基于計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)構(gòu)建臨床診療實(shí)踐教學(xué)輔助手段探析

林利， 李春梅， 劉暢

隨著科學(xué)技術(shù)及現(xiàn)代教育事業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足信息化時(shí)代教育的發(fā)展趨向。特別是在醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐教學(xué)中，傳統(tǒng)的臨床實(shí)踐教學(xué)在醫(yī)學(xué)院校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大、學(xué)生對(duì)原有教學(xué)方法與手段不感興趣而遠(yuǎn)離課堂、醫(yī)生及護(hù)士執(zhí)業(yè)許可制度建立、《醫(yī)療事故處理?xiàng)l例》出臺(tái)及病人維權(quán)意識(shí)增強(qiáng)等因素的影響下，學(xué)生的臨床實(shí)踐機(jī)會(huì)和質(zhì)量都不能得到很好的保證，教學(xué)質(zhì)量受到很大的影響，抑制了學(xué)生的創(chuàng)造能力［1］。為了改善目前的臨床實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，我們?cè)谠械呐R床實(shí)踐的基礎(chǔ)上，積極探索新的輔助臨床實(shí)踐教學(xué)手段。由于虛擬技術(shù)具有沉浸性、交互性、真實(shí)性、可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)，它已經(jīng)成為當(dāng)今教育技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué)的重要發(fā)展方向之一。為此，利用虛擬技術(shù)進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，特別是在輔助臨床實(shí)踐教學(xué)方面具有更大現(xiàn)實(shí)意義。本文探索將傳統(tǒng)的臨床實(shí)踐教學(xué)過程作為一個(gè)虛擬的醫(yī)學(xué)診療場(chǎng)景，將某疾病的發(fā)病機(jī)制及診治過程的全部資料有機(jī)地組織在一起，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建出一個(gè)醫(yī)生為病人診斷和治療的場(chǎng)景［2］。

1 構(gòu)建虛擬環(huán)境病例的診斷、治療流程（見圖1）

圖1 虛擬環(huán)境病例的診斷、治療流程

2 以三尖瓣下移畸形疾病為例構(gòu)建虛擬醫(yī)學(xué)場(chǎng)景

用3D Max［3］和flash虛擬一個(gè)三圍空間及病人，當(dāng)打開某一病例的程序時(shí)，虛擬場(chǎng)景中出現(xiàn)一個(gè)病人到醫(yī)生辦公室就醫(yī)的場(chǎng)景，學(xué)生通過操作計(jì)算機(jī)進(jìn)入醫(yī)生的角色，開始為虛擬病人診斷、治療。本研究以三尖瓣下移畸形疾病為例，來探究構(gòu)建整個(gè)虛擬醫(yī)學(xué)場(chǎng)景的過程。

（1）首先利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬出病人的體貌特征：通過點(diǎn)擊虛擬病人的面部實(shí)現(xiàn)下面的描述，點(diǎn)擊一次出現(xiàn)一條體貌特征，直到虛擬病人所有體貌特征都顯示完畢，系統(tǒng)提示：體貌特征結(jié)束（比如三尖瓣下移畸形體貌特征：①生長發(fā)育差，體格瘦小；②顴頰潮紅類似二尖瓣面容；③有不同程度的紫紺）。

（2）利用虛擬技術(shù)虛擬出病人的問診情況：通過點(diǎn)擊虛擬病人的嘴部得到虛擬病人的自身感受，點(diǎn)擊一次出現(xiàn)一個(gè)癥狀，直到病人所有感受的癥狀都出現(xiàn)過，系統(tǒng)提示病人提供的自我感受結(jié)束。

（3）利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬醫(yī)生在做觸、叩、聽等簡單檢查過程：通過點(diǎn)擊虛擬病人的心臟一步步描述各種有關(guān)該疾病的現(xiàn)象，點(diǎn)擊一次出現(xiàn)一種現(xiàn)象的語音描述或是文字?jǐn)⑹觯幸恍┨厥饴犜\聲音在后期完善時(shí)再加入（比如：左前胸隆起；心濁音界擴(kuò)大；胸骨左緣可捫到三尖瓣關(guān)閉不全產(chǎn)生的收縮期震顫等）。

