臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心的建設(shè)與實踐※

楊宇峰徐娜滕飛王楠

（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實驗中心，沈陽110847）

臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心的建設(shè)與實踐※

楊宇峰徐娜滕飛王楠

（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實驗中心，沈陽110847）

虛擬仿真實驗教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)已成為當(dāng)前培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型醫(yī)學(xué)人才的重要教學(xué)手段，臨床技能虛擬現(xiàn)實技術(shù)打破了傳統(tǒng)臨床技能實訓(xùn)教學(xué)理念，豐富了臨床技能實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，增強了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，全面提高了醫(yī)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

臨床技能；虛擬仿真；實訓(xùn)教學(xué)

虛擬仿真實驗教學(xué)中心是高等教育信息化建設(shè)和實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，推動了學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)的深度融合，在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域內(nèi)有著極大的應(yīng)用前景。醫(yī)學(xué)教育重在培養(yǎng)臨床實踐能力強的應(yīng)用型人才，臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)依托利用計算機技術(shù)，構(gòu)建高度形象、逼真、直觀和可重復(fù)操作的虛擬臨床實訓(xùn)環(huán)境和實訓(xùn)對象，可彌補傳統(tǒng)臨床技能教學(xué)存在的缺陷與不足，強化了學(xué)生對臨床技能知識內(nèi)容的認知和理解，充分體現(xiàn)了虛實結(jié)合、現(xiàn)實與虛擬的相互補充，使臨床技能實訓(xùn)教學(xué)變得更鮮活、具體和形象，對于培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，提高臨床專業(yè)技能具有重要意義。

1　臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心建設(shè)的必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)教學(xué)中。虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）作為一種新興的實驗操作技術(shù)，涉及計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等，它通過多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)的結(jié)合，而形成的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，使學(xué)生有“親臨其境”的感覺，并可親自操作，以自然的方式與虛擬環(huán)境中的客體進行體驗和交互，極大地促進了對處于多維信息空間中的個體與外部世界進行信息交流的理解和探索，拓展了實踐研究領(lǐng)域、豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容［1］。

通過計算機網(wǎng)絡(luò)向?qū)W習(xí)者提供“自主、交互、開放”的數(shù)字化的虛擬實驗環(huán)境是國內(nèi)外高等醫(yī)學(xué)教育革新教學(xué)手段的普遍潮流，已成為現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的一大趨勢。教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》指出：“利用先進網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，整合資源，構(gòu)建先進、高效、實用的高等教育信息基礎(chǔ)設(shè)施”，推進“實驗教學(xué)平臺等信息化建設(shè)”［2］。臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心建設(shè)順應(yīng)了新常態(tài)下高等教育的發(fā)展趨勢，是高等醫(yī)學(xué)教育信息化時代必然的產(chǎn)物，為醫(yī)學(xué)教育的臨床技能實訓(xùn)教學(xué)提供了一個新的教學(xué)模式。它依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機互交、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)臨床技能實訓(xùn)教學(xué)不能達到或難以實現(xiàn)的教學(xué)效果，解決了學(xué)習(xí)中的情景化及交互性的要求，使學(xué)生通過豐富多彩的教學(xué)手段，多層次、多角度、立體化、真實化的得到專業(yè)便捷的技能訓(xùn)練，有利于學(xué)生對相關(guān)技能知識的內(nèi)化和遷移。學(xué)生可以隨時隨地通過校園網(wǎng)絡(luò)登錄虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)實訓(xùn)室反復(fù)操作臨床技能實訓(xùn)項目，真正實現(xiàn)了醫(yī)學(xué)生可以“隨時、隨地、隨心”進行自主學(xué)習(xí)，突破了時間和空間的限制，有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲，充分激發(fā)學(xué)習(xí)積極性與主動性，對于全面培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的臨床思維、實踐動手能力和創(chuàng)新意識具有重大意義［3］。

2　臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心建設(shè)的思路

臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心的建設(shè)要堅持“科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展”的指導(dǎo)思想，宗旨是提高高等醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的臨床實踐能力和創(chuàng)新精神，核心是搭建優(yōu)質(zhì)的臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)平臺，重點是建設(shè)信息化的臨床技能實訓(xùn)教學(xué)資源。

