張雪 劉宏偉 李雅江 于俊娟 羅艷卓 付冰冰

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院 黑龍江佳木斯 154000)

臨床醫(yī)學(xué)本身就是一門具有實(shí)踐價(jià)值和積極推動力的應(yīng)用型科學(xué)，不僅需要醫(yī)學(xué)生具備較高的專業(yè)素養(yǎng)，同時還要具備較高的動手能力和實(shí)踐能力。然而從現(xiàn)有的情況看，隨著我國高等醫(yī)學(xué)院校的擴(kuò)招，教學(xué)資源緊缺使得部分臨床實(shí)踐課程無法有效展開，教學(xué)醫(yī)院之所以能夠給予醫(yī)學(xué)生更多臨床實(shí)踐操作的時間和機(jī)會，是由于虛擬技術(shù)在臨床實(shí)際操作的教學(xué)中扮演著關(guān)鍵性角色，通過虛擬實(shí)踐課的教學(xué)方法，不僅可以增加學(xué)生自信，還能使學(xué)生從實(shí)踐中獲取專業(yè)知識，同時在學(xué)習(xí)過程中也提高了實(shí)踐能力，學(xué)會了正確運(yùn)用相關(guān)理論知識，并將這些知識充分與實(shí)踐相結(jié)合起來[1]。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)相集成可以使人們通過眼部視覺、觸官等感覺器官來對虛擬事物進(jìn)行感知。它集成了計(jì)算機(jī)的智能化信息技術(shù)、傳感器圖像處理信息技術(shù)、語言語音信號圖像處理與數(shù)字聲樂以及音頻處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等許多不同門類的信息科學(xué)，是我國現(xiàn)代化社會科學(xué)信息技術(shù)革命的又一個重要?dú)v史里程碑[2]。虛擬視頻技術(shù)能夠讓學(xué)生存在情緒上的感知、沉浸感，并實(shí)現(xiàn)與虛擬世界的互動，學(xué)生可以“親臨其境”，完成相關(guān)的教學(xué)培訓(xùn)，因此彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息資源大量匱乏的不足，并由此進(jìn)一步激發(fā)廣大本科學(xué)生的積極性[3]。

虛擬標(biāo)準(zhǔn)化患者（Virtual Standardized Patients，VSP）是一種泛指醫(yī)院利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)自主搭建和仿真的人體模型，通過自己的軟件和編寫可控制程序，對模擬人體進(jìn)行各種智能化的操作和控制，模擬來完成臨床自檢和診斷的過程。VSP 基于多媒體病例進(jìn)行流程設(shè)計(jì)，結(jié)合多種多媒體的元素，如圖像、聲音、文本等，提供一個交叉互動的病例。利用VSP來代替臨床標(biāo)準(zhǔn)化管理病人以及患者管理來直接深入實(shí)現(xiàn)相關(guān)臨床醫(yī)療技術(shù)的綜合訓(xùn)練，解決了大部分臨床醫(yī)院的畢業(yè)學(xué)生在其所在領(lǐng)域臨床技術(shù)接觸中遇到的臨床疾病涉及病例數(shù)量較少、經(jīng)驗(yàn)不足等困難，從而有效、充分培養(yǎng)了這些醫(yī)院的畢業(yè)生獨(dú)立進(jìn)行思考和分析解決相關(guān)臨床技術(shù)綜合實(shí)際管理問題的綜合能力。

2 虛擬技術(shù)在教育領(lǐng)域的重要性

國內(nèi)不少醫(yī)學(xué)院校在臨床教學(xué)中投入了大量的物力、財(cái)力，通過制定標(biāo)準(zhǔn)化患者的臨床教學(xué)模型來提高學(xué)生的思考能力和操作能力[4]，現(xiàn)階段，臨床技能培訓(xùn)教學(xué)方式表現(xiàn)出一定的先進(jìn)性，尤其是新科技的引入彌補(bǔ)了我國傳統(tǒng)的臨床教學(xué)資源不足，使得學(xué)生各方面的能力都有所提升，但是我國臨床技能的培訓(xùn)中仍存在一系列的局限。具體而言，傳統(tǒng)的實(shí)踐課程教學(xué)模式缺少交互性，這種情況下，學(xué)生的精力不集中，而且操作內(nèi)容仍僅僅停留在對子技能的訓(xùn)練上，缺少將操作知識技能和臨床運(yùn)行應(yīng)用相結(jié)合的整體性運(yùn)用；缺乏情感上的培養(yǎng)，在進(jìn)行教學(xué)的過程中，只把這個模型拿來當(dāng)作一個模型，學(xué)生無法對其產(chǎn)生人文關(guān)懷，因此可能會忽略了一些細(xì)節(jié)部分，學(xué)生沒有更多的想象空間，因此對突發(fā)情況的應(yīng)變能力無法得到提高[5-6]。故而，現(xiàn)代醫(yī)療專業(yè)教育建議要重視以上的局限，在此基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，以更好地培養(yǎng)一支素質(zhì)高、能力強(qiáng)的先進(jìn)醫(yī)療專業(yè)人才。

