医学模拟技术在医学本科教育中的应用

文章编号：1009-5519（2007）05-0790-02中图分类号：R19文献标识码：B

医学模拟教育是一种以“模拟‘真实’”进行教学的教育方式,倡导以尽可能贴近临床的真实环境和更符合医学学的方式开展教学和考核,利用多种局部功能模型、计算机互动模型以及虚拟科技等模拟系统,创设出模拟病人和模拟临床场景,通过建设临床技能模拟实验室、医学模拟中心,乃至模拟医院的方式,是医学理论通往临床实践的桥梁,利用更加科学和人性化的教学和考核手段培养医学生敏捷正确的临床思维,全面提高学生的临床综合诊断能力及各项临床操作技能,从而有效减少医疗事故和纠纷在临床实践中的发生[1].

1医学模拟技术分类和应用

医学模拟教育是医学教育的新兴学科,正成为数字化医学的重要内涵,它依靠计算机技术,生动灵活地将计算机图形图像与临床解剖学相结合,巧妙创设出全数字化人体三维模型(包括组织、肌肉、骨骼、器官等模型)和具有生物物理学特征的计算机模型,有效实现了人体形态和机能的数字化描述,直接为现代医学教学、科研和应用提供了必不可少的模拟实践条件.医学模拟教育可以应用在临床前教学,比如解剖学、生理学、药理学、物理诊断学、护理学等,也可以应用在临床教学中,如妇产科、儿科、急诊科、麻醉科、外科、内科及内窥镜等的学习.

高仿真模拟教学也可应用于急救技能培训中,包括单项操作技术训练、简单模拟训练.高仿真培训使用高仿真生理驱动仿真人,在仿真真实临床环境的条件下进行心跳呼吸骤停、ARDS、休克、复杂心律失常等紧急抢救.以实训的无风险性、操作的可调控性、病案的多样性和训练的重复性等明显优势,深受任课教师好评、受训学生欢迎和医学教育界的广泛认同.

医学模拟技术有5种类型：基础解剖模型,局部功能性训练模型,计算机辅助模型,虚拟培训系统,生理驱动型模拟系统和全方位模拟系统.此外,以正常人模仿病人的“标准化病人”教学,也属于模拟教育范畴,是一种较为特殊的模拟形式.

基础解剖模型是展示生理解剖结构或病理解剖结构的模型,在教学中的主要应用是示教,使得枯燥的理论学习变得生动、易懂,还可进行病理改变的示教.它还可以辅助解剖学、生理学和病理学等基础医学学科以及内、外、妇、儿和五官等临床学科的教学.

功能性训练模型提供了对人体一个或多个局部功能的模拟或者是对一种或多个医学操作的模拟,可使学生对某局部功能进行了解,在某个医学操作方面得到训练.主要应用在见习医生和实习医生的物诊学习和临床前学习.使学生得到一个完整医学治疗过程的训练,应用在对某一系列基本操作过程的学习和考核,如分娩过程,基本生命支持或高级生命支持的学习.虚拟培训系统是高端模拟技术发展的另一个方向.此系统通过软件创造了虚拟的病人环境和病情,操作者通过计算机屏幕看到人体内部的解剖结构,听到病人反应的声音；同时通过作用于电子硬件载体的“力回馈”技术,真实感受到自己在医疗操作过程当中的各种触觉信息.本系统将计算机软件与电子硬件载体完美结合,将医疗操作中的视觉、听觉和触觉融为一体.主要应用在学科医生的培训和继续教育.

随着虚拟现实技术的发展,有望通过电脑合成虚拟的人体或人体某局部结构,进行各种外科手术、妇产科手术、内窥镜手术(包括各种腹腔镜手术)、心脏、冠状动脉、肾动脉及髂动脉等介入微创手术,尤其是某些精细手术(如眼外科和脑外科等)操作的训练.

生理驱动型模拟系统或全方位模拟系统在技术上尾属于最高端的模拟系统,是当今世界最完善的,它带给学生的是最接近现实的类真实感受,它集人体生理功能性、软件操作便携性及知识体系贯通性于一体,借助计算机软件功能的整合性以及数字模型技术对整个医疗环境包括病人、病情和治疗环境进行全面的模拟.模拟系统具有与人一样的外形,有呼吸、心跳、脉搏、瞬目等体征,可以连接正常监护设备、呼吸机、麻醉机和诊疗设备等,模拟完整的诊疗过程.与其它计算机辅助模型的根本区别在于其使用数学模型来模拟人的生理学特征和病理学特征,如模拟病人单侧气胸时,两侧肺部表现出不同的呼吸动度；当前最高端的产品也仅仅建立了对心血管系统、呼吸系统和药理学系统的数学模型.另外,此类模拟系统提供一种交互式的教育环境,可以对药物、操作产生相应的反应,学生可以根据不同的反应做出相应的处理,完全模拟在真实场景下对病人的处理,适时对治疗操作做出反应,从而培养和考核学生的临床实际工作能力.此类模型可以应用在临床教学的各个阶段,对医疗环境进行全面的、真正的模拟.而传统的计算机辅助模型的设置方法,必须让教师考虑所有可能发生的情况,严格限定学生的操作.

