摘" 要：開展臨床技能培訓(xùn)是醫(yī)務(wù)人員工作的重點以及難點，醫(yī)學(xué)具有極高的功能要求，因此要求學(xué)生擁有極高的實踐能力。在人體解剖教學(xué)中，以往的實踐體系面臨一定挑戰(zhàn)，虛擬平臺建設(shè)存在滯后問題。我國著重改進虛擬平臺建設(shè)的不足，并將其用至兒科、外科、內(nèi)科等，以有效提高學(xué)生的最終學(xué)習(xí)效率，優(yōu)化、保障學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；醫(yī)學(xué)教育；臨床；實踐教學(xué)

中圖分類號：" " 文獻標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2023）02-0041-04

醫(yī)學(xué)對于我國民生領(lǐng)域的重要性不言而喻，在實驗臨床醫(yī)學(xué)培訓(xùn)中，結(jié)合虛擬仿真平臺建設(shè)的最終效果，可以打造全新的教育機制。不僅能夠?qū)⑵溆糜趯W(xué)生實習(xí)鍛煉，還可以利用虛擬仿真實驗平臺優(yōu)化現(xiàn)有的教育資源，保障教育目標(biāo)。使教育重點更加合理，打造全新的工作流程，依托國家臨床技能實驗培訓(xùn)示范中心豐富的虛擬建模培訓(xùn)資源，開發(fā)功能齊全、綜合全面、包羅萬象的臨床技能虛擬建模培訓(xùn)與考核平臺，極大提升了臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)的影響和質(zhì)量。

一、虛擬仿真平臺建設(shè)的意義

醫(yī)學(xué)是一門實踐性強、效率高的特殊學(xué)科，是一門重視應(yīng)用服務(wù)的學(xué)科，也是我國非常重要的一門學(xué)科［1］。近年來，隨著醫(yī)療模式的改變和患者維權(quán)意識的興起，醫(yī)生與患者之間出現(xiàn)了矛盾［2］。隨著進入醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生人數(shù)不斷增加，臨床教學(xué)資源更加稀缺，臨床教學(xué)難以實施。特別針對臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)，其資源的稀缺一直困擾著教師。在后續(xù)需要對臨床培訓(xùn)進行更新補充，解決其潛在影響因素。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)逐漸被引入各個教育領(lǐng)域，如機械工程、農(nóng)林園藝、航海等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，其獨特的優(yōu)勢被挖掘，應(yīng)用廣泛。臨床醫(yī)學(xué)虛擬仿真培訓(xùn)平臺不僅可用于日常培訓(xùn)和評估，其內(nèi)置的培訓(xùn)系統(tǒng)還能夠完成資源下載、模型建設(shè)、分層考核等，全面提高臨床教育質(zhì)量和培養(yǎng)高水平醫(yī)學(xué)人才的目標(biāo)。將虛擬仿真技術(shù)與臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)相結(jié)合，是臨床實踐培訓(xùn)乃至全醫(yī)學(xué)發(fā)展的革命性突破［3］。

二、虛擬仿真技術(shù)的特征

虛擬仿真技術(shù)利用計算機提供的數(shù)據(jù)庫，搭建模擬現(xiàn)實場景，提供技術(shù)支持。集視覺、聽覺、觸覺于一體，在此環(huán)境下，學(xué)生將進入沉浸式學(xué)習(xí)。結(jié)合計算機提供的數(shù)據(jù)信息，并借助專業(yè)的設(shè)備，與虛擬技術(shù)提供的物品完成交互，達到學(xué)習(xí)效果。因此，虛擬技術(shù)的投入使用，對于我國教育領(lǐng)域的意義非同凡響［4］。實驗自身具有引人入勝的體驗以及效果，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，虛擬仿真技術(shù)已成為不可或缺的教育模式。目前，虛擬仿真技術(shù)主要應(yīng)用于虛擬動脈穿刺、虛擬內(nèi)窺鏡、虛擬手術(shù)等。在智能模擬器交互式思維訓(xùn)練中，虛擬仿真實驗也發(fā)揮了自身的獨特優(yōu)勢，可以更好地完成各項醫(yī)療操作。讓學(xué)生脫離實踐訓(xùn)練的壓力，保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，減少學(xué)生的心理負擔(dān)，提高教學(xué)質(zhì)量。因此，虛擬仿真技術(shù)不僅能夠解決教學(xué)資源缺乏的問題，還能夠強化學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，優(yōu)化教學(xué)效果。通過人文理念的滲透，學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)會實現(xiàn)飛速進步，避免步入工作后產(chǎn)生醫(yī)療糾紛［5］。