針對臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)具有綜合性、多維性，多樣性的特點，建設(shè)過程中既要考慮某一學(xué)科自身的特點，還要兼顧各醫(yī)學(xué)學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性、互通性、綜合性，借助電子、人機交互、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)、對象和手段在虛擬與現(xiàn)實之間進行了結(jié)合，以各個學(xué)科的特點建設(shè)不同的虛擬仿真實訓(xùn)模塊，把不同臨床技能實訓(xùn)教學(xué)資源進行有效整合，搭建以學(xué)生為主體、全天候開放的多學(xué)科、深層次、交叉融合的臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)平臺，構(gòu)建多層次、立體化、開放式、虛實結(jié)合的臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)體系，加強特色臨床實訓(xùn)課程的虛擬實訓(xùn)項目資源庫建設(shè)，以滿足從醫(yī)學(xué)生到臨床醫(yī)生不同結(jié)構(gòu)、不同層次和不同階段的教學(xué)、培訓(xùn)和考核專業(yè)知識扎實、專業(yè)技能強、人文素養(yǎng)高的應(yīng)用型專門人才的培養(yǎng)。

臨床技能虛擬實訓(xùn)教學(xué)要重視互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺，推進自主學(xué)習(xí)社區(qū)的建設(shè)，促進網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。制作完善的臨床技能虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)課程，增加網(wǎng)上互動，以豐富的虛擬仿真教學(xué)資源吸引學(xué)生進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、形成網(wǎng)上學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進共享型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)。重點研究開發(fā)開放式臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)的管理和共享平臺，提供數(shù)字化網(wǎng)上實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境，建立與“虛實結(jié)合”教學(xué)模式相適應(yīng)的多層次實訓(xùn)開放方式，學(xué)生既可以在虛擬仿真實訓(xùn)室，利用特定的虛擬設(shè)備進行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)，在模擬現(xiàn)實的虛擬環(huán)境里進行實訓(xùn)。改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，緩解教學(xué)資源不足的壓力，擴展了醫(yī)學(xué)教學(xué)的時間和空間。學(xué)生可以“隨時、隨地、隨心”訪問全面開放的虛擬實訓(xùn)室，給予學(xué)生更大范圍的自由，更大限度地實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也拓寬了其創(chuàng)新思維，從而最大限度地利用有限教學(xué)資源，通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)具有醫(yī)學(xué)特色和良好教學(xué)效果的先進教學(xué)模式。

3　臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心建設(shè)的內(nèi)容

虛擬臨床實訓(xùn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)教育過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是提升醫(yī)學(xué)生臨床技能、臨床意識和臨床工作能力的重要途徑。為實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)資源融合，虛擬現(xiàn)實結(jié)合，教學(xué)科研相長”，遼寧中醫(yī)藥大學(xué)臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心整合了中西醫(yī)臨床技能實訓(xùn)教學(xué)資源，建設(shè)了臨床技能虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，包含虛擬仿真綜合病例訓(xùn)練系統(tǒng)、虛擬仿真國際急救情景訓(xùn)練系統(tǒng)、虛擬仿真中醫(yī)輔助診斷系統(tǒng)、虛擬仿真多點觸控虛擬解剖系統(tǒng)及虛擬仿真婦科分娩訓(xùn)練系統(tǒng)五大實訓(xùn)教學(xué)模塊。實現(xiàn)了虛實統(tǒng)一、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與課堂模擬相結(jié)合，使現(xiàn)代計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)等多種技術(shù)融合于臨床技能實訓(xùn)教學(xué)當(dāng)中，三維虛擬仿真軟件和虛擬課堂系統(tǒng)相結(jié)合，打破了時空局限性，為學(xué)生提供了真正的開放性教學(xué)環(huán)境。

五大臨床技能實訓(xùn)系統(tǒng)依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的臨床技能實訓(xùn)教學(xué)方法與手段，構(gòu)建了高度仿真的虛擬實訓(xùn)環(huán)境，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)臨床技能的興趣和學(xué)習(xí)效果。例如虛擬仿真中醫(yī)輔助診斷系統(tǒng)運用虛擬仿真手段，學(xué)生通過多維方式與計算機所創(chuàng)造的虛擬臨床診室環(huán)境進行交互，借助設(shè)備和自身的感知系統(tǒng)，在虛擬的三維環(huán)境中客觀、全面地采集虛擬臨床患者的中醫(yī)信息（望診、問診、舌診、脈診），并可將所采集的信息按照中醫(yī)理論綜合分析，進行臟腑、八綱辨證和體質(zhì)分析，給出針對性的中醫(yī)治療方案。虛擬仿真多點觸控虛擬解剖系統(tǒng)是基于信息技術(shù)與虛擬“數(shù)字人”技術(shù)相結(jié)合的開放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，虛擬仿真三維軟件技術(shù)建立的人體結(jié)構(gòu)模型，使學(xué)生通過人機交互，在模型內(nèi)部“漫游”，能夠非常直觀、輕松地學(xué)習(xí)人體解剖結(jié)構(gòu)。采用虛擬手術(shù)子系統(tǒng)，學(xué)生可以在數(shù)字化虛擬人體上進行模擬手術(shù)，系統(tǒng)則會顯示每一步手術(shù)操作的過程、刀口斷面、出血情況以及血管和神經(jīng)的位置等信息。虛擬仿真綜合病例訓(xùn)練系統(tǒng)可通過計算機建立疾病模型，學(xué)生進行問診、查體、輔助檢查等一系列的門診或入院虛擬檢查后，給予初步診斷，診斷正確，進入仿真治療階段，虛擬病人會對學(xué)生的虛擬操作進行量化的判斷與及時反饋，這樣既滿足了學(xué)生作為“醫(yī)生”的體驗，又鍛煉了學(xué)生的臨床思維能力，使學(xué)生在進入臨床實習(xí)前有了必要的感性認識。

