临床神经解剖教学结合5G技术在神经外科教学中的应用

陈利锋

一般认为现代神经外科学发展经历3 个阶段，分别是传统神经外科、显微神经外科和微侵袭神经外科[1]。显微神经外科、微侵袭神经外科使用显微镜或神经内镜等手术设备，手术中神经解剖组织被放大数倍。解剖是外科学的基础，神经外科更是非常依赖临床神经解剖。神经外科医师对临床神经解剖特别是显微神经解剖的熟练掌握是做好神经外科手术的保证。临床神经解剖培训对于神经外科医师成长至关重要。传统临床神经解剖教学培训大多是通过解剖图谱、影像及标本学习解剖知识，在尸头上练习及手术室手术观摩和观看手术录像等，存在着很大的局限，神经外科医师往往要经过很长时间的学习培训才能掌握神经解剖知识。解放军总医院神经外科很早就认识到临床神经解剖教学对提高神经外科教学水平的重要性，科室加强软硬件建设，持续改进教学方法。2019 年以来医院创新引入5G 远程教学模式，在5G 远程手术带教的全过程中贯穿临床神经解剖知识，通过互联网实时互动教学优势有效解决临床神经解剖教学实践中困难，积累了新的教学经验，取得了很好效果。

1 临床神经解剖教学的重要性和必要性

临床神经解剖是神经外科疾病诊断和治疗的基础。神经外科疾病的治疗是从准确诊断开始的，临床工作中首先要做到精准的诊断。准确的诊断是制定治疗及手术计划的前提。在临床诊断过程中，要依据患者的临床症状和体征进行计算机断层成像（computed tomography，CT）、磁共振（magnetic resonance，MR）等影像学检查，再根据这些影像检查得出准确的诊断。只有具备全面扎实的临床神经解剖知识才能做到对CT 和MR 等影像检查的熟练准确判读。临床诊断包括定性诊断和定位诊断，神经外科医师要运用临床神经解剖知识，准确判断病变与各种神经血管的关系，做出定位及定性诊断。神经外科医师如果临床神经解剖知识不扎实，影像诊断能力无法提高。

明确诊断后要制定治疗方案，手术是神经外科的主要治疗方式。手术前应该根据病变的性质及与周围重要神经血管的解剖关系制定手术方案、评估手术中可能出现的风险及可能的并发症。应根据病变解剖位置科学设计手术切口、按预定的手术入路解剖逐步显露病变，处理病变时要对病变与周围重要神经血管解剖关系非常了解，手术结束后根据解剖结构关闭切口。神经外科手术的每一步都需要以临床解剖知识为根本基础。

大体解剖学是以肉眼观察和描述人体形态结构的解剖学，经过大学本科培训的医学生都经过大体解剖（系统解剖学和局部解剖学）基本训练。现代神经外科技术依赖显微镜、神经内镜及显微器械等设备的使用，显微、微侵袭神经外科需要以显微神经解剖为基础。显微神经解剖与大体神经解剖在临床教学和实际应用上存在明显的区别。神经外科医师在掌握大体解剖的基础上，必须认清显微解剖的特点和临床意义，经过临床神经解剖培训进一步学习掌握临床神经外科解剖知识特别是显微神经解剖，才能使真正了解现代神经外科，看懂、学懂神经外科手术，为将来独立手术打下坚实基础。

2 传统临床神经解剖教学

法国的Rabischong 教授提出的综合神经解剖（Comprehensive neuroanatomy）理念的核心是掌握神经解剖结构全面的、详尽的形态和功能知识[2]。国内神经外科虽然比国外起步晚，但发展迅速，神经外科各领域进步都很大，临床神经解剖教学培训也积累了丰富的理论基础及实际经验。临床神经解剖培训需要掌握正常的局部神经解剖，主要内容包括：脑深部和颅底结构的体表投影、不同解剖结构的相互延续关系、不同解剖层次之间的关系、不同解剖结构的方位关系、解剖分区的相对性、解剖结构的表面形态与构筑模式等[2]。实际培训中要通过理论及尸头训练掌握这些正常的局部解剖，使得建立三维局部解剖概念。传统临床神经解剖教学理论知识主要采用多媒体课件授课，自学相关教材、图谱及文献，病房及手术室见习教学。这种学习方式存在实践病例少、实践操作不足、理解困难、互动性差、教学资源缺乏、学习枯燥等问题。很难让学生有仿真的立体空间感，大大限制了学生的学习兴趣，同时也制约了学习效率[3]。

传统临床神经解剖教学操作训练主要是在解剖实验室进行尸头临床神经解剖培训，解剖实验室是将复杂的显微神经外科技术在实验室内分解演示，让神经外科医生通过实验室培训快速有效地掌握知识要点[4]。解剖实验室需要提供尽量接近真实手术环境的全套解剖设备，使学员通过培训不仅能够熟练掌握临床解剖知识，同时还能提高手术中正确使用设备、器械的能力。解剖实验室操作训练对训练条件和经费有较高的要求，受教学条件限制很多神经外科医师实际动手操作的机会比较少。而且我国各地地区差异较大，神经外科教学硬件环境、师资力量等存在较大差别，临床教学质量上有差异。此外解剖实验室操作训练是对没有活性的正常解剖神经血管组织进行操作训练，而神经外科术中操作是对有活性有病变的解剖组织进行手术操作，两者还是存在很大的差异的。临床神经解剖教学不能仅限于对尸头进行解剖学习。神经解剖教学应该与临床全方位相结合，为神经解剖教学注入了新的生命力[5]。