三、傳統(tǒng)臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前，臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）臨床高科技教學(xué)的挑戰(zhàn)日益增加

微創(chuàng)概念、血管介入技術(shù)、內(nèi)窺鏡技術(shù)和新型手術(shù)器械的廣泛應(yīng)用，給傳統(tǒng)臨床醫(yī)學(xué)帶來了重大變革?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)已進入全面發(fā)展時期，這對于臨床教學(xué)改革提出了更高要求。在教學(xué)過程中，人體解剖實驗教學(xué)具有一定的特殊性，傳統(tǒng)的教學(xué)模式可能無法完成人體解剖實驗教學(xué)所要求的高科技特點。虛擬建模實驗將更好地模擬人體解剖實驗教學(xué)中的各項細節(jié)，是解決目前學(xué)習(xí)問題的重要途徑。

（二）學(xué)生直接執(zhí)業(yè)的機會越來越少

臨床醫(yī)學(xué)極考驗學(xué)生的學(xué)習(xí)能力以及應(yīng)對技巧。但目前學(xué)生鮮有機會直接實踐。學(xué)生的臨床實踐越少，越不能得到直接的學(xué)習(xí)成長。通過虛擬建模實驗臨床技能，可以滿足教學(xué)需要［6］。

（三）真實的實驗不能模擬特殊的疾病

一些臨床疾病具有高度季節(jié)性和區(qū)域性，沒有培訓(xùn)案例很難讓學(xué)生進入沉浸式學(xué)習(xí)。在實驗中，無法模擬中毒、過敏等特殊情況。由于以上因素，臨床實習(xí)生在遇到特殊病例時，很難直接找出對策，而虛擬建模實驗環(huán)境可以滿足這樣的需求。

（四）精密的臨床手術(shù)不能多次重復(fù)

臨床進行一些精密的實驗或外科手術(shù)，要求學(xué)生后續(xù)通過錄像形式觀看，無法多次重復(fù)或模擬。但這些手術(shù)的臨床教學(xué)和培訓(xùn)知識點對于學(xué)生的成長非常重要，缺乏上手模擬實踐的機會，會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。借助虛擬建模實驗，可以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求［7］。

（五）對高層次創(chuàng)新醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)要求日益提高

在高層次醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)過程中，需要轉(zhuǎn)化目前在教學(xué)中出現(xiàn)的問題，保障醫(yī)學(xué)教育能夠更好地發(fā)揮自身的獨特優(yōu)勢，使醫(yī)學(xué)教育國際化。在面向未來培養(yǎng)全面性人才的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)目前社會的現(xiàn)狀，采取一種全新的教育方案。虛擬建模實驗，通過創(chuàng)新性的教學(xué)方法，解決學(xué)生目前出現(xiàn)的學(xué)習(xí)問題。激發(fā)學(xué)生積極性，可以培養(yǎng)具有真正競爭優(yōu)勢的醫(yī)學(xué)人才，以滿足未來社會的需求［8］。

