探讨显微手术视频资料辅助运用于神经外科学专业教学

　　由于神经外科学(neurosurgery)专科性强，概念抽象，内容丰富，作为一门三级学科的教学任务，教学时数偏少，因此，其教学难度相对较大。探索新型的辅助教学手段一直是提高神经外科教学效果的一项重要任务。近年来，新型的教学模型、教学设计或教学力一法层出不穷，但是，在课堂教学过程中，通常仍是以讲授法为主，不能事事都要学生去活动、去体验。如何依附于讲授法的原则，发掘教学内容的内涵、提升教学形式的多样性和生动性，激发学生课堂听课的关注力，减少枯燥内容的不良影响，持续改善学生的学习兴趣，从而达到神经外科教学事半功倍的效果，是改善神经外科学教学现状的迫切任务。

　　显微神经外科手术是以近代影像学为诊断基础、一整套与显微手术相匹配的手术设备、显微神经外科手术器械为保证的，以颅内病灶为中心的高难度手术操作。通常神经外科手术显微镜都携带影像同步数字摄录系统，通过该摄录系统，显微手术的全过程均得到完整的数字化保存。本文探讨如何利用显微手术影像资料辅助神经外科教学，以提高神经外科教学的效果。

　　1、神经外科教学的特点

　　神经外科学专科性强，知识内容枯燥，不宜引起学生的学习兴趣。如颅内压增高症一节，不论是哪种版本的教材，都是长篇大论洋洋洒洒针对颅内压的变化，包括颅内压的形成、正常值、生理调节病理调节、增高的原因、增高后的病理生理变化、增高后的后果、以及临床表现、诊断和治疗等进行了详尽的描述，由于考虑到该部分内容贯穿了神经外科学所有知识点的学习和认识，编写教材时，想力一设法对其进行足够详尽的阐述，但是，由于在阐述中，涉及到的知识点专科性实在太强，许多基础知识内容，对于在此时的学生来说，早己遗忘的差不多了，加上都是一些枯燥的文字性阐述，完全无法吸引学生的学习兴趣，而且，对于初步涉足神经外科学的学生来说，无论多么强调该节对于今后的章节学习的重要性，他们无法亲身体会，结果是神经外科教学的第一课就无法激活学生的学习兴奋点，还给学生一个神经外科十分无聊和难以学习的不良初步印象，不仅不能打下良好的学习基础，还会妨碍学生对以后的章节的学习。

　　神经外科内容十分广泛、名词术语繁多且新颖、知识点散在，连贯性差。神经外科教材涉及的创伤和疾病很多，如脑损伤力一面就有弥漫性轴索损伤、冲击伤、对冲伤、减速伤、脑挫裂伤、原发伤、继发伤、硬膜外血肿、硬膜下血肿、脑内血肿等诸多概念，更有神经外科繁多的疾病名称，学生对这些单个汉字都能认识，叠在一起，就不一定完全知其所以，每一个医学生都经历过这种痛苦的过程，而且，由于神经外科学的课时数十分有限，不能也无法针对每一个名词和每一个疾病词汇作详尽的生动的解释，即使能够做出解释，由于枯燥的名词解释，学生听起来也十分繁杂。必须化繁就简，用比较、分析、综合等力一法，将其还原为生动的和形象的物象，让学生容易理解，容易记忆。其实，神经外科的所有名词概念本身都是有形的知识内容，比如:硬膜、血肿、胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤等等，单单文字的形态完全异化了其原本要表达的意义，将其还原为真实的物象后，让学生看一眼即可超过反复解释多遍的效果。

　　神经外科涉及的神经解剖、神经生理、神经病理等内容十分广泛，而且是医学生公认的难学难记的部分，神经解剖、神经生理和神经病理在基础医学的讲授中，就是难授点和难学点。特别是神经解剖，颅内各颅神经和周围神经、脑血管的起止、走形、功能以及神经核团分布、传导通路等本就十分抽象，不能像骨科和普外科那样，能够取得实体以辅助教学，神经系统的许多结构十分微小、神经功能的改变只有输入和输出的变化，神经解剖学的结构与功能之问的容易理解的关联性较少，神经解剖的示意图多于实物图，即使实物图，也多是福尔马林浸泡过的与真实情况己有明显差别的标本，难以有效帮助理论知识的掌握和理解。

　　2、显微手术对神经外科教学的作用

　　神经外科对于很多的区域，肉眼下无法进入或了解不多，对其认识不够，反映在教学上，对该部分的讲解，自然不能做到更加详尽，得益于手术显微镜的应用，获得了更多的动态的图片和视频，通过术后的重新编辑和整理，可以有效地辅助原有理论知识的教学。

　　在提高了手术治疗效果的同时，手术显微镜的应用也促进了显微神经解剖的发展，原本肉眼下无法显示的结构在手术显微镜下获得了鲜活的生动的展示，而这是在福尔马林浸泡过的标本上完全无法感受到的;另外，显微神经外科手术发展较晚，一些教材对神经解剖的认识还停留在大体神经外科手术的时代，还没来得及做及时的补允，显微镜在神经外科手术中的临床应用，对神经解剖的认识有了更高的认识和发现，将其与教材尝试性地融合在一起辅助现有的教学，将是一个值得探讨的研究。