對標(biāo)準(zhǔn)化病人的問診、全身體格檢查不僅是臨床醫(yī)生必備的基本技能，也是臨床工作的基礎(chǔ)。醫(yī)學(xué)生在臨床技能綜合訓(xùn)練培訓(xùn)過程中，是無法做到每個學(xué)生都能對病人進(jìn)行全面系統(tǒng)的體格檢查，更不可能接觸到所有多樣化、典型的病例；并且因?yàn)樯婕安∪说碾[私或違背病人的意愿等原因保存下來的病例也非常少，在臨床中積累的經(jīng)驗(yàn)也無法逐一傳授給大量的醫(yī)學(xué)生。而這種虛擬標(biāo)準(zhǔn)化的訓(xùn)練系統(tǒng)正好解決了這兩個方面的矛盾，啟用了虛擬標(biāo)準(zhǔn)化的病人培訓(xùn)系統(tǒng)，對于醫(yī)學(xué)生的基本知識、臨床運(yùn)用均能有效提高。對于臨床醫(yī)生來說，其要不斷地進(jìn)行實(shí)踐，才能逐步掌握各種操作技巧。還需指出的是，虛擬培訓(xùn)沒有直接影響到患者健康，可減少后續(xù)的一系列麻煩；另外這種模式具有較高的可操作性，增加了低年資院士的實(shí)際操作機(jī)會，對于學(xué)校來說無疑是非常理想的教學(xué)工具。這也是適合醫(yī)學(xué)教育工作者的一種教學(xué)方法，虛擬技術(shù)已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的不可缺少的重要補(bǔ)充。

3 虛擬技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的應(yīng)用

VR從誕生至現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了較長時間，然而在醫(yī)學(xué)教育方面是近些年才獲得應(yīng)用的。它在學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用，在提高教育質(zhì)量方面展現(xiàn)出了優(yōu)勢。國外已有學(xué)者對此做了專門研究，比如Samadbeik 等人的研究表明，VR 能夠增強(qiáng)教學(xué)活動的趣味性和多樣性，提高了臨床實(shí)踐過程中的精確性，使得學(xué)生可以更好地獲得專業(yè)知識和技能。

3.1 在醫(yī)學(xué)解剖中的應(yīng)用

VR技術(shù)的360度模型體驗(yàn)效果，其能夠幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地把握解剖學(xué)，學(xué)生的精力更為集中，也拓寬了知識面。在課堂上，學(xué)生可以從多個角度對解剖模型進(jìn)行觀察，如同親臨其境一樣動手操作，學(xué)生的實(shí)踐能力和動手能力得到了顯著增強(qiáng)。還有學(xué)者做了專門研究，比如Andolfi C 等建立了一個3D 數(shù)字模型，然后采用特定的方法將其載入VR模擬器中，這種裝置的最大特點(diǎn)在于，能充分展示觀測物的細(xì)微之處，更為重要的是，在具體應(yīng)用過程中，外科醫(yī)生可以通過觸覺指針隨處移動，此種情況下，醫(yī)生可制定更為科學(xué)的治療策略，同時也提高了對住院醫(yī)師的帶教。

3.2 在情景模擬中的應(yīng)用

VR技術(shù)的功能不止于上文論述的范疇，其還可以模擬出逼真的虛擬環(huán)境（VE），參與者仿佛親臨其境一樣，能夠與其產(chǎn)生互動。VR技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者創(chuàng)建和實(shí)現(xiàn)各種醫(yī)療場景，讓學(xué)生有更好的沉浸式體驗(yàn)，受訓(xùn)者可以通過佩戴醫(yī)療儀器與場景融合，并能夠通過感知器官對虛擬場景進(jìn)行感知，可以極大地鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力，同時能夠讓學(xué)生注意到一些細(xì)節(jié)，有利于學(xué)生與患者情感的培養(yǎng)。從現(xiàn)有的情況看，使用VR技術(shù)為患者搭建骨科三維可視化平臺，結(jié)合病人的實(shí)際情況生成一個“個體化3D 數(shù)字復(fù)制品”，此種情況下，病人可以對自己的疾病情況有更全面的了解，而且這個虛擬平臺的醫(yī)師可以為病人講解病情，這有助于良好醫(yī)患關(guān)系的建立，也可幫助醫(yī)師制定更為科學(xué)的決策。此外，VR 技術(shù)在其他的領(lǐng)域中也得到了大范圍應(yīng)用，比如遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域中均能見到它的身影。

