iStan智能模型人虛擬病例的設計

張岳

（南陽醫學高等專科學校，河南 南陽 473000）

醫學是一門特殊的實踐性較強的學科，其特殊性在于以人體為操作對象，在教學過程中必須緊密貼近臨床，創造虛擬的“真實”臨床情景，以保證學生在進入真正臨床環境時表現出良好的職業素養和應對能力。目前醫學教學存在的問題，如實踐教學資源不足、患者維權意識增強而拒絕教學示范等，導致醫學生接觸臨床典型真實病例的機會減少，嚴重影響了醫學教學效果。隨著科技的發展，虛擬技術逐漸被應用于醫學教學中，有效彌補了傳統教學的不足，其安全、無創、可重復操作、節省教學資源等優勢，使得虛擬教學成為醫學教學發展的必然趨勢。但我國虛擬教學仍處于起步階段，虛擬病例的設計、豐富和完善還需要一定的過程。為此，我校以iStan智能模型人為載體，設計虛擬病例，并將其應用于醫學教學中。

1 設備與方法

1.1 教學設備

iStan是METI公司推出的生理驅動智能綜合模擬人，通過無線設備連接中央控制系統。iStan外表接近真實的皮膚手感，能夠模擬發汗、關節活動；內部具備動態臨床特征，如心跳、呼吸、脈搏、血壓、胸廓起伏及腸鳴音等，能模擬人體生理學和藥理學特征；操作上，可對其直接進行胸外按壓、除顫及用藥等處理；實時觀察上，能直接連接真實的監護儀，觀測多項生理指標變化和治療效應。教師可將自行設計的操作程序輸入HPS6 iStan版本軟件，利用iStan智能模型人高度仿真、高端智能的性能特點，在教學中再現臨床情景，動態展示病情發展過程和治療過程，并通過監控系統多角度實時錄像，以便教學反饋。

1.2 病例篩選

設計典型病例，突出臨床醫學的應用性特點。選取常見疾病、多發疾病，設定特定的教學目標，包括臨床診斷、救治過程、病情變化觀察等客觀的評價指標。病例中應隱含大量鑒別診斷信息，以便學生提出問題、思考問題。盡可能多地收集相關疾病的實驗室、影像等輔助檢查資料，甚至是視頻資料，但要求典型、簡單明確、甄別度高。病例信息主要為患者基本情況：患者一般情況、主訴、現病史、既往史、過敏史和體格檢查等主要信息概述。

1.3 虛擬病例設計

1.3.1 場景設定 場景可設定為：（1）接到120急救電話后趕至患者家中；（2）商場、碼頭等發病場所；（3）急診室。

1.3.2 虛擬病例設計 將篩選出的典型病例區分狀態，制作成場景流程示意圖，見圖1，主要包括初始狀態、病情發展、采取治療、病情穩定、病情惡化、進一步治療措施、死亡及成功八大狀態，其中病情發展可由多個分狀態組成，治療結果主要由成功和死亡兩部分組成。

圖1 場景流程示意圖

1.3.3 場景狀態 對場景流程示意圖各狀態進行分析，（1）列出各狀態主要參數的數值，如體溫（T）、脈搏（P）、呼吸（R）、血壓（BP），血氧飽和度（SPO2）等，重要體征如意識是否清晰、瞳孔有無散大或縮小、呼吸音是否清晰、是否為竇性心律、有無異常心音、腹部有無壓痛、肝脾腎是否觸及異常包塊等；（2）注意病情發展及其引起的參數變化，如癥狀持續時間超過多少秒或分鐘；（3）注意應用藥物和儀器治療后引起的參數變化，如使用降壓藥、呼吸機等；（4）注意參數臨界值的設定與狀態變化間的密切關系，如 T、P、R、BP、SPO2超出正常范圍等，見表 1。

1.3.4 情景編輯與輸入 打開iStan電源開關，接通教師工作站電源，二者通過無線網絡進行對接，點擊“HPS 6”圖標啟動患者，點擊“Open”選擇患者iStan。點開情景編輯器，添加各種情景狀態，按照表1中的“患者情況”，選擇情景狀態，根據界面提示，進行數據錄入，并注意編輯各狀態的持續時間。

表1 場景狀態分析

表2 急性缺血性腦血管病患者場景狀態分析

2 虛擬病例設計舉例

以急性缺血性腦血管病為例，進行iStan智能模型人虛擬病例設計。

2.1 選取典型病例

病例：患者，男，56歲。劇烈頭痛半小時。自述近兩日頭痛劇烈，胸部不痛。自述有心臟病、心絞痛、心律不齊、糖尿病，可口服用藥（地高辛、布美他尼、硝酸甘油和格列吡嗪）給予控制。未發現過敏史。查體見患者語言清楚，面部無歪斜；肺部聽診呼吸音清晰，兩側對稱；腹軟無壓痛，未觸及包塊；右上肢較左上肢握力差，下肢活動自如，足背部有脈搏，足部無水腫。

2.2 設計虛擬病例

2.2.1 場景設定 急診室接診。

2.2.2 急性缺血性腦血管病患者場景流程示意圖（見圖2）

2.2.3 急性缺血性腦血管病患者場景狀態分析（見表2）

2.2.4 情景編輯與輸入 開機聯網后，打開iStan情景編輯器，添加各種情景狀態，按照表2中的“患者情況”，根據界面提示依次錄入相應數據及狀態持續時間。

圖2 急性缺血性腦血管病患者場景流程示意圖

3 討論

設計iStan智能模型人虛擬病例，其具備安全、無創、可重復操作、節省教學資源等優勢，能在高度仿真的基礎上，再現臨床的一些常見病、多發病，并且能夠再現一些不可重復的危重癥狀態，其治療結果具有多向性，能培養學生臨床思維和操作技能。雖然iStan智能模型人虛擬病例在教學中應用的優勢明顯，但在設計時，仍需注意以下問題。

3.1 精選病例，以拓展學生臨床思維為宗旨

設計典型病例，以常見、多發病為主。對臨床病例進行合理加工、去繁就簡、去偽存真，根據教學目標，保留必要信息。教學目標設定要詳盡，數量不宜過多。病例中應隱含大量鑒別診斷信息，以拓展學生臨床思維為宗旨，有利于學生提出問題、思考問題、討論問題。病例編寫是設計虛擬病例的第一步。

3.2 場景狀態分析要準確、清晰

病例狀態區分準確，對于影響病情變化的重要信息要把握到位，臨界狀態要清晰明了。本文將場景狀態分解成流程示意圖，制作者可在初始狀態、病情發展、采取治療、病情穩定、病情惡化、進一步治療措施、死亡及成功八大狀態的基礎上，根據教學需要將病情發展再分解為多個狀態。

3.3 設計虛擬病例時不可急于求成

虛擬病例的編寫需要價格高昂的智能模擬設備，設備的使用和維護需要編寫者具有較高的計算機水平，不斷學習和探索模擬設備使用方法。虛擬病例要求加強對教師的培訓，使其學習醫學虛擬仿真相關知識。虛擬病例教學要求教師課堂組織嚴謹，避免教學目標發生偏移。虛擬病例的設計和使用要穩步推進，切不可急于求成，避免盲目跟進，舍本求末。