虛擬實(shí)驗(yàn)室在臨床診斷學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與體會(huì)

鄒莉萍，黃從新，董衛(wèi)國(guó)，朱俊勇，王燕霞，鐘翠云

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院，湖北 武漢 430061)

臨床診斷學(xué)是臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的橋梁課程，是學(xué)習(xí)臨床各學(xué)科和今后從事臨床工作的基礎(chǔ)。臨床診斷學(xué)的主要實(shí)踐訓(xùn)練涉及4個(gè)方面：?jiǎn)栐\、體格檢查、心電圖及穿刺技術(shù)(胸穿、腹穿、骨穿、腰穿等)。這些診斷技能是醫(yī)學(xué)生必須掌握的最基本、最核心的技能，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和操作性。隨著醫(yī)學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變和病人維權(quán)意識(shí)的增強(qiáng)，同時(shí)隨著醫(yī)學(xué)院校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，使臨床教學(xué)資源相對(duì)短缺，臨床實(shí)訓(xùn)教學(xué)越來越困難，并嚴(yán)重影響了臨床教學(xué)質(zhì)量，如何提高醫(yī)學(xué)生臨床基本技能和解決臨床實(shí)踐問題的能力已成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)教育改革、提高臨床教學(xué)質(zhì)量的重要方向。臨床診斷學(xué)的教學(xué)內(nèi)容枯燥、部分難以理解，學(xué)生難以掌握，因此必須改進(jìn)教學(xué)方法，尋找更為適宜的教學(xué)途徑，以提高教學(xué)質(zhì)量。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的輔助教學(xué)功能已廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的教學(xué)工作，虛擬實(shí)驗(yàn)室就是其中一種。虛擬實(shí)驗(yàn)室(virtual laboratory)[1-4]是由計(jì)算機(jī)運(yùn)行的一種可以創(chuàng)造和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它可以通過多媒體計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，與裝有傳感器的儀器、設(shè)備性能相結(jié)合在電腦屏幕上創(chuàng)造出模擬的儀器性能、實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境，從而達(dá)到真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)和可靠結(jié)果。在這個(gè)虛擬的環(huán)境里，用戶可有效地利用各種數(shù)據(jù)、信息、儀器設(shè)備及人力資源等，借助與實(shí)際環(huán)境相同的傳感器設(shè)備與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用，產(chǎn)生身臨其境的感覺和體驗(yàn)，使人機(jī)交互更加自然和諧。把虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)引入醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是近年來醫(yī)學(xué)教育改革創(chuàng)新且行之有效的做法。我院于2009年將此系統(tǒng)首次應(yīng)用于2006級(jí)臨床醫(yī)學(xué)(五年制)臨床診斷學(xué)教學(xué)中，取了得良好的教學(xué)效果，現(xiàn)將我們的做法和體會(huì)報(bào)道如下：

一、我院臨床診斷學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室：

我院臨床診斷學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室包括硬件[5]和軟件及仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人三個(gè)部分：

*通訊作者

1.硬件：1臺(tái)教師機(jī)作為服務(wù)器，N臺(tái)學(xué)生機(jī)作為客戶端。教師機(jī)和學(xué)生機(jī)中的計(jì)算機(jī)需配備完善的輸入和輸出設(shè)備，通過局域網(wǎng)相互連接。

2.臨床診斷學(xué)實(shí)踐教學(xué)虛擬軟件：采用營(yíng)口巨成教學(xué)科技開發(fā)有限公司提供的JC50000型系列軟件，基于虛擬病人為單位的虛擬單元，建立完整的教學(xué)體系(原理見附圖)，將臨床工作涉及的大量信息，包括文本、圖像、音頻、視頻、三維動(dòng)畫等各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)流進(jìn)行整合，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的輔助教學(xué)功能,最大限度利用公共資源,使其相互聯(lián)系起來。

數(shù)據(jù)管理端→虛擬實(shí)驗(yàn)室教師主機(jī)(1臺(tái))+虛擬病人(1個(gè))←數(shù)據(jù)服務(wù)端

↓

學(xué)生分機(jī)N

↓

虛擬病人N

↓

問診(自己研制開發(fā))+體格檢查+心音、呼吸音聽診+病歷書寫+心電圖+考核

附圖 臨床診斷學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室原理

虛擬實(shí)驗(yàn)室該教學(xué)系統(tǒng)以我國(guó)高等醫(yī)學(xué)院校規(guī)劃教材《診斷學(xué)》及教學(xué)大綱為藍(lán)本，收集體格檢查到特征性典型病例的影像及圖片資料，將典型癥狀、體征、實(shí)驗(yàn)室檢查、輔助檢查與臨床診斷有機(jī)聯(lián)系在一起，以三維動(dòng)畫、真實(shí)的聲音(如心音，呼吸音、病人不適時(shí)的呻吟聲等)、圖片(真實(shí)病例的圖片、實(shí)驗(yàn)室鏡下圖片、X線、CT以及網(wǎng)絡(luò)資源)展示出來，并提出問題，與模擬人進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)及計(jì)分。

