情境意識(SA)是一種知識狀態，它產生於對自己所處環境的感知、對環境的理解以及對接下來將發生的事情的預測。SA被簡單地描述為“知道你周圍發生了什麼”，附帶一句格言:“什麼?那又怎樣?現在怎麼辦呢?”

SA根植於軍事行動和航空領域，在20世紀90年代被麻醉師引入醫學詞典，已被公認為所有學科外科醫生的一項必不可少的非技術技能。本文簡要概述SA的曆史和概念框架，並討論其在神經外科手術室(OR)中的作用。本文探討了促進SA的行為啟發式方法，並將阻礙SA的因素強調為陷阱。

情境意識被定義為“在一定的時間和空間內對環境元素的感知，對它們的意義的理解，以及對它們在不久的將來的地位的投射”(Endsley 1988)。超越低級別的“聚焦”或“集中注意力”的過程，SA是一種精神狀態隨著時間的推移，描述一個人對物體、關係和事件的內部表征(Schulz等人，2013年)。

雖然SA的起源可以追溯到一戰時期的軍事術語，但這個概念通過在商業和軍事航空領域的應用進入了科學主流(Endsley 2015)。在關鍵的飛行操作中(如著陸)，飛行員被推進快節奏的環境中，任何誤判都可能是致命的。為了安全高效地執行任務，飛行員必須處理大量數據，更新與任務目標相關的態勢評估，並為可能發生的情況做好準備。工程師、美國空軍前首席科學家雲母·恩茲利(Mica Endsley)用SA的以下3個心理“水平”來代表這一過程(Endsley 1988, 1995a, 1995b)(圖1):

• (1級SA):感知當前情況中的元素。這個地麵過程包括通過觀測、通信、直接測量等方式從環境中收集與任務相關的信息。信息源可以包括儀器、視覺顯示、警報和同事等等。
• (級別2 SA):理解當前場景。在這個層次上，原始數據被合成為對情況的理解。這個解釋步驟受一個人的知識基礎、期望、目標等的影響。對與任務目標相關的數據的意義作出可操作的判斷(“根據我們的高度和速度，進近角度太淺了。”)．
• (Level 3 SA):未來狀態的預測。根據對當前情況的理解，預測可能會發生什麼。預測可以由直覺、邏輯、過去在類似情況下的經驗等驅動。形成準確的預測對於產生預期行動以在不希望的事件發生之前阻止它是至關重要的。

與其他認知過程一樣，SA受限於工作記憶的有限容量、長期記憶的不可靠性、認知偏差，以及疲勞、疾病和營養不良等模糊影響(見SA的失敗)。個人的情景判斷能力會進一步受到環境特征的影響，包括環境幹擾、團隊質量、資源的可用性、房間的安排等(參見人因與工效學)．最後，應該將單個SA與團隊SA的相關概念區分開來，後者包括一個集體團隊的行動和目標。

外科醫生執行複雜的任務需要高水平的SA。手術室很像飛機駕駛艙，是一個複雜的生態係統，由人和設備和諧地工作來完成任務。維持對一項行動的心理表征需要注意許多可能在整個過程中頻繁、即時和意外變化的情景因素。

低SA被廣泛認為是導致不良醫療和手術結果的主要原因，在外科醫生非技術技能(NOTSS)分類中，SA被列為以下4個關鍵非技術技能中的1個:

1. 環境意識
2. 決策(請參閱手術決策章)
3. 溝通和團隊合作
4. 領導(請參閱領導章)

為了構架我們在神經外科手術室中對SA的討論，我們提出以下的案例概要。

一個9歲的男孩與幾個月的進行性偏癱提出內窺鏡活檢外生性髓質病變。M醫生是兒科神經外科醫生，他將和一名初級住院醫師一起進行手術。活組織檢查將在裝有導航設備的操作係統中進行。M醫生已經值班好幾天了，她要求初級住院醫師在查房時為病人做準備。

住院醫師讓病人俯臥，用頭釘固定，旋轉手術台，定位內窺鏡監視器。M醫生與麻醉小組討論了手術的關鍵階段。電生理學家在病人身上放置電極，監測他的感覺、運動和腦幹聽覺誘發反應。M醫生要求手術暫停，以確認病例細節並解決任何問題。M醫生和她的住院醫師進行了一個小的枕下開顱手術以進入後顱窩。在硬腦膜切開術後，M醫生切開小腦扁桃體，通過傾斜的內窺鏡進入第四腦室。

當M醫生和住院醫生觀察腫瘤時，她要求把手術室的音樂關小，並停止不必要的談話。檢查患者的生命體征，電生理學家確認誘發反應處於基線。住院醫師拿到活檢標本後，M醫生通知了麻醉小組。

再次檢查患者的誘發電位，與基線相比無變化。執行關閉。在病人被送進恢複室之前，M醫生再次要求暫停。病人恢複後沒有任何神經功能缺損。組織病理學顯示為低度神經膠質腫瘤。

在髓樣活檢病例中，神經外科醫生必須跟蹤至少4構建手術心理模型的關鍵情境要素(表1)，如下:

