構建外周血細胞分析相關手工檢驗的虛擬仿真項目*

付 陽，陳 思，夏君香，劉 宇，毛志剛，宋亞莉，曾婷婷

四川大學華西醫院實驗醫學科，四川成都 610041

外周血細胞檢驗是臨床應用最廣泛的基礎檢驗項目之一，也是《臨床基礎檢驗學》的教學重點。目前國內的數據表明，三甲醫院血常規標本的人工復檢率在20%～30%，由此可見，血細胞形態學分析在臨床診療中有舉足輕重的作用[1]。

血細胞形態學因其特殊性，需要檢驗者具備豐富的經驗，作為初學者需要花費大量時間學習和練習[2-3]。虛擬仿真實驗作為一種新型教學形式，采用虛擬仿真技術建立醫學檢驗虛擬教學平臺，有助于學生通過反復練習和全流程操作，掌握常用實驗設備的原理、操作、維護和實驗結果分析，強化學生實踐操作動手能力，培養學生創新能力，最終提高教學質量和實驗效率[4]。目前，國內外少有外周血相關分析手工檢驗和血細胞形態電子圖庫虛擬仿真項目，以及其他標本類型手工檢驗和細胞形態電子圖庫的虛擬仿真實驗項目。因此，建立外周血細胞分析相關手工檢驗的虛擬仿真項目十分必要[5-6]。

1 虛擬仿真項目的構建原理

通過構建外周血細胞分析相關手工檢驗的虛擬仿真項目的撰寫、視頻拍攝、建模和場景制作，完成虛擬仿真實驗室的構建。學生進入虛擬實驗室，以鼠標點擊方式了解手指、靜脈、動脈采血注意事項，根據不同檢測項目選擇正確的血管，并仿真模擬采血穿刺過程。同時，仿真模擬血涂片制備和染色、顯微鏡使用和維護等，最后進行細胞形態學習和識別。識別細胞后，以答題通關方式讓學生學習出現該種類型細胞形態可能對應的臨床疾病、疾病特征，以及還需進行的實驗室其他檢查和下一步的臨床診斷方案選擇等。

2 虛擬仿真項目的實驗內容與步驟

2.1實驗內容 虛擬仿真項目主要由3項內容構成，分別是：(1)血液標本采集、血涂片制備。血液標本采集、血涂片制備采用模擬實驗操作的方法，讓學生了解和熟悉各種采血基本操作，掌握血涂片推片、染色方法，避免學生因直接接觸患者而對采血產生恐懼感，以及隨之而來的生物安全風險。(2)顯微鏡使用及細胞形態識別。學習顯微鏡使用時，與構建的細胞形態圖庫相連，使學生通過使用虛擬顯微鏡，觀察大量正常或異常細胞圖片，從多角度進行細胞形態識別的學習。(3)臨床異常血細胞形態對應疾病及診療措施。實驗室其他檢查和疾病診療方法與細胞形態識別板塊串聯，當學生識別正確細胞形態后，可判斷出相應的疾病，再根據疾病選擇相應的其他實驗室檢查、后續診療措施。

虛擬仿真項目主要包括采血、血涂片制備、瑞氏染色、顯微鏡使用、血細胞鏡檢。不同專業的學生可自主選擇不同的實驗進行學習，如臨床醫學學生主要選擇疾病臨床信息、檢查項目選擇、標本采集的要求、報告解讀。對于醫學檢驗技術學生重點選擇標本實驗室檢查技術和報告解讀。見圖1。

圖1 外周血細胞分析虛擬仿真項目

2.2實驗步驟

2.2.1外周血檢查臨床適用范圍 虛擬實驗室以人機對話形式展示發生哪些癥狀和哪些情形需要進行外周血檢查，包括臨床常見疾病及情景，如貧血患者判斷貧血程度、貧血原因；發熱待診患者判斷發熱原因：細菌感染、病毒感染、寄生蟲感染及血液系統疾病；輔助判斷骨髓造血情況：紅細胞、白細胞、巨核細胞系造血情況，是否出現異常血細胞；評價治療效果等。

2.2.2選擇正確的血液標本和采血抗凝管 采用答題形式，系統隨機選取實驗室血液標本檢測項目，學生需選擇正確的血液標本類型(手指血、動脈血或靜脈血)和真空采血管方可進入下一步。

2.2.3血液標本采集 仿真模擬手指、動脈、靜脈采血穿刺整個過程。

2.2.4血涂片制備 仿真模擬血涂片制備過程，過程中以人機對話模式進行考核，如遇貧血標本或血紅蛋白高的標本，應采取哪種角度、哪種速度推片，方能得到厚薄適宜的血涂片。