四、虛擬仿真教學(xué)平臺基本組成部分

虛擬仿真技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中處于建模階段，與平臺的開發(fā)有一定差距。隨著醫(yī)學(xué)教育改革模式的發(fā)展，需要結(jié)合高等教育以及虛擬建模實驗實際，并運用數(shù)字技術(shù)，結(jié)合學(xué)生的臨床技能，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維。融合實踐示范中心可打造功能齊全、綜合性高的虛擬臨床培訓(xùn)模式，更好地滿足學(xué)生未來成長需要，發(fā)揮獨特優(yōu)勢；實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，全面提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高層次醫(yī)學(xué)人才。虛擬建模技術(shù)需要融入臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)的各層次，探索臨床實驗培訓(xùn)改革路徑。

（一）智能模擬實驗室

近年來，國家臨床技能實驗培訓(xùn)示范中心在設(shè)備采購和軟件開發(fā)方面投入巨資。通過課程優(yōu)化、教學(xué)方法和考核制度改革等，進行自主研發(fā)和先進虛擬建模培訓(xùn)工具的創(chuàng)建，涵蓋19個臨床課程和104個智能模擬器。該實驗室可為教師和實習(xí)生每周7天、每天24小時提供服務(wù)。設(shè)備可用性為98%，開放率為95%。實驗室滿足多項專業(yè)臨床實驗的培養(yǎng)需求，在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)人才方面發(fā)揮著重要作用。

SimMan先進的智能模擬器是一個由計算機技術(shù)控制的高度綜合的建模系統(tǒng)，可以模擬人體真實的病理和生理特性以及臨床實踐中的常見病例和治療場景。對于臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)而言，其優(yōu)勢可謂獨一無二。該模擬器為人類形態(tài)，具有眨眼、說話、呼吸、心跳、脈搏等人體特征。內(nèi)置了心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)甚至可以模擬出病理反應(yīng)，考查學(xué)生的知識點掌握情況?？梢阅７赂鞣N癥狀、體征和癥狀，為臨床建模創(chuàng)造了一個全面的培訓(xùn)環(huán)境。智能模擬器和建模設(shè)備已應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)各專業(yè)的教學(xué)活動，為臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)提供了案例。智能模擬器和建模設(shè)備資源包括消化系統(tǒng)的體檢、疾病的診斷、緊急急救、手術(shù)和取出等。可以使用體檢模型和開放式診斷輔助訓(xùn)練系統(tǒng)來分析消化系統(tǒng)，并進行進一步測試［9］。使用智能綜合人體模型可進行消化系統(tǒng)急救、了解黃疸模型和營養(yǎng)不良模型的特征，可用于完成消化系統(tǒng)疾病的診斷；穿刺模擬器可用于教授腹部穿刺，雙球囊三腔止血及十二指腸引流訓(xùn)練模型、灌腸訓(xùn)練模型、洗胃模擬模型、胃管模擬模型。

（二）虛擬仿真手術(shù)平臺

外科和內(nèi)窺鏡培訓(xùn)一直是解剖臨床醫(yī)學(xué)實驗的難點，存在學(xué)生吸收慢、學(xué)習(xí)周期長等問題。虛擬仿真手術(shù)平臺與教學(xué)方案的結(jié)合，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，保障實踐效率。對于人體建模手術(shù)系統(tǒng)，可以讓學(xué)生完成虛擬手術(shù)操作，如血管介入手術(shù)以及內(nèi)窺鏡手術(shù)，讓學(xué)生進入沉浸式體驗，掌握全面學(xué)習(xí)重點。例如，達·芬奇機器人手術(shù)模擬系統(tǒng)，可以為學(xué)生提供全面的技術(shù)支持以及訓(xùn)練模式。達·芬奇機器人手術(shù)模擬系統(tǒng)具備三維模擬實驗標(biāo)準(zhǔn)，能夠提供一系列的手術(shù)程序，由簡單至復(fù)雜，包含常見的護理以及精準(zhǔn)度較高的實驗，如組織切割、血管修剪。結(jié)合先進的外科特定模塊，以開發(fā)學(xué)生所需的認知技能。該模擬系統(tǒng)可以在不使用任何手術(shù)設(shè)備的情況下，降低解剖教學(xué)成本，并且可以進行再培訓(xùn)。讓學(xué)生盡快進入機器人手術(shù)學(xué)習(xí)周期，以提高手術(shù)安全性和手術(shù)團隊協(xié)作。虛擬手術(shù)臺操作系統(tǒng)模擬外科醫(yī)生的手術(shù)場景，包括虛擬手術(shù)臺和手術(shù)燈、虛擬手術(shù)工具（如手術(shù)刀、注射器、鑷子等）、虛擬人體模型和器官等。用于在計算機生成的虛擬手術(shù)環(huán)境中操作、體驗和學(xué)習(xí)執(zhí)行各種操作，并培養(yǎng)處理危急情況的能力。

