李 檬，羅泰來，陳伯華，牛 振

醫(yī)學模擬訓練使用的模型從最初的人體骨骼模型到局部功能模型，從單一病種的模擬到標準化患者模型，有了巨大的發(fā)展。特別是計算機輔助技術和虛擬現(xiàn)實技術的應用，更使模擬訓練設備能夠模擬各種環(huán)境以及各種病癥，供操作者進行實操練習。本文就醫(yī)學模擬訓練設備的種類和發(fā)展作一簡要論述。

1 醫(yī)學模擬訓練器的歷史

模擬訓練最早出現(xiàn)在飛行員的培訓中，Edwin是第1臺飛行模擬器的發(fā)明者，早在1929年就制造了第1臺飛行模擬器“blue box”，并取得了專利。飛行模擬器最開始并不受重視，僅僅只是在游樂場中供人娛樂使用。美軍在經(jīng)歷了幾次災難性的訓練事故后，認識到了模擬訓練的重要性，開始應用模擬訓練器培訓飛行員。二戰(zhàn)期間，美軍對飛行員的培訓需要大量先進的模擬訓練設備，促使了飛行模擬訓練器快速的發(fā)展。與此同時，美軍還將模擬訓練的思想引入到了醫(yī)學訓練中，促進了醫(yī)學模擬訓練設備的研發(fā)。

最早進行醫(yī)學模擬訓練的是挪度(Laerdal)公司。1958年，挪度公司開始研發(fā)嘴對嘴人工呼吸模擬訓練器。1960年，第1個復蘇模型人安妮誕生了。此后，針對心肺復蘇和急救技能，挪度公司開發(fā)了一系列模擬訓練模型。隨著計算機技術的發(fā)展以及在模擬訓練模型中的應用，醫(yī)學模擬訓練模型朝著越來越專業(yè)化以及多功能方向發(fā)展。

2 模擬訓練設備

模擬訓練設備可分為手術虛擬訓練系列、急救訓練設備、器官仿真模擬設備等，也可分為局部模型、半身模擬人和全身模擬人等。

2.1 手術虛擬訓練系統(tǒng) 美國依默森(Immersion)公司生產(chǎn)的腹腔鏡微創(chuàng)手術虛擬訓練系統(tǒng)，利用計算機軟件技術在監(jiān)視器上創(chuàng)造出可以完全互動的腹部微創(chuàng)手術環(huán)境，使受訓者有身臨其景的感受，并結合虛擬觸覺感知技術和力反饋技術產(chǎn)生的真實手感，使操作者能真實感受到腹腔鏡手術操作的順應性、組織的粘性和工具對組織的牽拉感等各種觸覺信息。德國VRmagic公司生產(chǎn)的眼科顯微手術模擬器是一個由計算機驅動在模擬眼上進行手術訓練的系統(tǒng)，包括模擬顯微鏡、模型眼、模擬顯微器械及計算機系統(tǒng)，通過它可以進行顯微鏡下的基本操作訓練、白內障手術和玻璃體手術訓練。其優(yōu)點是能把一個手術分步驟、按不同難度反復進行訓練，并能重新演示學習者的操作過程，以便教師指出學習者在操作中存在的問題。

2.2 局部模擬訓練模型 局部模擬訓練模型有氣道管理模型、氣管插管模型、環(huán)甲膜穿刺和切開模型、梗塞訓練模型、氣胸訓練模型、十二導聯(lián)技能訓練器、血壓測量訓練手臂、注射訓練手臂、外周中心導管插入模型、胸部注射模型、嬰兒注射模型、嬰兒腰穿模型等。局部模擬訓練模型能模擬多種技能的訓練，這些技能多是有一定的難度，需要反復練習，而現(xiàn)實中難以使用真實患者反復練習的。模擬訓練模型給醫(yī)務人員帶來真實的感覺，提高技能水平以及熟練度。