　　3、神经外科显微手术视频的利用

　　3.1术中视频的摄录

　　手术视频的摄录可以从手术显微镜的使用那一刻就开始，可以持续摄录到显微镜使用结束为止。根据摄录软件的设置，视频文件可以是单个，也可以根据时问或者文件大小，分成多个文件，文件名自动连续或问断重新命名。持续摄录的优势在于将手术全程毫无遗漏地进行保存，中问无需人为再十预，节省了人力。缺点有二:一是保存下来的文件过于庞大，尤其是单个视频文件，十分不利于后期的编辑，二是庞大的文件，占用的硬盘空问十分惊人，而手术过程并非全程都是必要的，术后需要及时编辑再保存，而且编辑视频数据耗时费力，现今的硬盘容量，虽然也在增大，但是也禁不起庞大的视频数据存贮的。因此，除非整台手术确有必要，一般无需持续全程摄录，在需要摄录的时候，按下摄录开关就可以立即开始视频的采集，不需要摄录的时候，重新复按一次同一个按钮即可以暂停或停止采集了，重新启动摄录的时候，计算机会自动命名一个新的文件名，不会删除前一个文件，但是，该种摄录力-式，有可能漏过重要的手术过程，或者重要的步骤或环节，由于术者集中于手术操作，或台下控制人员的遗漏，而不能做到及时的采集。所以，考虑到各自的优缺点，两种摄录模式可以酌情交替采用，根据手术和术后的需要，采用两种摄录模式合理搭配。然而，无论是何种摄录模式，对于视频数据资料的保存和使用，十分重要的一个环节是术后的编辑工作。

　　3.2术后视频编辑

　　视频编辑是一项十分复杂的技术，在计算机硬件和软件己经十分发达的今天，视频编辑有了有力的工具。专业的视频编辑系统十分庞大而复杂，对于用于辅助教学的手术视频的编辑显然没有必要，由于现今的手术中摄录下来的视频己经是数字化的文件，因此，只要有一台配置相应较高的计算机即能够完全胜任编辑工作，只要再选择一款合适的非线性编辑软件就可以开始工作。

　　非线性编辑软件的选择。视频编辑软件是对视频源进行非线性编辑的软件，属多媒体制作软件范畴。

　　软件通过对加入的图片、背景音乐、特效、场景等素材与视频进行重混合，对视频进行切割、合并，通过二次编码，生产具有不同表现力的新视频。视频编辑软件对视频的处理有两种力一式，一是转换，二是直接剪辑，不进行转换。视频的直接剪辑，对视频源不进行任何的数据处理，直接对视频根据需要将视频剪辑成多段，由于不对数据进行再处理，没有复杂的数据运算，只需要搜索分割点，所以，该种剪辑力一式的速度较快。能够对视频进行直接剪辑的软件相比较简单，使用力一便，学习过程短，对于大部分手术视频的编辑，该类编辑软件就能够满足使用的要求了。因为，作为手术视频材料的后编辑和储存，重要的并不是增加其声光效果的震撼力，而是数据的真实还原和分类保存，便于今后的存取和利用，将庞杂的手术视频数据，直接剪辑成多个视频片段，按照实际场景命名文件名，然后进行分类保存，即达成了应用需求。当然，如果需要有必要在原始的手术视频源上，增加一些文字或图片的说明和补允，这就需要对原始的手术视频源进行再编码的编辑，由于有数据的复杂运算，转换编辑需要的时问会比较长。

　　对于手术视频来说，转换编辑的一个重要原则是不能违背的，那就是真实数据到还原和保存。

　　非线性编辑技巧。对于手术视频的非线性编辑应该有相应的编辑技巧和注意事项。编辑也称为后期制作，包括处理、审核和校对等步骤，是一项工序。原始采集的手术视频，一般都不含音频，后期编辑的时候，只需考虑视频画面的组合，在需要的时候，再根据情况添加音频内容。因此，在手术视频编辑的工作中，首先需要对所有的视频素材进行全面的浏览，对于重点关注的部分，做好标记或者可以立即通过直接剪辑软件，将其剪切成单独的片段，另命名保存，在浏览中，发现需要补充相应的素材的，做好备注，便于后续补允。第二步就是将剪除无法使用的视频片段，如显微镜移动的过程、无法使用的模糊片段等，持续摄录的手术视频，该部分的工作需要花费较多的时问，而分段有口的摄录的手术视频，则作废的片段会相应减少，但是在每个片段的开始和结局部分，总会需要进行修剪，以利后续合成。第三步就是对满足要求的视频材料进行分析和整理，添加注释，分门别类进行修剪、排列，放置等，在需要的时候，还可以添加音频，须注意随着时问的延长，积累的视频会越来越多，要从一开始就注意分别类地保存，以便于今后的搜索和使用。