虛擬腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)也是一個虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)，可以模擬基本的腹腔鏡手術(shù)技能，包括物體運動、切割、凝血、手眼協(xié)調(diào)、實際協(xié)調(diào)等，進行微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)。外科培訓(xùn)對于掌握腹腔鏡手術(shù)基本技術(shù)具有重要的教育意義和價值，虛擬血管介入手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)包括心血管、外周血管、腦血管和綜合血管介入虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，使用獨特的虛擬成像技術(shù)將人體解剖結(jié)構(gòu)可視化。觸覺傳感技術(shù)允許以高度逼真的視覺效果控制模擬導(dǎo)管和血管造影設(shè)備，使用虛擬血管介入手術(shù)系統(tǒng)不僅可以提高血管介入手術(shù)技能，還可以幫助學(xué)生學(xué)會應(yīng)對各種并發(fā)癥。

虛擬仿真電子內(nèi)窺鏡教學(xué)系統(tǒng)融合了反饋解剖學(xué)和人體解剖學(xué)式反饋技術(shù)，3D計算機可視化技術(shù)模擬胃腸內(nèi)窺鏡和外科手術(shù)，給學(xué)生更真實的內(nèi)部體驗。在這種環(huán)境中，學(xué)生可以安全有效地進行復(fù)雜的練習(xí)，提高方向感和協(xié)調(diào)能力。學(xué)生不僅可以練習(xí)胃鏡、結(jié)腸鏡等儀器，進行上下消化道檢查、內(nèi)鏡逆行胰膽管造影等手術(shù)，還可以診斷和治療息肉和潰瘍，應(yīng)對突發(fā)性出血。該課程的另一個優(yōu)點是學(xué)生可以用來評估和自我評估的客觀評估系統(tǒng)，對于臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)意義非凡。

五、虛擬仿真教學(xué)平臺用于臨床醫(yī)學(xué)人體解剖實踐教學(xué)的路徑

（一）內(nèi)科

心肺聽診學(xué)習(xí)難度大，因為它是一種具體而直觀的東西，無法識別。通過對胸腔穿刺、腹腔穿刺、骨髓穿刺、腰椎穿刺、氣管插管等進行建模，學(xué)生可以重新模擬穿刺手術(shù)。與提供交互式反饋的醫(yī)學(xué)穿刺建模系統(tǒng)一起，利用系統(tǒng)建模功能，為學(xué)生提供一個高度逼真的外科學(xué)習(xí)環(huán)境。此外，在開展臨床前診療思維方面，交互式情景診療思維訓(xùn)練系統(tǒng)是基于真實病例的交互式虛擬體驗平臺，可實時反映患者健康狀況、思維能力、臨床知識、技能掌握情況，并進行統(tǒng)一的系統(tǒng)評價，有助于提高臨床診斷學(xué)的效果。

虛擬在線學(xué)習(xí)平臺包括在線開放視頻課程、在線病歷數(shù)據(jù)庫、醫(yī)療視頻網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)系統(tǒng)等。學(xué)生可以通過大學(xué)網(wǎng)絡(luò)隨時隨地收聽名師精彩的教學(xué)內(nèi)容，讓更多不能在課堂的學(xué)生享受優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實現(xiàn)資源共享。