3 5G 技术

现代科技快速发展背景下，随着我国居民生活智能化程度的提升，智慧医疗和教育成为当前医疗事业及教育发展的新型模式和发展方向。5G 技术的发展为智慧医疗和教育的建设提供了技术支撑。第五代移动通信网络即5G（the fifth generation network）是在3G 和4G 技术基础上研发的新一代蜂窝移动通信技术，具有高带宽、低时延和大网络容量的特性[6]。5G 采用超密组网、多发多收（missive，MIMO）、大规模天线（64T6R）等最新无线通信技术，比4G 网络覆盖范围更广，具有更强网络可获得性[7-9]。按可靠性、传输速率和大规模连接三个方向5G 可划分为超高可靠低时延通信、增强型移动宽带、海量机器类通信三大应用场景[10]。

5G 作为新一代移动通信网络技术，与4G 相比网络性能有显著提高。5G 技术网速显著提升，上行峰值速率最高达10 Gbps，下行峰值速率最高达20 Gbps，用户速率最高可达100 Mbps～1 Gbps，可支持4K/8K 和增强现实技术/虚拟现实技术（augmented reality/virtual reality，AR/VR）等大带宽业务。5G 技术网络延迟非常低，用户面传输时延降低到毫秒量级[10]，完全可满足对传输时延和可靠性要求极高的业务如远程手术、会诊等的需求。5G 连接密度比4G 有极大提高，可根据实际情况将医学院的各种仪表、仪器等设备联网进行高效率的连接监测和维护[11]。我国5G 技术的发展应用为智慧医疗和教育事业的发展提供了新的通信技术支持，对于智慧医疗领域中各项医疗服务的智慧化构建有至关重要的推进作用[12]。

4 临床神经解剖教学5G 技术结合

由于我国各地经济发展水平差异，神经外科教学资源分布不均，优势资源主要集中在北京、上海等高级院校。传统的远程教学是线下课堂简单直播或录播，由于互联网覆盖不全、传输带宽低、网速慢、时延长和视频卡顿、图像和音频不同步等，教学效果非常差。工信部2019 年6 月批准颁发我国第一个5G 商用牌照，深圳职业技术学院首先启动了5G智慧校园示范应用项目[13]，这是5G 技术正式接入公用电信商用网络的标志。近年5G 技术迅猛发展，在各个领域开始大面积推广应用。

全国开展5G 医疗的医院过百，解放军总医院在2019 年3 月完成了北京本院与海南医院间的帕金森病“脑起搏器”5G 远程手术操控植入手术[14]。操作者利用5G 通信技术高带宽和低延时的优势，在千里之外通过远程遥感操纵机械臂进行脑深部电极植入手术。5G 技术可保障数据的实时双向传输，既实时传输了手术医生的操纵数据，又即时反馈患者的手术画面[15]。2019 年以来笔者加强软硬件建设，持续改进教学方法，创新引入5G 技术支持的远程教学模式，利用5G 技术实现了实时传输智能医疗设备数据和超高清视频，在5G 远程神经外科手术带教的全过程中贯穿临床神经解剖知识。全国各地的神经外科医师可通过手机屏、电脑屏和电视屏，充分利用5G 网络超高速、低时延的优势，快速访问丰富宝贵的医学资源。任何人在任何时间和任何地点都可通过任何设备访问网络进行学习的模式4A 学习模式[11]将得以实现。笔者结合经典神经外科入路，在手术前预习手术相关的显微神经解剖，实时讲解手术入路解剖，明确术中必须掌握的难点及关键点，加深理解认识。实时教学可以及时准确的表达术者的分析判断及手术思路，认识病变的毗邻结构、准确的空间位置，可快速的加深学员对手术相关的临床神经解剖的理解和掌握，极大地提高了学习效率。教学中呈现手术操作细节，能够在动态下学习神经解剖，增加对解剖结构层次的理解与记忆。可与术者或助手实时互动，借鉴不同术者的经验教训，认识手术中可能遇到的危险、困难，准确判断采取何种措施避免手术风险，对锻炼手术思路、提高手术技巧非常有益。能够提高学生的学习热情及调动主观能动性，在很大程度上缓解由于神经外科病例资源不足导致的实践教学缺失的问题。通过手术全过程教学，实时与高年资的专家互动，强化提升了学员的临床神经解剖知识及临床思维，提高了术中运用临床神经解剖知识解决临床问题的能力。

笔者以丰富优质的现场教学课堂点为中心通过5G 远程技术结合临床神经解剖教学，可辐射到全国各地的神经外科，将多层次、跨医院、跨地区的“超级大课”成为现实。优质医学影像教育资源的覆盖半径得到了极大的延伸，优质教育资源下沉得以实现。大神经外科中心与基层神经外科优质教育资源不均的问题得到解决，基层单位的神经外科也能接触到最优质的临床神经解剖教学资源，实现了优质资源跨区域共享。

5 小结

临床神经解剖是神经外科疾病诊断和治疗的基础，神经外科医师只有将临床神经解剖与临床科学思维有机结合才能提高临床能力。临床神经解剖教学结合5G技术的智慧课堂是用创新型学习取代维持型学习的重要尝试，实现了学科教学与技术的深度融合，使得神经外科医师的学习成长事半功倍。临床神经解剖教学结合5G 技术教学模式是一种面向未来教育的战略转向，也是改革人才培养方式，其优势一方面是借助技术有效地提升了兴趣及认知投入，另一方面使得师资的临床神经解剖知识更加丰富，有效地提升了教学能力，提高手术带教的培训质量。神经外科5G 技术工作开展时间较短，笔者应该在实践中不断总结经验加以改进。