2.3 心肺復蘇和除顫模型 心肺復蘇和除顫模型包含有復蘇安妮、復蘇少年、復蘇嬰兒等。復蘇安妮模型人帶有電子顯示器或者電腦報告儀，能提供基礎生命支持(basic life support，BLS)的綜合性訓練，如心肺復蘇(cardiopulmonary resuscritation，CPR)、氣管插管、除顫訓練等。培訓教師能對模型進行多種組合以進行不同的情景設計，如心肺復蘇術的綜合訓練或急救綜合訓練。復蘇安妮模型人具有準確的解剖標志和真實的按壓手感，使CPR技術的掌握更加準確;正確的頭后仰、壓額抬下頜動作才可打開氣管;使用的除顫儀，自動產(chǎn)生頸動脈脈動，且與心電圖同步，可選擇不同心律，模型能作出動態(tài)回饋;顯示器能顯示吹氣以及按壓的準確性，如吹氣正確、吹氣過量、吹氣過快、按壓深度正確、按壓過深、手法錯誤等。復蘇少年和復蘇嬰兒則根據(jù)少年和嬰兒的體型進行設計制造，調整了相應的按壓、吹氣手法參數(shù)，更適合少年和嬰兒的真實急救情況。

2.4 急救、搶救類模型 急救、搶救類模型具有多種功能與型號，如搶救模型、撞傷模型、全功能創(chuàng)傷模型、損傷組合模型等。搶救模型有挪度公司的Tuff Kelly系列、復蘇安妮系列等。Tuff Kelly系列有45、70、80 kg等重量型號，具有真實的重量，適宜搶救訓練;搶救Kelly模型符合解剖學特征，可用于急救、搬運、固定訓練;撞傷Kelly模型帶有可插管的頭部、逼真的可活動關節(jié)和氣道，可用于口鼻插管和右主干插管，也可作吸引技術的訓練;全功能創(chuàng)傷模型帶有3個可互換頭部，分別為標準頭部、創(chuàng)傷插管頭部和Hurt創(chuàng)傷頭部模型，能模擬不同的頭部創(chuàng)傷情況以及產(chǎn)生動脈搏動，還具有撕裂的耳朵、割裂的眼睛、唇、頸和頭皮，不等大的瞳孔和流血的鼻子，臉頰刺穿物，斷裂的牙齒和臉部挫傷等。Tuff Kelly系列模型都配備了多種創(chuàng)傷模塊，如基本創(chuàng)傷生命支持(basic trauma life support，BTLS)、創(chuàng)傷模塊、核生化模塊、天花、出血控制模塊等，能模擬多種病人真實特征。創(chuàng)傷模塊包含了創(chuàng)傷頭部、汽車安全帶挫傷模塊;復合型鎖骨骨折、橈骨骨折、大腿骨骨折模塊;手臂Ⅰ°、Ⅱ°、Ⅲ°燒傷模塊;皮裂傷手掌、足部粉碎性骨折模塊;斷趾、暴露骨頭、暴露內臟腹部和不同口徑槍彈傷等。各種模塊與模型人相結合再配合虛擬現(xiàn)實技術，能模擬各類型創(chuàng)傷現(xiàn)場如戰(zhàn)場、車禍、地震等，供學員實地訓練使用。

2.5 Vitalsim生命體征模擬器 生命體征模擬器設計用以作真實性的急救及護理醫(yī)學方面的培訓。它可以與不同的模擬人一起使用以模擬不同生命參數(shù)，如呼吸率、脈搏、血壓、心電圖、心音、呼吸聲及腸鳴音等，亦可使模擬人發(fā)聲，如咳嗽、呻吟、嘔吐、尖叫、短促呼吸等。

2.6 Megacode系列全身模型人 挪威挪度公司的Megacode系列全身模型人的型號包括 Megacode Kelly和Megacode Kid。Megacode Kelly是一個全身模擬患者，設計的模擬心肺復蘇病例，包括訓練氣道管理、除顫監(jiān)護、靜脈注射、量度無創(chuàng)血壓以及聽診及識別心音、呼吸音及腸鳴音等，尤其適合現(xiàn)場訓練。Megacode Kid是1個6歲兒童模型，其余功能與Kelly相同，帶有Vitalsim系統(tǒng)并能連接到計算機，還可配備兒童創(chuàng)傷模塊，進行兒童創(chuàng)傷的現(xiàn)場搶救訓練。