（二）外科

在臨床醫(yī)學(xué)研究中，虛擬仿真技術(shù)最重要的應(yīng)用就是虛擬手術(shù)訓(xùn)練，使用虛擬建模技術(shù)對定價場景進行建模。以往因?qū)W習(xí)資源稀缺，學(xué)生無法在醫(yī)療環(huán)境中實踐。但借助腹腔鏡學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中體驗多種手術(shù)效果，及時應(yīng)對各種突發(fā)事件，避免或減少手術(shù)失誤，提高手術(shù)成功率。多種培訓(xùn)機會可顯著提高學(xué)生的手術(shù)技能。此外，虛擬手術(shù)臺操作系統(tǒng)、虛擬血管介入手術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)、電子內(nèi)窺鏡虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的實施和應(yīng)用，有效應(yīng)對了臨床醫(yī)學(xué)試驗的挑戰(zhàn)，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)成長機會。手術(shù)和內(nèi)窺鏡培訓(xùn)可降低學(xué)生在進行手術(shù)時患者的疼痛。

（三）兒科

Sim Baby Simulation Ward是專為特殊病人護理教學(xué)和培訓(xùn)而設(shè)計的系統(tǒng)，模擬病房包含頭足靜脈穿刺模型等。教師可借助該系統(tǒng)教授學(xué)生穿刺技術(shù)技巧，提高穿刺成功率。模擬病房設(shè)有培養(yǎng)箱模式教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生可以通過該系統(tǒng)應(yīng)用不同的培養(yǎng)箱管理方式，兼顧不同嬰幼兒的身體健康狀況，幫助學(xué)生提高臨床技能和應(yīng)對常見臨床問題的能力。該建模平臺的應(yīng)用讓學(xué)生充分融入臨床教學(xué)的真實氛圍，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐能力［10］。

（四）急救

智能無線合成人體模型是美國一家公司專門為應(yīng)急團隊訓(xùn)練而生產(chǎn)的高仿標(biāo)準(zhǔn)生理合成人體模型，驅(qū)動器賦予模擬器真人的特征，可以顯示各種疾病的生理參數(shù)。從急救訓(xùn)練的角度來看，它超越了真實的患者，可有效完成解剖實驗。這款教學(xué)模擬器可以匯集多年的臨床經(jīng)驗和案例，讓學(xué)生快速吸收理論知識和相關(guān)臨床經(jīng)驗。整個系統(tǒng)可以模擬病人，顯示人體的許多生命體征，如呼吸、脈搏、心電圖、血壓、體溫、瞳孔測量等。在這個系統(tǒng)中，學(xué)生不怕犯錯誤，敢于從失敗中吸取教訓(xùn)，有效提高了臨床技能和臨床思維。

六、結(jié)語

綜上所述，虛擬在線測試平臺的內(nèi)容包括理論知識測試、臨床技能測試和溝通能力測試。學(xué)生可以使用虛擬在線測試平臺來測試他們學(xué)習(xí)的有效性?？荚嚭w“理論研究→臨床實踐→臨床實踐→標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)→繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育”等臨床醫(yī)學(xué)教育的各個階段。

隨著計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)逐漸被引入教育的各個領(lǐng)域。臨床技能虛擬模擬培訓(xùn)平臺的開發(fā)是臨床醫(yī)學(xué)教育改革的重要工具，不僅可用于日常培訓(xùn)和臨床醫(yī)學(xué)評估，還可用于模擬培訓(xùn)。對于臨床研究課程中的有用研究，也是保證和提高臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要工具。隨著時間的推移、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)有望在臨床醫(yī)學(xué)教育中得到更廣泛和更深入的應(yīng)用。

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（薦稿人：吳洪海，揚州大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授）

（責(zé)任編輯：淳潔）