2医学模拟实验室分类和应用圆

医学模拟实验室是指借助模拟技术和仿真手段营造出一个真实的临床操作环境,为医学生实习和培训提供一个有效的实践场所.医学模拟实验室分为临床技能实验室、专科技能培训中心、医疗模拟中心和模拟医院.临床技能实验室：配置有基础解剖模型、局部功能训练模型与计算机交互式模型,适用于医学生的物诊课、各学科基本临床操作技能的练习以及临床思维的培养,它同样也町用于低年资住院医师临床操作技能的培训和考核.专科技能实验室：配置有局部功能训练模型、计算机交互式模型、虚拟培训系统、生理驱动性模拟系统等,适用于医学生临床前见习以及低年资住院医师临床操作技能的培训和考核,更重要的是,它可满足各专科医生专科技能的培训和考核,如内窥镜(包括腹腔镜)操作技术、心血管介入技术、急救等.医学模拟中心：在临床技能实验室的基础上,配置标准化病人、生理驱动性模拟系统、虚拟培训系统等,可以满足各学科住院医师以及专科医师临床操作技能培训的要求.模拟医院：全方位模拟院前,急诊室、重点护理病房与手术室之间的相互作用与关系、包括所有模拟系统与医疗设施的培训考核基地,为医学生提供完全逼真、可靠而且可以反复使用的医疗模拟环境.

3医学模拟技术在考试评估中的应用

过去的操作考核其实相对于笔试可能更为简单,因为操作的题目是有限的,只要把流程背过,学生在考官面前口述一番流程,并不是真的动手操作.一些诊断性的阳性体征的考核往往对于带教教师也是一种考验,首先不一定在考试的时间一定有这种阳性体征的病人,其次病人也不一定愿意被用作考试工具,学生的数量与病人体征的数量比率也不适合于考试,所以往往是听录音或者用别的手段演示,但一个很大的缺陷是不能创造出临床的效果.

医学模拟技术则解决了这一难题,原本不能在病人身上操作的基础技能可以在一个逼真的模型上进行操作,真实地考核了动手的能力.各种不同的阳性体征,比如说各种心音、呼吸音、心电图等可以在同一个“病人”身上根据需要演示考核,甚至更加复杂的考核处理一个标准化病人的操作都可以在逼真的模拟环境下进行.

模拟技术使得一些传统上不能进行的隐私部位的检查得以进行,例如女性的、生殖系统、异性病人的导尿等,一些不多见的阳性体征在模型上也能够简便地实现.“病人”的可编辑性使得不同学生在考试时面对的是相同难度但不同处理方式的病人,避免了漏题,对每个学生又比较公平.因为是逼真的模拟,在学生进行操作的过程中考官也能够观察出该学生的职业精神和职业态度,在学生采集病史的过程中可以发现该学生的临床思维以及沟通能力等.在评分的标准上也可以进行细化,比如,是否成功地救治了病人,在多长时间内完成救治过程,有没有造成其他方面的损伤,眼手的协调,动作的连贯性和协调性,交流技巧,职业态度,团队合作能力等.

4医学模拟技术在临床技能训练方面的优势

(1)可模拟一些罕见的、凶险的、必须进行迅速和正确救治的病例,反复进行相关临床技能的训练；(2)同样的病例和场景可被重复使用,进行某些专项技能的强化训练,掌握操作要领,提高熟练程度；(3)可进行一些新技术操作的标准化训练,避免了诸多高风险手术操作带来的严重并发症.

5医学模拟系统在医学教育方面的优势

(1)应用模拟技术可弥补教学条件的不足,激发学生的学习兴趣；(2)不受时间和空间的限制,用模拟技术进行训练可以完全按照教师和学生的时间安排；(3)利用模拟技术可以训练处理不常见但是可能性质严重的病例；(4)各种难度和阶段的训练可以在模拟系统上进行；(5)学生使用模拟系统时,完全能够将其视作真实的患者,出现错误会被及时纠正,有利于增强记忆,提高学生的临床经验；《6)训练过程可以通过各种方式记录下来,训练完成后学生和教师可以一起观看或检查记录；(7))加强学生在学习活动中的思考和创造力.

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