武興權(quán)，徐君英，李長(zhǎng)吉，秦 永，牛 斌，馬 技

1第四軍醫(yī)大學(xué)白求恩軍醫(yī)學(xué)院內(nèi)科教研室，石家莊 050081;2石家莊裕華區(qū)醫(yī)院內(nèi)科，石家莊 050031;3營(yíng)口市巨成教學(xué)科技開發(fā)有限公司研發(fā)中心，遼寧 營(yíng)口 115004;4河北醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像教研室，石家莊 050200;5遼寧大學(xué)信息學(xué)院，沈陽(yáng) 110036;6遼寧大學(xué)信息學(xué)院電子信息教研室，沈陽(yáng) 110036

心臟性猝死嚴(yán)重地威脅著全人類健康，現(xiàn)代心肺復(fù)蘇技術(shù)［1］是搶救心臟性猝死最關(guān)鍵的措施，它直接關(guān)系到病人的安危與搶救的成敗。為此，每名醫(yī)務(wù)人員都必須熟練地掌握?，F(xiàn)今情況并不樂觀，因?yàn)楝F(xiàn)代心肺復(fù)蘇術(shù)是一項(xiàng)難度很大的臨床技能，醫(yī)務(wù)人員必須在臨床上長(zhǎng)期反復(fù)地進(jìn)行搶救訓(xùn)練才能真正地掌握。為此，營(yíng)口巨成教學(xué)科技開發(fā)有限公司組織與實(shí)施校企合作，建立了“研制智能化高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人”課題小組，經(jīng)過一年多辛勤努力，成功研制出智能化高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人，為廣大醫(yī)務(wù)人員建立了一個(gè)“現(xiàn)代心肺復(fù)蘇術(shù)實(shí)訓(xùn)基地”。

該課題由以下兩部分組成:高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人與教學(xué)軟件。

1 電子標(biāo)準(zhǔn)化病人的研制

1．1 高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人的外形及內(nèi)腔結(jié)構(gòu)

首先根據(jù)課題整體設(shè)計(jì)方案，廣泛搜集與該課題有關(guān)的醫(yī)學(xué)素材與多媒體資料，建立智能化高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人及教學(xué)軟件素材庫(kù)，對(duì)該電子標(biāo)準(zhǔn)化病人外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維造型。應(yīng)用國(guó)內(nèi)、國(guó)際最先進(jìn)的制造技術(shù)制作各個(gè)部件的物理原件，根據(jù)課件整體設(shè)計(jì)要求對(duì)每個(gè)原件反復(fù)測(cè)試、修改，當(dāng)物理原件達(dá)到整體設(shè)計(jì)要求后，再應(yīng)用國(guó)內(nèi)、國(guó)際最先進(jìn)的制作模具技術(shù)［2］，制作電子標(biāo)準(zhǔn)化病人外形及內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的模具，最后組裝成符合設(shè)計(jì)要求的智能化高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人。

1．2 高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人的功能

我們?cè)谘兄聘呒?jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人功能時(shí)，采用了機(jī)電傳動(dòng)裝置［3］、電子技術(shù)［4］與嵌入式控制系統(tǒng)技術(shù)［5］相結(jié)合的方法，使電子標(biāo)準(zhǔn)化病人具有各種生命體征，如呼吸、脈搏、血壓、瞳孔改變、心電圖等。并可根據(jù)電子標(biāo)準(zhǔn)化病人的病情演變，上述生命體征均可客觀地隨之變化。當(dāng)病人病情加重需要搶救時(shí)，搶救者可隨時(shí)進(jìn)行心臟按壓、口對(duì)口人工呼吸、電擊除顫［6-8］等。當(dāng)上述搶救符合臨床搶救要求時(shí)，電子標(biāo)準(zhǔn)化病人可轉(zhuǎn)危為安(如圖1所示)。

圖1 應(yīng)用電子標(biāo)準(zhǔn)化病人培訓(xùn)場(chǎng)景

電子標(biāo)準(zhǔn)化病人具有以下功能特點(diǎn):

1．2．1 具有完全仿真性仿真的頭頸部，材質(zhì)柔軟、手感真實(shí)，具有逼真的口腔(牙齒、舌、懸雍垂)、氣道(會(huì)厭、聲門、喉、杓狀軟骨、聲帶、氣管)和食道。胸部體表標(biāo)志(胸骨角、劍突、乳頭等)明顯，方便胸外心臟按壓的定位。逼真的頸動(dòng)脈搏動(dòng)，使胸外心臟按壓可產(chǎn)生相應(yīng)的頸動(dòng)脈搏動(dòng)，搶救成功會(huì)出現(xiàn)正常的頸動(dòng)脈搏動(dòng)。模擬病人具有逼真的眼睛，當(dāng)出現(xiàn)心跳、呼吸驟停時(shí)，瞳孔由正常轉(zhuǎn)為散大;當(dāng)搶救成功時(shí)，瞳孔由散大恢復(fù)到正常。

