基于5G数字化医学教学平台建设方案

二、基于5G数字化 医学教学平台建设方案

(一)平台目标价值

建设基于5G数字化医学教学平台,为开展医学线上教学提供全面支持,并推动线上线下混合式医学教学模式改革的实施,平台的建设将全面提升医学教育现代化水平,使医学部在实施“智慧医学教育”方面走在全国前列。平台的建设和使用,也能有效规避目前使用腾讯视频等公用平台开展医学线上教学所存在的医学伦理、动物伦理等方面的风险。

(二)平台功能定位

在5G网络的支持下,平台主要要实现多点多终端实时观看,学生可与基础医学或临床医学专家通过网络现场多向互动、实时提问、实时回答,经5G网络传输现场高清画面,达到全程无卡顿,传输效果稳定,讨论环节流畅无延时,保证了教学的流畅性和完整性,学生具有良好的现场沉浸式的体验。

通过平台的支持,在前期基础医学教育中可以实施双师课堂,可以解决临床医生时间和空间上的限制,补充到医学生前期PBL课堂中,弥补基础教师缺乏临床知识的不足。在医学后期教育中能够把部分不适合大规模或经常性到现场的医学教学内容通过5G网络引入课堂,让学生不在现场也能较直观地学习,从而有效整合医学前后期教学资源。

(三)平台主要教学场景

1.基于5G数字化医学教学平台在医学后期可以在以下教学内容中应用

场景1:外科学CBL+手术教学

教学资源:麻醉手术室

教学对象:临床专业4年级学生

应用地点:PBL讨论室

场景2:外科学总论见习教学,观摩手术室、术前准备、消毒铺巾等。

教学资源:麻醉手术室

教学对象:临床专业3年级医学生

应用地点:外总实验室

场景3:内科诊断学见习教学,远程床边见习,远程查房,远程病例讨论。

教学资源:麻醉手术室

教学对象:临床专业3年级医学生

应用地点:PBL讨论室、诊断实验室

场景4:医学影像学专业课学习(包括放射诊断学、超声诊断学、介入手术等)

教学资源:影像学相关科室

教学对象:影像专业4年级学生

应用地点:影像实验室

2.基于5G数字化医学教学平台在医学基础部分可以在以下教学内容中应用

场景1:新生专业介绍,“基础教师+远程连接”的临床医生形成医学教育中的双师课堂,讲座时间60~120分钟

教学资源:基础医学各教研室,医院各临床科室、手术室

教学对象:临床医学1年级新生

实施地点:医学前期教室

实施过程:医学基础教师在医学部5G网络覆盖的教室,首先给学生介绍医学前期基础课程及课程的教学模式和课程与临床之间的相关性。然后通过5G技术的支持,实时连接到临床医生专家给学生介绍临床各专业的基本情况及其与基础学科的相关性,临床医生还可以通过预先录制一些临床诊疗的相关视频和图片,让学生有更直观的认识,同时可以进行现场提问、互动。

场景1:PBL教学,“基础教师+远程连接”的临床医生形成医学教育中的双师课堂,教学时长:120~150分钟

教学资源:基础医学各教研室,医院各临床科室、手术室

教学对象:临床医学1—3年级学生

实施地点:医学前期PBL教室

实施过程:医学基础教师在医学部PBL教室,和学生一起现场讨论案例,在讨论过程中遇到的临床相关疑难知识点,可以通过5G技术的支持,实时连接到临床相关专业医生专家给学生进行相关知识的讲解,学生提问及师生互动。

(四)平台技术路径。

平台应用到的主要信息技术如下:①基于5G的数据接口和物联网技术;②混合云技术;③数据处理和统计学、人工智能技术;④医用设备集成技术;⑤数据中台、数据湖、数据对接技术;⑥JAVA、前端技术、中台技术、内存计算技术;⑦PACSRISHIS LIMS教学平台多系统融合技术;⑧资源容器、资源图谱、流程引擎、视频推流技术。

如图12-12所示平台技术整体方案:视频+监控+WeLink全融合。学生、教师、专家、校方智慧教室大屏、个人手机、PAD均安装WeLink客户端,5G接入,实现跨机构跨校区的个人覆盖,统一互联、高效协同。

图示

图12-12 平台技术整体方案架构图

5G技术的应用使医院与教学场所、教学活动各方参与人之间的实时信息传播得到了有效解决。但医院端手术室、诊室等场所和设备的信息获取成了平台能否顺利应用的瓶颈,在需求的推动下,华为在医学部、各附属医院的指导下,推出了基于5G的医疗教育专属产品:一体化教学终端与医疗推车-360手术室(查房)推车。

360手术室(查房)推车(图12-13)主要技术参数:窄边框显示器,24寸,1 080 P;电容触控屏,10点触控;Windows系统,专为控制设备设计;集成WeLink、TE终端、网络;支持HDMI输入,远程共享设备或PC画面;支持S-Video/CVBS接口/VGA/HDMI信号输入;双面超静音医用脚轮,表面高级静音橡胶材质;自带升降,实现操作台高度轻便调节;车体和UPS系统符合医疗安全规范标准,内置UPS电池,支持4小时以上持续供电。

图示

图12-13 360手术室(查房)推车

360手术室(查房)推车的移动化设计,方便推入手术区,并在不同房间使用,实现Wi-Fi回传,推车内置无线网卡,免于布线改造,便于部署实施。

表12-3 医院端实施方案推荐配置清单

图示

在以上医院推荐配置的支持下,结合5G网络信息传输及学校智慧教室的建设,成功打造全场景远程医疗教育协同平台(图12-13)。平台具有以下优势:一是性能卓越。①系统稳定,能大量大规模接入应用案例;②技术先进,最高可实现4K超高清效果;③网络适应性强、开放标准,兼容性强。二是功能强大。①标准协议下唯一具有全融合功能系统;②能够实现文字、语音、视频实时沟通;③文档材料在线传输,白板内容互动研讨。三是业务应用。①院区不受地域局限,随时协同办公及教学;②手术时可提前实时上传患者视频、体征;③针对专科医联体,远端医院无缝接入。

图示

图12-13 基于5G全场景远程医疗教育协同平台

通过5G技术的应用及以上技术方案的实施,平台成功解决原有医学示教系统存在的以下两个主要问题:一是显示不清晰的问题,即无法清晰地呈现患者的神态、气色等信息,无法实现把动态视频(腔镜等所采集到的视频)和病人医疗检查数据高清地传送到会诊中心与教学场所。二是临场感差的问题,即无法进行医疗过程(查房、手术等)全景真实传送,无法进行真实自然的面对面沟通,师生体验差。