2.2.5血涂片染色 仿真模擬血涂片染色過程，過程中以人機對話模式進行考核，如遇有核細胞過多或有核細胞較少的標本，應如何改變染色時間方能得到染色良好的血涂片。

2.2.6顯微鏡調試 仿真模擬顯微鏡調試過程，訓練內容為如何分別使用粗、細準焦螺旋調試出清晰視野，使用低倍鏡和高倍鏡及油鏡時，聚光器和光圈應如何調節。

2.2.7顯微鏡鏡檢外周血細胞形態 仿真模擬內容包括判斷染色質量、如何選擇合適的鏡檢視野及觀察紅細胞、白細胞、血小板的具體形態；鏡檢紅細胞時，觀察紅細胞的大小、染色情況、形態及內容物；鏡檢白細胞時，觀察白細胞的形態、大小、顆粒及核型變化；鏡檢血小板時，觀察血小板形態，以及有無巨大血小板和血小板聚集。

2.2.8細胞形態學學習 進入電子圖庫，系統隨機選擇正常和/或異常紅細胞、白細胞、血小板形態，學生進行識別并選擇正確答案。

2.2.9臨床相關知識鞏固 學生進入電子題庫識別細胞，答對后系統給出相應臨床疾病相關問題，如臨床表現、其他實驗室檢查、臨床診斷、臨床治療、療效監測指標等。

3 虛擬仿真實驗考核方式與結果要求

3.1實驗考核方式和要求 實驗考核方式采用“通關游戲式”的過程考核，完成前一階段考核后方可進入下一階段。血液標本采集前學生根據檢驗目的選擇不同項目、不同血管，隨后進入血液標本采集的考核；完成血液標本采集后方可進入細胞形態學考核，系統自動隨機選擇在線圖庫中圖片對學生進行細胞形態學考核，實驗室檢測后則對相應臨床疾病、檢查、診療措施進行考核。過程考核由10道題組成，需要學生做出正確的解答，并有相應的提示，完全答對后進入下一個實驗。虛擬仿真實驗操作結束后，學生需要撰寫實驗報告，分析并進行討論。

3.2實驗結果要求 實驗結果通過過程考核和實驗報告來體現，其中過程考核占80%，實驗報告占20%。同時在線實驗教學提供討論平臺，學生可以對實驗中的問題進行線上提問。完成整個課程后，學生可以獲得血液手工檢驗一系列的實驗報告(即知識要點)，以利于回顧性學習。

4 項目操作界面

項目操作界面采用引導和考核方式進行，引導界面有提示性注釋，學生通過鼠標點擊相應的器具進行實驗操作，目前項目建設已基本完成，教學效果評估有待進一步的實踐教學驗證。

5 小 結

虛擬仿真實驗教學與傳統教學方式相結合，在現代醫學教育中發揮重要作用。虛擬實驗室模擬案例的使用有助于提高學生學習的積極性。所以，虛擬實驗室模擬是對傳統教學活動的有效補充，有利于檢驗技術人員的培養。據文獻報道，國內開展醫學類虛擬仿真實驗教學的高校約占11.54%，以基礎類課程為主，醫學檢驗技術相關課程非常少[7-8]。

血液采集是臨床醫學學生的基本技能，該技術需要較長時間的練習方能掌握，未進入實習階段的醫學生很難在理論學習期間獲得較多的實踐機會。同時，外周血相關手工檢測的完整流程涉及多個步驟和程序，并且需要應用顯微鏡觀察細胞形態，在有限的實踐課時中，學生難以熟練掌握血液采集、血涂片制備、染色等；僅依賴課堂講授、圖譜學習，學生無法較好地識別與掌握血細胞的正常和異常形態。

本次虛擬仿真實驗項目將虛擬仿真實驗教學軟件和華西醫院豐富的臨床資料，以及先進的科研實驗設備結合起來[9]，建設使學生有機會進行外周血分析相關手工檢驗虛擬操作的實驗項目。一方面，可將血細胞形態檢測擴展到更多疾病類型，通過一套完整的虛擬仿真方案讓學生掌握臨床血液實驗室外周血分析檢測；另一方面，本著“寓教于樂”的建設原則，將該項目中血細胞涂片細胞形態設計成通關游戲，結合疾病特點，讓學生對出現該細胞形態可能的疾病及之后需要做的實驗室檢查和治療有一定了解，真正實現與臨床疾病診療相結合[10]。同時，通過該項目的實施，搭建一個虛擬仿真的檢驗實驗平臺框架，利用此框架在后期建設中還可以構建包括多種標本的一般檢驗及形態學檢測分析，如尿沉渣有形成分識別、糞便與漿膜腔積液一般檢驗、蘇丹Ⅲ染色、微生物形態等[11]。

綜上所述，本項目利用虛擬仿真技術模擬血細胞分析實驗室檢測的過程，規避了生物安全和學生心理因素問題，節約了實踐教學中試劑耗材成本，最重要的是增強了學生的學習興趣和教學效果。本項目作為輔助真實實踐教學技能操作的有效工具，有助于更好地培養臨床檢驗工作的實用型人才，其臨床教學效果有待進一步在本科教學中應用和評估。