• 病人:病人和他的家人是手術的重點。患者的靜態屬性包括人口統計信息、病史、基線體檢結果、藥物/過敏史、既往手術史等。這些信息通常是在術前訪視時得到的。在手術室中，病人的生理狀態和生命體征等許多動態屬性都進入了我們的視野。考慮到腫瘤的位置，這些屬性受瞬時波動的影響，可能需要緊急幹預。神經外科醫生在數據收集、理解、預測的過程中，必須了解以下幾點:
  • 有哪些信息來源?(如電生理監測)
  • 如何訪問信息?(例如，要求技術人員運行運動電位)
  • 如何解讀這些信息?(如腦幹核的功能)
  • 應采取什麼行動來回應這些信息?(例如，活檢時避免關鍵結構)
• 神經外科醫生(自我):在這種情況下，神經外科醫生本身就是一個複雜的角色，具有許多靜態和動態特征。靜態變量包括M醫生的醫學知識、基本技術能力、處理類似病例的經驗等。經驗與Endsley三層模型之間的相互作用如圖2所示。影響神經外科醫生表現的動態因素包括可能的疲勞(她隨時待命)、營養、任務投入、對病例進展的感知和分心(例如，精神狀態惡化的樓層病人)。
  了解神經外科醫生狀況的主要來源是自省．來自認知科學的大量研究發現，在解釋我們的感受和行為時，人類的內省存在局限性(Pronin 2007)。例如，如果她的病人最近在接受腦幹活檢後出現了神經係統並發症，外科醫生的決策可能會在意識或潛意識層麵受到影響。注意到這些可能的偏差可以幫助防止感知、判斷和預測方麵的錯誤，因此是SA的一個重要元素。
• 環境:監測OR生態係統可能是困難的，特別是在手術的關鍵階段。除了某些物理屬性和房間裏的固定裝置外，OR環境幾乎所有的東西都是動態的;人們進出房間，多個對話隨之發生，警報進入和退出登記，輪班變化迎來新的人員。在上麵的插圖中，神經外科醫生試圖優化環境以滿足他們的目標。
  他們預訂了神經導航係統來幫助定位腫瘤。他們向他們的電生理學同事尋求幫助來監測腦幹功能。住院醫師旋轉手術台，使工作空間最大化，並方便地放置內鏡監視器。M醫生要求在手術過程中保持安靜，就像那些遵守“無菌座艙”規定的人一樣，禁止在關鍵的航空公司操作期間進行任何不必要的交談(McIlhenny 2018)。然而，一些環境因素(例如，對M醫生的後顱窩治療最有經驗的護理人員是否在工作)可能不在他們的控製範圍之內。
• 任務:手術的目標需要從個人和團隊的角度來考慮。每個團隊成員都有特定的目標來支持更廣泛的團隊目標。至少，團隊成員需要了解他們的個人目標如何支持整個團隊的目標。M博士的近期目標可能包括獲得組織活檢標本和教育她的學員。然而，作為團隊的領導者，M博士應該熟悉所有的個人目標，這樣她就可以認識到團隊行動最近和未來的影響，識別錯誤，並引導手術回到正軌。

將個人任務與團隊目標相協調需要持續有效的溝通。在這個小插圖中，神經外科醫生通過要求兩次手術暫停來演示SA的這方麵，以確保每個人都在同一頁上。她還會在進行活檢前提醒麻醉醫生，以預測患者病情的突然變化，這有助於麻醉醫生監測患者的生理狀態，並支持進行安全活檢的團隊目標。

可以采取幾個步驟來促進OR中的SA。Flin和patterson - brown(2015)對此進行了更廣泛的討論。建設性實踐包括以下幾點:

• 交流:提供者之間的積極溝通是協作醫療的基石，而溝通失誤是導致醫療失誤的主要原因，最終會傷害到患者(Bates等人，1997年)。確保所有的團隊成員都了解病人和手術過程，從而鞏固團隊目標。在手術前提出問題可以讓外科醫生注意到新的信息，也可以讓手術室團隊在出現問題時(理想情況下是在問題出現之前)提出問題。在第一次開刀前，應該有一個正式的簡報，但要經常提供手術進展的最新情況，以保持手術的順利進行，並確保每個人都能了解情況。
• 可視化:外科醫生從將手術的每一個步驟從開始到結束都形象化中受益，他們會問:“我期望的是什麼樣子?”我將使用哪些儀器?我們會遇到什麼挑戰?我們能獲得我們需要的資源嗎?我能幫助其他團隊成員應對意外情況嗎?”對整個過程有一個清晰的頭腦圖像可以幫助外科醫生識別手術何時偏離軌道。
  可視化也是有效應急計劃的基礎。根據這些緊急情況的可能性和嚴重程度，外科醫生可能希望調動資源或確保資源可用。將外科醫生的期望傳達給其他團隊成員，讓每個人都準備好如何應對這種情況。
• 信任、責任和團隊合作:外科醫生對病人護理的各個方麵都深感責任重大。然而，一個成功的手術的許多組成部分不在神經外科醫生的專業範圍之內(例如，保護氣道)。對其他從業者表示尊重，承認他們的技能有助於培養信任的環境。在相互尊重的環境中工作的團隊不太可能在團隊SA中發生故障。
• 時間管理:神經外科醫生必須在手術室的安全和效率之間保持平衡。隨著他或她的技術熟練程度的提高，外科醫生可以在不危及病人安全的情況下快速完成常規手術。在示例插圖中，M博士認識到需要在開始階段高效工作，以避免活組織檢查期間的任何時間壓力。
  良好的時間管理是優秀的計劃和資源動員的結果，在他們需要之前。使用程序及其各種組成步驟的共享心智模型進行操作的團隊能夠更有效地工作。