2.7 生理驅動模型人 美國METI公司生產(chǎn)的代表目前最高端醫(yī)學模擬培訓技術的生理驅動高仿真模擬人——HPS(human patient simulator)和 ECS(emergency care simulator)，通過在外形和真人一樣的模擬人身上模擬患者的各種生理和病理學特征，對“醫(yī)生”使用的藥物和進行的治療操作產(chǎn)生相應的生理反應，并在與模擬人連接的監(jiān)護儀器中顯示各種生理參數(shù)，加之治療環(huán)境和方式的全面模擬，可以創(chuàng)造出一種交互式的教學情景，實現(xiàn)臨床真實場景下對患者的治療處理。挪度公司生產(chǎn)的Simman 3G也是1個高端全功能模擬患者，它包含能編程的自動模式和預先編程的生理驅動模式，由全身高級模擬患者、導師計算機、患者監(jiān)護儀、操縱者計算機等設備組成，能自行編程模擬病例，提供全方位的模擬訓練。導師模式可以將導師的知識、技能結合起來并直接控制病例以幫組學生學習。SimMan 3G的控制完全無線，能實現(xiàn)自我控制，能在各類模擬環(huán)境中使用，如醫(yī)院、救護車、戰(zhàn)場等。生理驅動模型人不僅可以使“醫(yī)生”了解“患者”的生理狀態(tài)，判斷“患者”的病理變化和對藥物或治療措施的反應，練習使用各種搶救儀器設備，還能在小組模擬搶救中鍛煉提高非技術性能力，真正達到培訓“醫(yī)生”臨床思維、實際動手和相互配合等綜合能力的目的。

3 醫(yī)學模擬訓練設備的優(yōu)點與發(fā)展趨勢

醫(yī)學模擬訓練是一門利用模擬技術創(chuàng)設高仿真模擬患者和臨床情景來代替真實患者進行臨床醫(yī)學教學的學科，倡導以盡可能貼近臨床真實環(huán)境和更符合醫(yī)學倫理學的方式開展教學考核。其具有不與任何法律、法規(guī)產(chǎn)生沖突，可控制性和可重復性，訓練考核便捷，培訓具有高針對性，訓練過程可記錄和可回放性以及培訓考核高認可性等優(yōu)勢。醫(yī)學模擬訓練各種功能的實現(xiàn)離不開訓練模型的作用。而醫(yī)學模擬訓練設備最主要的優(yōu)勢在于可以完全復制臨床事件并且對患者沒有危險。通過使用模擬設備進行訓練，可以在安全和可控制環(huán)境中去認識和處理急危重癥患者，加強對書本知識的理解，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，掌握處理問題的優(yōu)化程序，加強團隊合作與溝通能力。更重要的是，在這種訓練過程中允許學生犯錯誤，而這種情況在真實操作中是絕對不允許的。同時，通過模擬人和真實模擬環(huán)境下的人機互動，可以訓練他們的團隊精神、領導能力和溝通能力，更提高他們珍視生命的觀念。

醫(yī)學模擬訓練設備正朝著專業(yè)化、多功能化、虛擬化方向發(fā)展。目前手術模擬訓練設備已包含了腦科手術模擬器、眼科手術模擬器、腹腔鏡模擬訓練器、口腔手術模擬器、麻醉訓練模擬器等。將來，多功能模擬人搭載不同的疾病模塊后，再結合仿生技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術以及虛擬現(xiàn)實技術，各類手術均能實現(xiàn)各種場景下的模擬訓練。各類醫(yī)學模擬訓練的綜合開展，能使學習者在獲得知識和技能的同時，增長經(jīng)驗，增強自信心。

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