（4）通過上面3步的診斷，我們可以為虛擬病人初步診斷為心臟瓣膜問題，這個(gè)結(jié)論在程序設(shè)計(jì)時(shí)一定要體現(xiàn)出來，但具體是何種疾病還待進(jìn)一步確診。這個(gè)過程中，我們應(yīng)設(shè)置出幾種容易混淆的病例，讓學(xué)生通過上面的初步檢查得出幾個(gè)結(jié)論，不正確的結(jié)論隨著后面的檢查會(huì)被一步步排除。

（5）圍繞有關(guān)心臟瓣膜的疾病病史及成因分析病情，進(jìn)一步確定疾病。在虛擬環(huán)境中快速出現(xiàn)心臟主動(dòng)脈瓣、二尖瓣、三尖瓣有關(guān)疾病的病史及病因，以及幾種疾病的體貌特征、臨床表現(xiàn)、發(fā)病機(jī)制、發(fā)病機(jī)率等，學(xué)生簡單地進(jìn)行比較后，再?zèng)Q定患者需要進(jìn)一做什么檢查來確診。

（6）根據(jù)前期的診斷和分析還不能確診疾病，所以需要做一些醫(yī)學(xué)輔助檢查。本病例需要對(duì)下面幾項(xiàng)檢查內(nèi)容進(jìn)行綜合分析才能確診疾病。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬出胸部X線檢查、心電圖檢查、超聲心動(dòng)圖檢查、心導(dǎo)管檢查及心血管造影等檢查過程。在虛擬環(huán)境中設(shè)有輔助檢查標(biāo)記，當(dāng)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊此標(biāo)記時(shí)出現(xiàn)多項(xiàng)輔助檢查項(xiàng)目，同學(xué)們可根據(jù)前面的初步診斷選擇合適的輔助檢查。當(dāng)學(xué)生選擇胸部X線檢查時(shí)，虛擬環(huán)境中出現(xiàn)一個(gè)胸部X線片，胸部X線片顯示：心胸比率明顯增大，右房擴(kuò)大，整個(gè)心影呈倒置的漏斗型，上縱隔影變窄，以及肺血管紋理減少等信息；當(dāng)選擇心電圖檢查選項(xiàng)時(shí)，出現(xiàn)在虛擬環(huán)境中一個(gè)典型的心電圖，在心電圖上可以觀察到右束支傳導(dǎo)阻滯、P－R間期延長、常見P波高大并伴有心律異常、心率增快等現(xiàn)象；同樣，當(dāng)選擇超聲心動(dòng)圖檢查、心導(dǎo)管檢查及心血管造影檢查等，虛擬環(huán)境中都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的影像或文字資料。以上4種檢查根據(jù)具體情況，需要同學(xué)融會(huì)貫通聯(lián)合檢查，最后確診為三尖瓣下移畸形疾病。

（7）確診疾病后再根據(jù)具體情況制定治療方案：三尖瓣下移疾病必須通過手術(shù)的方法治療，需要根據(jù)超聲檢查情況制定手術(shù)方案。在這個(gè)過程中，學(xué)生必須考慮到不同手術(shù)方案的適應(yīng)證及禁忌證問題，然后再根據(jù)具體情況確定采用哪一種手術(shù)方案。程序設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)確定手術(shù)治療方案時(shí)，虛擬環(huán)境中分別出現(xiàn)手術(shù)適應(yīng)證和手術(shù)禁忌證的各種選項(xiàng)，需要學(xué)生完全選擇正確的適應(yīng)證及正確的禁忌證方可進(jìn)行手術(shù)方案的確定。當(dāng)確定手術(shù)方案后，虛擬環(huán)境中就會(huì)顯示下面的提示信息：近年來，隨著手術(shù)技巧的日趨成熟，臨床上一經(jīng)明確診斷且伴有心慌、氣急、心律失常及紫紺、心力衰竭的出現(xiàn)即應(yīng)及早手術(shù)治療，而不應(yīng)受到諸如年齡及心功能等方面的限制。經(jīng)過相應(yīng)的手術(shù)治療后，往往都能取得比較滿意的臨床效果。