Green等人(2017)提出了“SLAM”助記法，概述了改善SA的以下4個步驟:

• 站:把任務從頭到尾想清楚。
• 看:問問自己:“有什麼不尋常的事情嗎?”
• 評估:“事情進展順利嗎?”我們步入正軌了嗎?我準備好應對意外了嗎?”
• 管理:關注或問題，重組，與團隊討論，並為下一步做準備。

可以設計係統和環境來促進SA。人類因素與人體工程學(HFE)是一門專注於優化人類與他人、機器、技術和環境互動方式的學科。簡單地說，HFE處理的是創造環境，促進生產行為，阻止反生產行為，從而最大化SA。許多研究人員已經研究了與手術性能相關的HFE原理(Graafland et al, 2015)。個人和團隊SA由以下hfe啟發的做法(聯合委員會，2015)促進:

• 遵守安全條例(例如，強製手術暫停，使用2因素患者識別)
• 使用計算機自動化(例如，用於安全給藥的程序輸液泵)
• 以下程序清單(例如，在程序開始前確認所有計劃的步驟)
• 調度(例如，調整輪班以減少流程中的人員流動，減少工作倦怠)
• 溝通(例如，重複指令以確保正確理解)
• 減少幹擾(例如，調低音樂音量，減少不必要的談話)
• 布置房間(例如，在外科醫生的視野中方便地顯示核磁共振成像，以最大限度地提高可用性的方式定位顯微鏡)
• 有係統地實行質量改進(例如，安排團隊反思和反饋的時間)

情境感知是一個多因素的過程，情境感知的崩潰通常有多種原因。溝通不周、領導不力、人為因素設計不當無疑是導致OR中SA較差的原因。情境感知依賴於容易出錯的認知係統，如感知、工作記憶和長期記憶，這些係統必須能夠協調“自上而下”和“自下而上”的輸入。

例如，在Endsley的第一個層麵(知覺)，外科醫生的知覺注意力是由自下而上的環境特征(如血管出血的顯著性)和自上而下的影響(如患者血壓下降導致外科醫生尋找出血)所引導的。認知係統也容易受到許多眾所周知的偏見的影響，包括以下幾點:

• 錨定偏見:錨定是一種讓最初的印象過度影響後續思考的傾向。錨定是錯誤診斷難以糾正的原因之一。一旦提出診斷，外科醫生可能會誤解或忽略指向另一種診斷的線索。錨定偏差與(但與)確認偏誤這是一種尋求和解釋證據以支持既存信念的傾向。
  
  為了發現錨定和確認偏差，外科醫生必須不斷地重新評估情況，並詢問是否需要考慮其他解釋。征求同事的意見是消除個人偏見的另一種方式，但應該注意的是，確認和錨定偏見可能存在於團體、部門和機構層麵。
• 認知隧道:隧道挖掘，也被稱為無意視盲或選擇性注意是指無法看清明明在眼前的事物。在接下來的視頻演示中，Daniel Simons博士和他的同事們讓觀眾數出一支籃球隊傳球的次數。盡管大多數人都能數出傳球的次數，但有一半的參與者沒有看到那個穿著大猩猩服裝、漫步穿過活動中心的女人。
  在手術室裏，外科醫生必須過濾掉分散注意力的信息，以專注於手術任務，但這可能會以錯過重要線索為代價。隧道挖掘可能受任務難度和外科醫生經驗水平的影響。有了良好的術前可視化，外科醫生對手術過程中需要注意的事項有了一種感覺，這可能會讓原本平淡無奇但卻具有重要影響的信息變得更加突出。

• 認知超載:當認知資源耗盡時，情境意識就會崩潰。具有專業知識的經驗豐富的外科醫生將比初級實習生的認知負擔更少，這使他們能夠分配更多的資源來維護SA。有關專業知識如何與SA交互的圖形說明，請參見圖2。

• 情境感知是感知環境中的信息，理解其意義，預測接下來會發生什麼的狀態。
• SA崩潰會導致醫療事故，可能由溝通失誤、領導能力差、工作場所設計欠佳和認知錯誤引起。
• 有助於SA的行為包括術前簡報、可視化、應急計劃和時間管理。

作者:Samuel B. Tomlinson, BA

DOI:https://doi.org/10.18791/nsatlas.v0.5.00a