1．2．2 具有完全的呼吸仿真心跳呼吸驟停發(fā)生前以及猝死搶救成功后，電子標(biāo)準(zhǔn)化病人均有自主呼吸。

1．2．3 氣道管理訓(xùn)練可進(jìn)行經(jīng)口、經(jīng)鼻氣管插管，滿足各種方法開放氣道的練習(xí)，氣道開放有顯示，且只有在氣道開放狀態(tài)下才能進(jìn)行有效的人工呼吸。

1．2．4 CPR［7-8］(Cardiopulmonary Resuscitation) 實(shí)際訓(xùn)練電子標(biāo)準(zhǔn)化病人既可供學(xué)生進(jìn)行手感真實(shí)的胸外按壓訓(xùn)練，又可進(jìn)行口對(duì)口、口對(duì)鼻人工呼吸，可配合使用氣囊面罩或呼吸機(jī)進(jìn)行人工呼吸。操作者吹氣量的大小、吹氣速度以及胸外按壓的作用力與反作用力、按壓的深度、按壓的頻率，均可通過軟件界面交互式的動(dòng)態(tài)曲線描述，實(shí)時(shí)顯示、記錄和評(píng)估。

1．2．5 進(jìn)行電復(fù)律［6-8］訓(xùn)練既可用真實(shí)的不同型號(hào)、品牌的除顫起搏儀進(jìn)行電復(fù)律訓(xùn)練;又可用模擬除顫起搏訓(xùn)練器進(jìn)行手動(dòng)非同步電除顫、同步電復(fù)律及體外起搏［7-8］訓(xùn)練。

1．2．6 提供多種搶救藥品實(shí)施搶救高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人具有高智能性，在該系統(tǒng)中提供了多種搶救藥品，當(dāng)操作者在搶救過程中使用1種或幾種藥物搶救時(shí)，電子標(biāo)準(zhǔn)化病人則按疾病的發(fā)展內(nèi)在規(guī)律自行演變。

1．2．7 編輯新病例訓(xùn)練教師與學(xué)生應(yīng)用營(yíng)口巨成教學(xué)科技開發(fā)有限公司研制的病例編輯器，可充分獲得該系統(tǒng)內(nèi)儲(chǔ)存的豐富體征素材，并編輯大量新病例的病史、體征及搶救措施，以便進(jìn)行CPR、電復(fù)律與藥物搶救訓(xùn)練。

1．2．8 血壓測(cè)量電子標(biāo)準(zhǔn)化病人配有血壓測(cè)量手臂，可顯示收縮壓、舒張壓、心率數(shù)值，并有模擬汞柱動(dòng)態(tài)顯示，并具有korotkoff Gap音。配血壓測(cè)量控制器，可預(yù)置、設(shè)定血壓值，設(shè)定的血壓值可精確到1毫米汞柱。

1．2．9 心電圖分析［9］訓(xùn)練通過軟件程序交互控制，可進(jìn)行心電圖的分析訓(xùn)練。內(nèi)容包括:臨床心電圖的基本知識(shí)、心電圖測(cè)量和正常數(shù)據(jù)、心房心室肥大、心肌缺血與ST-T改變、心肌梗死、心律失常、心電圖描繪與分析訓(xùn)練、自我練習(xí)及隨機(jī)考核等內(nèi)容。

1．2．10 建立靜脈通道完整的上肢、下肢和足部靜脈血管系統(tǒng)，可進(jìn)行靜脈輸液、輸血、采血與注射給藥。

2 教學(xué)軟件

我們采用最先進(jìn)的多媒體技術(shù)［10］、計(jì)算機(jī)技術(shù)共研制出9套多媒體教學(xué)軟件，組成高級(jí)生命支持教學(xué)系統(tǒng)。其內(nèi)容包括:基本生命支持理論教學(xué)、高級(jí)生命支持理論教學(xué)、心電圖理論教學(xué)、高級(jí)生命支持訓(xùn)練、基本生命支持訓(xùn)練、基本生命支持模擬考核訓(xùn)練、基本生命支持考核、高級(jí)生命支持考核、心電圖分析考核等(如圖2所示)。

圖2 智能化高級(jí)生命支持教學(xué)系統(tǒng)主界面

在9套教學(xué)軟件中制作了大量三維與二維動(dòng)畫，將高級(jí)生命支持教學(xué)中相關(guān)的文字、聲音、靜態(tài)圖像、生理解剖、血液動(dòng)力學(xué)、病理解剖、心電圖、彩超有機(jī)地結(jié)合在一起，進(jìn)行生動(dòng)、形象教學(xué)。

我們采用先進(jìn)的C++語(yǔ)言［11］進(jìn)行軟件編程，自主研制了病例播放器和病例編輯器，并應(yīng)用最先進(jìn)的嵌入式控制系統(tǒng)技術(shù)，使教學(xué)軟件(上位機(jī))與電子標(biāo)準(zhǔn)化病人(下位機(jī))有機(jī)地結(jié)合在一起，醫(yī)學(xué)生應(yīng)用病例播放器就可以流暢地播放理論教學(xué)與該系統(tǒng)儲(chǔ)存的綜合病例;應(yīng)用我們研制的病例編輯器，可隨時(shí)編輯新的病例，并能儲(chǔ)存于課件中，隨時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)搶救訓(xùn)練。醫(yī)學(xué)生還可以在高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人身上真正地進(jìn)行CPR訓(xùn)練、電擊除顫、同步電復(fù)律、起搏訓(xùn)練、藥物搶救訓(xùn)練。