三尖瓣下移畸形手術(shù)分為三尖瓣成形及ASD修補(bǔ)術(shù)、三尖瓣置換術(shù)、上腔靜脈 －肺動(dòng)脈吻合術(shù)等幾種手術(shù)方式。在虛擬環(huán)境設(shè)計(jì)的初期由于技術(shù)力量有限，只能把每種手術(shù)的步驟用文字或是圖片表示出來。隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)深入發(fā)展，嘗試著把每種手術(shù)方法都虛擬成與現(xiàn)實(shí)臨床操作感覺相似的醫(yī)學(xué)場(chǎng)景，比如：給心臟手術(shù)時(shí)，虛擬的心臟就會(huì)流血，需要操作者去止血，能看到心臟內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及心臟各個(gè)房、室的工作情況等，這需要很強(qiáng)大的技術(shù)與人力、物力支持［4］。這也是我們今后努力的方向。

（8）利用虛擬技術(shù)虛擬出治療過程中出現(xiàn)的問題及對(duì)策醫(yī)學(xué)場(chǎng)景：針對(duì)不同的手術(shù)方案把每一種手術(shù)過程中容易出現(xiàn)的問題及相應(yīng)的對(duì)策都虛擬出來。

（9）預(yù)測(cè)治療效果及康復(fù)。通過虛擬場(chǎng)景讓學(xué)生有身臨其境坐在辦公室為病人看病的感覺，并且在病例虛擬的過程中有步驟、有次序地將有關(guān)三尖瓣下移疾病涉及的全部醫(yī)學(xué)知識(shí)合理地設(shè)置在虛擬場(chǎng)景中，并努力做到與現(xiàn)實(shí)的診斷、治療情境完全相符。在這種虛擬的臨床診療環(huán)境中，學(xué)生有足夠的時(shí)間發(fā)揮自己的想象力，利用此虛擬場(chǎng)景，學(xué)生可以不受時(shí)間和空間的限制，隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行虛擬的臨床實(shí)踐學(xué)習(xí)，而且還可重復(fù)地使用此虛擬場(chǎng)景。并且在程序設(shè)計(jì)的過程中還添加了情境設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)置一些任務(wù)和激勵(lì)機(jī)制，讓學(xué)生帶著任務(wù)且迫切地想完成的思想主動(dòng)去為虛擬病人診斷治療，這樣學(xué)生有充分思考問題的時(shí)間和主觀能動(dòng)性，使學(xué)生更全面深刻地掌握理論知識(shí)和臨床技能，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮［5］。學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中對(duì)此類疾病的整個(gè)診療過程學(xué)習(xí)的非常透徹，再去臨床實(shí)習(xí)時(shí)接觸此類疾病就能做到有的放矢、舉一反三，這樣臨床實(shí)習(xí)生才能更好地把握有限的臨床實(shí)踐機(jī)會(huì)，必將得到較好的臨床實(shí)踐效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且學(xué)生能沉浸在虛擬環(huán)境中認(rèn)真地思考解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的臨床思維、臨床技能等能力。在虛擬臨床實(shí)踐中，如果學(xué)生能把虛擬環(huán)境與真實(shí)實(shí)踐相比較，并能從虛擬真實(shí)情境遷移出來，必將產(chǎn)生很大的醫(yī)學(xué)教育價(jià)值［6］。

［1］ 于潔，李雅杰，王松華.現(xiàn)階段臨床實(shí)習(xí)質(zhì)量影響因素的思考［J］.中國醫(yī)學(xué)高等教育，2007，（10）：85－86.

［2］ 張勁.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建教學(xué)新模式［J］.常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，（3）：26－27.

［3］ 陶麗，王俊偉.3DS MAX 2008中文版標(biāo)準(zhǔn)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2008.29－49.

［4］ 付萬襲，岳成，李寒，等.三尖瓣下移畸形的治療［J］.海軍總醫(yī)院學(xué)報(bào)，2009，22（2）：94－95.

［5］ 孫宏衛(wèi).應(yīng)用VRML建設(shè)虛擬醫(yī)學(xué)教學(xué)環(huán)境的構(gòu)想［J］.中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2006，20（5）：408－410.

［6］ 劉小泓，張鵬.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中的探討［J］.中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2007，21（4）：283－286.