜系统和模拟宫腔对学员进行模拟培训和模拟培训考核；在一实施例中，模拟宫腔采用离体猪心模拟宫腔，宫腔镜系统为Olympus宫腔镜系统，包括：监视器、摄像主机、冷光源主机、宫腔镜、导光束、膨宫机、冲洗管路、高清工作站以及管鞘。其中，摄像主机、冷光源主机和导光束组成图像采集单元。

临床培训模块，通过宫腔镜系统和临床患者对学员进行临床培训和临床培训考核；

数据存储模块，用于存储考核标准信息、操作图像信息和培训操作数据；

成绩评估模块，根据考核标准信息、操作图像信息和培训操作数据计算模拟培训考核成绩和临床培训考核成绩；

后台服务模块，用于处理模拟培训模块、临床培训模块、数据存储模块、培训配置模块和成绩评估模块的通讯数据。

在一实施例中，系统还包括培训配置模块，用于配置培训信息；培训信息包括学员信息、导师信息和考核标准信息。培训信息通过后台服务模块传输至数据存储模块存储。

为获取培训过程中学员的培训操作数据，宫腔镜前端侧壁设有第一传感器阵列；模拟宫腔内壁设有第二传感器阵列；第一传感器阵列和第二传感器阵列用于获取培训操作数据；此外，图像采集单元能够采集操作图像信息，培训操作数据和操作图像信息用于为学员计算练习或考核的成绩；同时学员可以通过向系统输入自己的学员信息获取数据存储模块中存储的培训操作数据和操作图像信息，用于自检对比，以更快速地掌握宫腔镜操作技巧，同时节省带教导师的人力成本。

在本实施例中，第一传感器阵列包括一个角度传感器和十六个距离传感器；角度传感器用于测量宫腔镜的旋转角度，以监测学员旋转宫腔镜的操作是否符合标准；距离传感器分两组，每组距离传感器环绕地分布在宫腔镜前端侧壁形成两个环状结构，两个环状结构之间的距离为7厘米，与宫深数据接近，以保证精准地测量宫腔镜与模拟宫腔内壁的距离；第二传感器阵列包括八个压力传感器；压力传感器用于监测宫腔镜与模拟宫腔内壁的压力；使用第一传感器阵列和第二传感器阵列，获取到的培训操作数据包括角度数据、距离数据和压力数据。通过分析培训操作数据，能够用完整准确地识别到学员的每一步关键操作。

在本实施例中，考核标准信息包括模拟培训考核标准和临床培训考核标准；

模拟培训考核标准用于计算模拟培训考核结果，计算公式如下：

其中，E

E

其中，E

其中，模拟培训考核标准中的传感器评分标准根据如下公式计算模拟传感器数据成绩：

其中，E

其中，n为i类数据的总条数，EtM为模拟传感器数据成绩的最大值，P

临床培训考核标准用于计算临床培训考核结果，计算公式如下：

其中，E

E

其中，E

其中，临床培训考核标准中的传感器评分标准根据如下公式计算模拟传感器数据成绩：

其中，E

其中，n为i类数据的总条数，EtM为模拟传感器数据成绩的最大值，P

上述系数因子、通过模拟考核的成绩阈值、通过临床考核的成绩阈值、模拟传感器数据成绩的最大值等数据均通过培训配置模块配置并通过数据存储模块存储。可以理解，上述数据均可根据实际教学情况通过培训配置模块调整。

通过统一的考核标准，将部分考核结果与考核过程中产生的操作数据直接关联，由系统根据数据直接评分，减少了由不同考核导师主观评分导致的误差，使得同质化培训效果得到保证。

在本实施例中，模拟培训考核和临床培训考核都包括以下项目：

宫腔镜器械组装：由导师示范后，学员组装宫腔镜系统，并说明各部件的功能；并完成检查前宫腔镜的系统参数设置及调试；具体为：镜头与管鞘的对接，摄像系统链接及管道系统链接，正确调整膨宫压，调整焦距以及对白试验；

宫腔镜检查操作：完成宫腔镜器械组装后，物镜接近宫颈外口开启灌流系统，先检查子宫颈管，然后进入宫腔达子宫底；后退观察宫底；旋转光缆观察两侧子宫角及输卵管开口；后退到宫颈内口处，观察整个宫腔，缓慢退出时再次观察宫颈管；退出至宫颈外口关闭灌流系统；其中宫腔镜检查操作为利用宫腔镜完成宫腔内病变评估检查操作；

宫腔镜电切操作：完成宫腔镜器械组装，同时完成电切环组装，连接电源系统，检测电切环工作状态是否正常；再完成宫腔内病变评估检查操作，完成宫腔镜下宫腔病变电切操作；

宫腔镜报告书写：撰写宫腔镜操作手术记录，准确描述病变及操作过程。

其中，宫腔镜检查操作和宫腔镜电切操作作为培训项目中的重点和难点，项目考核过程中均可通过传感器获取培训操作数据和操作图像信息，成绩评估模块可依此计算考核成绩，以客观准确地评估学员的控镜能力。

请参阅图2，一种基于模拟宫腔的真实宫腔镜模拟培训方法，该方法应用于如上的真实宫腔镜模拟培训系统，包括如下步骤：

S1，配置培训信息，并将培训信息通过后台服务模块传输至数据存储模块存储；培训信息包括学员信息、导师信息和考核标准信息；在本实施例中配置培训信息由培训配置模块执行；

S2，学员通过模拟培训模块进行模拟培训和模拟培训考核；模拟培训模块获取的操作图像信息和培训操作数据通过后台服务模块传输至数据存储模块存储；

S3，成绩评估模块获取数据存储模块存储的考核标准信息、操作图像信息和培训操作数据，并依此计算模拟培训考核成绩；如果模拟培训考核结果为通过，则进入S4，否则返回S2；

S4，学员通过临床培训模块进行临床培训和临床培训考核；临床培训模块获取的操作图像信息和培训操作数据通过后台服务模块传输至数据存储模块存储；

S5，成绩评估模块获取数据存储模块存储的考核标准信息、操作图像信息和培训操作数据，并依此计算模拟培训考核成绩；如果模拟培训考核结果为通过，则结束本次培训流程，否则返回S4；

S6，调查学员培训满意度，并颁发合格证书。

本发明的培训方法通过应用真实宫腔镜模拟培训系统，实现了对培训流程的数字化管理，有效地保证了学员的学习效果，同时节省了导师人力资源的消耗。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。