心臟聽診可視化數據庫的建立和應用

肖懿慧 雷新軍 舒娟 余航

診斷學是一門實踐性很強的學科，是基礎醫學向臨床醫學過渡的橋梁。在診斷學教學中，心臟檢查歷來是教學的重點，而心臟聽診又是其中的重點和難點[1]。通過正確的聽診可以獲得重要信息，對于結構性心臟病，如房間隔缺損、風濕性二尖瓣狹窄以及一些臨床急危重癥，如急性心肌梗死后室間隔穿孔等機械并發癥具有重要的早期診斷價值，因此心臟聽診是醫學生和臨床醫生必須掌握的基本實踐技能。

但是，心臟聽診的心音、額外心音，尤其是雜音部分一直是一個教學難點，絕大部分學生都很難理解和掌握。導致這種教學困局的原因可能為① 近年來，隨著心血管疾病譜的改變，風濕性心臟病、先天性心臟病患者的發病率逐年降低，心臟聽診病源明顯減少；② 隨著心動超聲、心肌灌注顯像、冠脈影像學的大量使用，臨床醫生越來越依賴輔助檢查，對心臟查體的重視程度逐年下降，甚至個別心血管病專科醫生查房時不帶聽診器，這也給醫學生的學習帶來了不利的影響；③ 心臟聽診的本質是聲音，聲音的教學很難用文字、圖表的形式講解清楚，傳統的學習方法主要靠錄音來完成，毫無真實感，使得學生在學習這部分內容時感到難以理解和掌握；④ 見習課時，一方面時間有限、病源不足，醫學生無法切實體會和學習；另一方面教師也沒有有效的訓練方法和儀器，導致學生失去學習興趣，教學效果不佳。

由于以上教學困境，國內外教學工作者進行了多項教學改革以提高心臟聽診的教學質量。如：加強理論與多媒體教學[1]；在心動超聲指導下結合心臟結構理解心音的聽診特點[2]；使用電腦模擬人來模仿心臟病患者的各種陽性體征[3]等。然而，這些教學方法的嘗試和實踐均存在各自的局限和不足，如理論教學對聽診訓練無具體直觀的作用，超聲學習需要周期，而電腦模擬人價格昂貴，又受到時間、場地的限制，很難滿足教學的實際需要。

近年，隨著心音采集設備的大力發展，使得將心臟聽診的聲音特點可視化成為可能，實現“聽覺”向“視覺”的轉變[4]，這將大大促進醫學生對心臟聽診的理解和掌握，通過對心音、額外心音、各種心臟雜音的收集和轉化，結合圖片、理論講解、超聲指導，建立心臟聽診的可視化數據庫，有望成為心臟聽診教學的一種有效方法和新的趨勢和方向。

1 數據庫的建立

1.1 收集、整理數據材料

心臟聽診過程中，采用心音采集設備收集心音、額外心音、雜音等聽診資料，按照由正常至異常、由簡單至復雜、由生理至病理、由心音至雜音的原則對資料進行分類、整理，然后將聽診資料轉化為可視化心音圖，變“聽”為“看”，同時收集其心動超聲圖像，最后將所有圖片、視頻和音頻資料進行歸類(包括以條文分類和以心音類型分類)，將原始聽診音頻數據信息、可視化心音圖及心動超聲視頻數據儲存在計算機文檔中，并配以相應的講解和說明，搜集資料的過程中積極咨詢相關心血管病專家、心動超聲專家和網絡專家的意見，確保相關資料的準確性和整理的合理性，為建立數據庫做準備。圖1為技術路線圖。

圖1 技術路線

1.2 建立數據庫

收集完善相關聽診數據資料后，建立心臟聽診可視化數據庫(圖2) 。數據庫擬劃分為四大板塊：知識學習板塊、模擬練習板塊、聽診考核板塊、管理更新板塊。知識學習板塊以指導學生更好地掌握心臟聽診技能為出發點，介紹心臟解剖生理知識，詳細描述正常心音及雜音形成機制，結合可視化圖形、超聲圖像講解各種心臟雜音的要點。模擬練習板塊在數據庫基礎上選取部分心音、心臟雜音，為易混淆的心音對比提供鑒別訓練平臺。考核板塊包括知識點考核和聽診技能考核。管理更新板塊主要是教師管理維護板塊。

圖2 聽診可視化數據庫組成

該數據庫不僅包含診斷學中心臟聽診要求的全部教學內容，而且計劃增加部分不常見的雜音聽診內容，從而增加學生的聽診經驗。數據庫的實際效果主要取決于心音原始素材質量的好壞，因此在聲音的選擇上注重收集典型的心音和雜音，保證聲音素材來源的質量，一些罕見的、復雜的雜音可作為補充學習資料。

2 數據庫的應用

將心音音頻數據、可視化心音圖、心動超聲視頻數據及相應的講解和說明整理完成后，于2019年秋季在臨床醫學(5年制)診斷學見習教學中開始應用。

以第3心音為例，首先讓學生聽診心音，絕大多數人反映可以聽到3個聲音，但無法區分S1、S2、S3。然后打開相應的可視化心音圖，在耳朵聽時每個心音可以與心音圖建立一一對應關系，真正變“聽”為“看”，聽看結合。每個聽診聲音需要同學們反復練習，強化訓練，直至所有同學在不需要看心音圖的情況下也可以準確掌握各個心音的特點。最后打開心動超聲圖片資料同時結合教師專門的講解音頻進一步從機制上明確心音的產生、特點、鑒別和臨床意義(圖3)。

圖3 聽診可視化數據庫的具體應用

同學們通過診斷學見習課8個學時聽診音頻資料與可視化心音圖相結合的方法學習，心音、額外心音及部分心臟雜音已經能夠完全識別和鑒別。同學們普遍反映這種教學方法新穎，教學效果顯著，希望將這種學習方法延伸至其他方面，如肺部聽診等。

綜上所述，目前心臟聽診可視化數據庫已初步建立并嘗試運用，這些數據資料更加直觀形象地展現了心臟的聽診特點，產生了良好的教學效果。但是，我們還需要進一步補充和完善數據庫，① 補充少見但對臨床具有重要診斷價值的聽診資料，如急性心肌梗死后室間隔穿孔的雜音特點；② 與網絡專業人士合作，整合數據資料，簡化和易化數據庫的操作和應用；③ 目前僅嘗試在診斷學見習課中應用，下一步將拓展其應用范圍、應用方式，如在線課程、情景模擬練習等。希望通過一系列的完善和改革，充分發揮該數據庫的作用，幫助醫學生理解和掌握心臟聽診內容，并為下一步教學改革奠定基礎。