圖1 虛擬病人和病例

4 虛擬技術(shù)及虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人訓(xùn)練系統(tǒng)在臨床綜合技能訓(xùn)練課教學(xué)中的應(yīng)用探索

卓越醫(yī)師班是為適應(yīng)國家醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)要求設(shè)置的五年制臨床醫(yī)學(xué)培養(yǎng)模式試點(diǎn)，目的是培養(yǎng)拔高的醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才，因此改革教學(xué)方式、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力對卓越醫(yī)師班學(xué)生的培養(yǎng)尤為重要。通過虛擬技術(shù)及虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人訓(xùn)練系統(tǒng)，以聲音配合文字，并以動畫形式進(jìn)行循環(huán)演示，學(xué)生對虛擬病人和病例進(jìn)行選擇，具體診療過程分為8個階段。

（1）選取典型的病例階段：結(jié)合實(shí)際需要和課堂進(jìn)度，帶教老師會選取一些典型的標(biāo)準(zhǔn)化疾病病例并提出思考，學(xué)生課前預(yù)習(xí)。

（2）病史采集階段：即對虛擬病人的基本信息做了解，這個階段主要鍛煉學(xué)生的問診技巧，以提高學(xué)生的溝通能力，并對醫(yī)學(xué)生問診情況進(jìn)行校對評價(jià)。

（3）體格檢查第一階段：全體學(xué)生根據(jù)患者問診的具體情況可以掌握到現(xiàn)在虛擬化中患者的身體基本資料，利用各種虛擬自動化的身體診療管理工具對已經(jīng)虛擬化的患者身體進(jìn)行各個身體重點(diǎn)部位的日常體格檢查和其他各種輔助性體格檢查，獲得重要的生理體征，系統(tǒng)會根據(jù)相應(yīng)檢查給出檢查數(shù)據(jù)和結(jié)果，并對醫(yī)學(xué)生獲取體征的情況進(jìn)行校對評價(jià)，然后將評價(jià)結(jié)果進(jìn)行記錄和保存。

（4）病例書寫階段：在這一階段內(nèi)，學(xué)生會基于前期的操作進(jìn)行病例書寫后提交相應(yīng)檢查結(jié)果，系統(tǒng)將對結(jié)果給出校對評價(jià)。

（5）病例分析階段：學(xué)生根據(jù)病史及體征分析出可能疾病。并進(jìn)一步判斷選擇實(shí)驗(yàn)室檢查，獲取相關(guān)結(jié)果。以上操作完成后，接著學(xué)生結(jié)合系統(tǒng)給出的各項(xiàng)檢查結(jié)果自己進(jìn)行思考和判斷，得出結(jié)論，并給出治療方案，可以自己分析，也可以提交給指導(dǎo)教師，同時還可以與同學(xué)進(jìn)行聯(lián)合會診，協(xié)同合作。提交結(jié)論給系統(tǒng)后，系統(tǒng)會顯示出正確的結(jié)果。并且在給出治療方案不佳時可以重復(fù)操作。

（6）信息反饋階段：虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人系統(tǒng)最后會將學(xué)生的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)結(jié)果進(jìn)行對比，之后會將對比結(jié)果顯示在相應(yīng)的頁面中，此時用戶就可以快速瀏覽到虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人病情轉(zhuǎn)化結(jié)果。在具體操作過程中，系統(tǒng)會自動彈出是否有必要查閱數(shù)據(jù)庫的對話框，學(xué)生可結(jié)合實(shí)際情況對其進(jìn)行操作；另外，學(xué)生們可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并在此過程中不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題，以不斷提升解決問題的能力。

（7）討論階段：帶教教師組織討論。在以上的環(huán)節(jié)中，獲得了大量的臨床醫(yī)學(xué)癥狀、體格醫(yī)學(xué)試驗(yàn)等資料，此時，學(xué)生可以就其中存在的問題進(jìn)行討論，比如判決后的依據(jù)、識別疾病診斷等。在此過程中，還應(yīng)將討論的內(nèi)容和結(jié)果記錄下來。