3.仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人：采用營(yíng)口巨成教學(xué)科技開發(fā)有限公司研發(fā)的JC-CK綜合穿刺訓(xùn)練電子標(biāo)準(zhǔn)化病人，主要用于腰椎穿刺術(shù)、背部胸腔穿刺術(shù)、腹膜腔穿刺術(shù)、骨髓穿刺術(shù)。該仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人采用優(yōu)質(zhì)硅橡膠制作，質(zhì)地柔軟，觸感真實(shí)，外觀形象逼真，解剖位置準(zhǔn)確，體表標(biāo)志明顯，并且關(guān)鍵穿刺部位可以更新，反復(fù)使用，特別是進(jìn)針時(shí)的阻滯感及進(jìn)入相關(guān)部位的落空感極具真實(shí)感，還有人造腦脊液、人造腹水、血液流出等都與真實(shí)操作相差無幾。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用

我院構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室后，在2006級(jí)臨床醫(yī)學(xué)(五年制)130名學(xué)生的臨床診斷學(xué)教學(xué)中應(yīng)用，并把2005級(jí)臨床醫(yī)學(xué)(五年制)105名學(xué)生作為對(duì)照組。在應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行臨床診斷學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生每人擁有一臺(tái)電腦或一個(gè)仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人，在老師的指導(dǎo)下，單獨(dú)開展實(shí)踐操作項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，同時(shí)，虛擬實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生開放，學(xué)生除可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室上課以外，業(yè)余時(shí)間還可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自學(xué)、復(fù)習(xí)和自我測(cè)試，如有不懂的地方，可以上網(wǎng)查找相關(guān)資料，并在留言版上留言，與老師互動(dòng)，同時(shí)還充分應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，建立學(xué)習(xí)QQ群進(jìn)行學(xué)習(xí)探討等。

三、應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)室取得的成果

在臨床診斷學(xué)教學(xué)中應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)室，通過人機(jī)對(duì)話使枯燥的“問診”教學(xué)變得生動(dòng)活潑，學(xué)生獲得身臨床其境的體驗(yàn)，極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和信心；學(xué)生可以在仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人身上進(jìn)行各種體格檢查，可以看見病人真實(shí)的反映(如痛覺、病理反射等)，聽到真實(shí)的聲音(如心音、病人不適的呻吟等)，可以在與模擬人人機(jī)對(duì)話時(shí)反復(fù)訓(xùn)練，由機(jī)器進(jìn)行評(píng)價(jià)及計(jì)分，從而得到由淺入深、步步為營(yíng)的扎實(shí)基本功的訓(xùn)練。心電圖的學(xué)習(xí)不再是紙上談兵，可以一邊操作，一邊看圖形，達(dá)到了理論聯(lián)系實(shí)際，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力。學(xué)生可以在仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人身上進(jìn)行各種穿刺技術(shù)(胸穿、腹穿、骨穿、腰穿等)的訓(xùn)練，并且可以反復(fù)操作，能逼真地體會(huì)到進(jìn)針時(shí)的阻滯感及進(jìn)入相關(guān)部位的落空感及觀察各種液體流出時(shí)情景，讓學(xué)生感到有實(shí)戰(zhàn)感，完成這些不可能在臨床帶教中完成的訓(xùn)練任務(wù)，解決了教學(xué)資源短缺的難題，避免了醫(yī)療糾紛。

附表 2005、2006級(jí)學(xué)生臨床診斷學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)分結(jié)果(2S)

同時(shí)，學(xué)生臨床診斷學(xué)學(xué)習(xí)成績(jī)明顯提高。2006級(jí)五年制本科生(使用該系統(tǒng))與2005級(jí)五年制本科生(未使用該系統(tǒng))臨床診斷學(xué)考試的平均分?jǐn)?shù)分別為73.49±21.05與67.04±23.04，兩年級(jí)相比差異顯著，P<0.05。兩年級(jí)分?jǐn)?shù)均呈正態(tài)分布,但06級(jí)五年制本科生80分以上的人數(shù)明顯多于05級(jí)五年制學(xué)生。

四、應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)室的體會(huì)

建立臨床診斷學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室并在教學(xué)中充分應(yīng)用，之所以能取得良好的教學(xué)效果，我們認(rèn)為是因?yàn)樘摂M實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生搭建了優(yōu)良的學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生不僅可以在課堂上學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，同時(shí)也可以根據(jù)自己的時(shí)間安排充分利用業(yè)余時(shí)間來創(chuàng)造學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)一步學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，動(dòng)手能力及理論知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、提高；學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)留言板及建立的學(xué)習(xí)QQ群在網(wǎng)上留言，隨時(shí)向授課老師提出問題和意見，幫助授課老師改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)效率并隨時(shí)得到老師的指導(dǎo)，達(dá)到師生交流互動(dòng)、教學(xué)相長(zhǎng)的目的；虛擬實(shí)驗(yàn)室還較好地建立了臨床技能考核綜合評(píng)分體系，能夠客觀、標(biāo)準(zhǔn)地考察學(xué)生掌握臨床基本技能的水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生操作中的問題。同時(shí)由于虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上是共享的，因此可以在不同終端機(jī)上同時(shí)進(jìn)行臨床診斷學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)，拓寬了實(shí)驗(yàn)室的空間，增加了學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的有效學(xué)時(shí)數(shù)，提高了學(xué)習(xí)效率，對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)踐教學(xué)起到了很大的推動(dòng)作用，值得今后進(jìn)一步開發(fā)教學(xué)軟件、拓展教學(xué)內(nèi)容并推廣使用。

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