　　数据保存。经过后期编辑的视频数据，需要选择适当的数据格式和媒介保存下来，以利后期的存取和利用。常用的视频数据格式，可以分成两大类，影像文件和流式视频文件。比较常见的VCD}DVD以及多媒体光盘中的动画，这些都是影像文件。最常见的影像文件格式是AVI格式，是有Microsoft公式开发的一种数字音频和视频格式，大多数编辑软件都做系统直接支持。第二种常见的影像文件是MOV格式，是由apple公司开发的一种音频、视频文件格式，MOV格式支持25位彩色、集成压缩技术，提供多种视频效果，新版的MOV格式进一步扩展了Internet应用的特性。第三种影像文件是MPEU格式，由于是VCD和DVD的常用格式，市场占有量很大，该种格式广为人知。MPEU是运动图像压缩算法的国际标准，己被几乎所有的计算机平台共同支持，微软powerpoint软件对MPEU提供了十分友好的支持。

　　由于影像文件数据量多，体积大，不利于通过In-ternet来进行实时传输，于是一种新型的流式视频格式产生了。这种流式视频不需要将数据全部下载到本地后才能播放，而是采用一种边传播边播放的力一法，从服务器上下载一部分视频文件，在本地形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续从服务器上下载，为连续播放做好准备。近年来，随着高速网络的普及和对音视频观看要求的不断提高，适应高清晰度和便于网络传播的新音视频格式，层出不穷，有一些尚处于实验研究状态，相信终将不断完善化。

　　手术视频的保存，选择合适的保存格式十分重要，虽然视频的格式可以转换，但是由于当今计算机硬件的限制，如满足视频较高清晰度的要求，对于大量的视频数据进行格式的转换，将是一个巨大的工程。

　　除了选择合适的格式外，还需注意选择合适的保存媒介，对于手术视频数据的保存，最重要的一个原则就是做好备份。手术资料十分珍贵，对于单个病人来说，手术视频具有唯一性，如果由于不慎造成数据的丢失，而且又没有另外的数据备份，那将是一次巨大的损失，所以至少有一个备份是必须的，最好应有两个或以上的备份。视频数字化后，数据的备份保存很容易做到。保存的介质，包括硬盘、光盘、磁带等，理论上，所有介质都有生命周期，因此，还应该注意选择不同生命周期的介质用于数据备份的保存叫。

　　4、视频辅助教学的使用体会

　　4.1丰富教学内容，提高教学效果

　　手术视频辅助教学使一些在普通条件下难以实现、观察到的过程形象化地显示出来，活跃了课堂气氛，加深巩固了教学内容，使学生感受到学习的喜悦。

　　比如教材上说的硬膜外血肿，只是一个单调的没有任何感情的词语，但是当学生见到实际手术当中完全真实的类似于“果冻样”的褐色血肿被吸引器轻轻吸除的过程时，全场学生无不异口同声发出“啊”的轻声惊叫，通过生动形象的实物展示，学生对颅脑内的血块有了一个十分深刻的理解，当血肿被逐渐清除，暴露出血肿下的硬膜组织和其上的脑膜中动脉结构，剪开硬膜，暴露硬膜下的脑组织，学生对硬膜形状，厚度和其上的脑膜中动脉等结构，终于有了清晰认识的机会。在临床课程的教学中，给予生动的形象的视频学习，对后续的教学将会有极大的帮助。

　　4.2丰富教学形式，提高教学效果

　　单纯的板书和口头阐述的教学难以持续吸引听众的注意力，手术视频教学创设出一个生动有趣的教学情境，以其独特的形、声、景扣动学生的心弦，化静为动，将枯燥的医学理论知识与生动的实际临床手术场景有机结合，将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，活跃了学习气氛，激发了学生的学习兴趣。

　　对于手术视频的应用，在当前多媒体幻灯大行其道的今天，使用时，可以将视频嵌入幻灯中;也可以在讲解到相关知识点的时候，从电脑硬盘中，再打开相应的视频进行播放;或者利用其他播放介质。建议采用灵活多样的力一式，丰富课堂上的教学形式，留短暂的空白时问，可以允分利用学生的求新、求解欲望，提升学生的学习兴趣，提高教学效果。

　　4.3突出教学重点、淡化难点，提高教学质量

　　一节课上得好坏、成功与否，很重要的一个力一面就是有无突出教学重点，突破教学难点。应用手术视频对教学的重点和难点，进行重点的解释和阐述，不仅突出了教学的重点，而且对采用单纯讲解难以理解的知识内容，通过生动形象的手术视频的展示，使学生快速容易地掌握了本来难以理解的难点，手术视频辅助的教学，可以变复杂为简单，变困难为容易、变抽象为形象，更易突出重点，简化难点，提高教学效果。

　　4.4注意事项

　　手术视频的辅助教学应用，首先须注意视频播放条件是否具备，现今教学课堂都常规配备了电脑和投影仪，基本具备了播放的条件，但最好事先把手术视频拿到课堂上进行课前试播放，否则，等到正式课堂上播放的时候，出现无法正常进行，将会出现十分尴尬的结局。

　　有的视频清晰度较高，文件较大，对计算机硬件和软件都有一定的特殊要求，课前必须做好允足的准备，必要的时候，自备电脑会更好，但是一些教室的投影仪不能与自备电脑插接，这些因素，课前都是应该考虑周全的。