(8)總結(jié)階段：帶教教師總結(jié)病例。在這一環(huán)節(jié)中，就討論中的重點(diǎn)問題進(jìn)行總結(jié)，比如：問診、體格檢查、病例書寫等做簡要?dú)w納然后進(jìn)行相應(yīng)的評論。在此基礎(chǔ)上，全面結(jié)合自己的書本理論知識和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了深入分析，并解決了問題，深化了所要研究的內(nèi)容。

圖2 “惡心、四肢乏力3天”病例

通過虛擬仿真系統(tǒng)，學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中猶如身臨床其境，在針對虛擬病人系統(tǒng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查中，隨機(jī)抽取50 份臨床卓越班學(xué)生調(diào)查問卷，調(diào)查結(jié)果顯示，93%的學(xué)生對運(yùn)用此虛擬仿真系統(tǒng)在臨床綜合技能訓(xùn)練課程中效果非常好；81%的學(xué)生進(jìn)行了病例的反復(fù)學(xué)習(xí)操作，并且通過多次操作練習(xí)后，更好地掌握了所學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容；75%的學(xué)生認(rèn)為運(yùn)用虛擬仿真系統(tǒng)學(xué)習(xí)臨床綜合技能課程，形式新穎多樣，系統(tǒng)全面，更容易掌握各種知識點(diǎn)；85%的學(xué)生認(rèn)為通過虛擬仿真系統(tǒng)知識脈絡(luò)非常清晰，能更快地熟悉和提高臨床診治技能；8%的學(xué)生認(rèn)為通過虛擬仿真技能能實(shí)現(xiàn)與患者間的互相模擬，課常生動有趣，明顯提高臨床技能的學(xué)習(xí)效果。

在臨床醫(yī)學(xué)卓越班進(jìn)行改革過程中發(fā)現(xiàn)，利用VSP 訓(xùn)練系統(tǒng)的臨床綜合技能訓(xùn)練課程，在實(shí)際培訓(xùn)過程中可以解決一系列的問題，可糾錯、可重復(fù)操作性強(qiáng)。醫(yī)學(xué)生可以在虛擬仿真的環(huán)境中獨(dú)自診斷，也可以和同學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，進(jìn)行聯(lián)合會診，提高了醫(yī)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。同時填補(bǔ)了醫(yī)學(xué)生無法接觸到的臨床病例數(shù)和經(jīng)驗(yàn)知識的儲備。

5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在臨床教學(xué)中存在的不足

2013 年教育部啟動了虛擬技術(shù)試驗(yàn)研究項(xiàng)目建設(shè)，然而從目前的情況看，很多地區(qū)并沒有很好地進(jìn)行此類建設(shè)，除此之外，不少疾病尚未納入虛擬病例系統(tǒng)，且一些地區(qū)在該方面投入的經(jīng)費(fèi)較少，使得項(xiàng)目建設(shè)滯后。虛擬病例系統(tǒng)的操作通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，其不是直接面向患者，因此采用這種方法不能有效鍛煉學(xué)生的實(shí)際動手能力。整體上看，VR技術(shù)還處于起步階段，因此相應(yīng)醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的系統(tǒng)研發(fā)還不成熟，其靈活性相對來說較差，在使用過程中限定了教學(xué)內(nèi)容與表達(dá)方式，這種情況下表，學(xué)生的自主能動性得不到有效發(fā)揮，不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

6 結(jié)語

虛擬技術(shù)及虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人訓(xùn)練系統(tǒng)作為一種新的教學(xué)方法具有其先進(jìn)性和創(chuàng)新性，也是醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域中的有益嘗試，為醫(yī)學(xué)在校早期接觸臨床提供了條件，它使得教學(xué)模式更加多樣化和復(fù)雜化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和潛力，可以為醫(yī)學(xué)生在技能訓(xùn)練過程中避免憑空想象，枯燥乏味的理論學(xué)習(xí)，提供有趣、逼真的模擬問診的實(shí)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠真正與虛擬病人互動交流。能很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能和溝通處理問題的能力，非常適合在臨床綜合技能訓(xùn)練中應(yīng)用，提高臨床綜合技能訓(xùn)練的教學(xué)質(zhì)量。雖然仍存在一些不足之處，技術(shù)上還有很多問題需要解決，但隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展和日益成熟，以上不足會得到彌補(bǔ)，而隨著該技術(shù)更新速度的不斷加快，相信其在醫(yī)學(xué)教育上能夠得到更全面的應(yīng)用。