由于教學(xué)軟件(上位機(jī))與電子標(biāo)準(zhǔn)化病人(下位機(jī))的完美結(jié)合，使得該智能化高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人具有三大教學(xué)功能:

其一，可進(jìn)行基本生命支持教學(xué)、訓(xùn)練與考核，包括:基本生命支持理論教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生臨床思維教學(xué)、基本生命搶救訓(xùn)練及基本生命支持考核。

其二，可進(jìn)行高級(jí)生命支持教學(xué)、訓(xùn)練與考核，包括:高級(jí)生命支持理論教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生臨床思維教學(xué)、高級(jí)生命支持搶救訓(xùn)練及高級(jí)生命支持考核。

其三，可進(jìn)行心電圖教學(xué)、訓(xùn)練與考核，包括:心電圖理論教學(xué)、心電圖識(shí)圖與分析訓(xùn)練及心電圖考核。

綜上所述，電子標(biāo)準(zhǔn)化病人的教學(xué)功能是:①進(jìn)行急、危、重癥搶救理論教學(xué)和急、危、重癥病人的搶救訓(xùn)練;②既可進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自帶病例的訓(xùn)練，又可運(yùn)用病例編輯器編輯新病例的訓(xùn)練;③電復(fù)律訓(xùn)練以及實(shí)施藥物治療訓(xùn)練;④既可用真實(shí)不同型號(hào)、品牌的除顫起搏儀進(jìn)行電復(fù)律訓(xùn)練，又可用除顫起搏訓(xùn)練器進(jìn)行手動(dòng)非同步電除顫、同步電復(fù)律、體外起搏訓(xùn)練;⑤可與真實(shí)的多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀相連接，也可與多參數(shù)模擬監(jiān)護(hù)儀相連接;⑥教師可實(shí)施公正客觀地隨機(jī)考試，學(xué)生可進(jìn)行自我隨機(jī)考核。

3 研制智能化高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人的關(guān)鍵技術(shù)

●采用國(guó)內(nèi)、國(guó)際最先進(jìn)的制作模具技術(shù)，使高級(jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人達(dá)到高仿真性。

●應(yīng)用先進(jìn)的嵌入式控制系統(tǒng)技術(shù)，使該系統(tǒng)高智能化，使電子標(biāo)準(zhǔn)化病人具有了真正臨床病人的功能。為醫(yī)學(xué)生提供了急、危、重癥病人的診斷、治療、搶救訓(xùn)練基地。

●應(yīng)用先進(jìn)的多媒體技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)自主研制了智能化病例播放器與病例編輯器。

●將先進(jìn)的多媒體技術(shù)、電子標(biāo)準(zhǔn)化病人技術(shù)與臨床技能教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，創(chuàng)建了適合中國(guó)國(guó)情的醫(yī)學(xué)模擬教育。

正是因?yàn)橹悄芑呒?jí)生命支持電子標(biāo)準(zhǔn)化病人既可進(jìn)行急、危、重癥搶救理論教學(xué)，又可進(jìn)行急、危、重癥的搶救訓(xùn)練;既可進(jìn)行CPR訓(xùn)練，又可進(jìn)行電復(fù)律訓(xùn)練;教師既可實(shí)施公正客觀隨機(jī)考試，學(xué)生又可進(jìn)行自我隨機(jī)考核訓(xùn)練等優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)，該高仿真模型被第二屆全國(guó)高等醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生臨床技能競(jìng)賽會(huì)務(wù)組確定為本屆臨床技能競(jìng)賽決賽模型。該模型圓滿地完成決賽任務(wù)，獲得大會(huì)與參賽隊(duì)的好評(píng)。

［1］鐘敬泉．心肺腦復(fù)蘇新進(jìn)展［M］．北京:人民衛(wèi)生出版社，2009

［2］陳雪芳，孫春華．逆向工程與快速成型技術(shù)應(yīng)用［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009

［3］王豐，李明穎，趙永成．機(jī)電傳動(dòng)控制［M?。北京:清華大學(xué)出版社，2011

［4］張雪平．?dāng)?shù)字電子技術(shù)［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2011

［5］陳文智，王總輝．嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2011

［6］呂斐，張澍．心臟起搏與除顫［M］．北京:人民衛(wèi)生出版社，2010

［7］陸再英，鐘南山．內(nèi)科學(xué)［M］．7版．北京:人民衛(wèi)生出版社，2010:220-236

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［9］馮海新，呂聰敏，張麗華．臨床心電學(xué)及圖譜詳解［M］．北京:人民軍醫(yī)出版社，2004

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