但是，虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前還存在沒有真實環(huán)境的實物感、不能完全反映現(xiàn)實過程、無法替代臨床真實的體驗和真實環(huán)境中的意外情況。在臨床技能實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計中注重虛擬實訓(xùn)和模擬實訓(xùn)教學(xué)資源的優(yōu)勢互補，將虛擬仿真訓(xùn)練和常規(guī)實訓(xùn)優(yōu)化組合［4］。高仿真實實訓(xùn)場景，實訓(xùn)儀器、實訓(xùn)對象與臨床真實醫(yī)療操作現(xiàn)場情況一致，增強學(xué)生對臨床技能實訓(xùn)的興趣，提高學(xué)生在真實實訓(xùn)中的動手能力。模擬實訓(xùn)室為學(xué)生提供必需的基礎(chǔ)實訓(xùn)項目，虛擬實訓(xùn)室進一步豐富實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容、提高實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。只有將虛擬實訓(xùn)與真實實訓(xùn)有機結(jié)合，做到優(yōu)勢互補、相輔相成，才能真正提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)更多高素質(zhì)醫(yī)學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型人才。

總之，虛擬仿真實驗教學(xué)是一種學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代產(chǎn)物，是推進高等教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容。建設(shè)并推廣虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)是新時代醫(yī)學(xué)教育發(fā)展的必然趨勢，也是實現(xiàn)醫(yī)學(xué)教育的實際需求。隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育理念，豐富了教學(xué)內(nèi)容，擴展了醫(yī)學(xué)教學(xué)的時間和空間，加深了學(xué)生對于醫(yī)學(xué)知識的認識和理解，提高了醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量和效率。臨床虛擬仿真實訓(xùn)技術(shù)作為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才的重要教學(xué)手段，有著傳統(tǒng)臨床技能實訓(xùn)無法比擬的優(yōu)勢，對醫(yī)學(xué)虛擬仿真實訓(xùn)中心的教學(xué)功能進行正確定位，將虛擬仿真實訓(xùn)與傳統(tǒng)實訓(xùn)進行科學(xué)整合，對推動臨床技能實訓(xùn)教學(xué)改革，創(chuàng)新臨床技能實訓(xùn)教育教學(xué)模式，提高醫(yī)學(xué)生綜合技能水平等方面具有重要作用。

［1］湯文莉，畢伏龍.醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)的研究與實踐［J］.內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，31（1）：86-88.

［2］潘榮斌，陳喬，劉升長，等.虛擬仿真平臺在中醫(yī)類院?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的優(yōu)勢探析［J］.亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2015，11（24）：150-151.

［3］王琴，王愛梅.醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)資源的建設(shè)與應(yīng)用實踐研究［J］.高校醫(yī)學(xué)教學(xué)研究（電子版），2015，5（4）：23-26.

［4］王燕，車敏，楚慧媛.中醫(yī)院校建設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心的探索與實踐［J］.甘肅中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2015，32（2）：94-96.

Construction and Practice of Virtual Simulation and Training Teaching Center for Clinical Skills

YANG Yufeng，XU Na，TENG Fei，WANG Nan
（Teaching Experimental Center，Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 110847，China）

Virtual simulation experiment teaching is an important part of the information construction of higher education and virtual simulation of clinical skills training has become an important teaching means to cultivate innovative medical talents.Clinical skills virtual reality technology has broken the traditional teaching concept of clinical skills training，enriched the teaching content of clini cal skills training，and strengthened the student independent learning ability.The innovative spirit and innovative ability of medical students have been improved，and it has a broad application prospect in the field of medical education.

clinical skills；virtual simulation；practical teaching

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.18.004

1672-2779（2016）-18-0009-03

（本文編輯：李海燕本文校對：石巖2016-04-26）

遼寧省教育廳本科教改立項一般項目（No:404）