虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

許國(guó)瑩　劉家秀

[關(guān) 鍵 詞] 虛擬仿真技術(shù)；醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）27-0147-01

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)是一門(mén)側(cè)重技能培養(yǎng)的學(xué)科，豐富的教學(xué)資源和大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高教學(xué)水平的有效手段。但由于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的特性，如實(shí)驗(yàn)儀器種類多且昂貴、試劑耗損量大、影響實(shí)驗(yàn)誤差因素多、形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)教學(xué)難、過(guò)程長(zhǎng)、資源少等，使很多實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展。同時(shí)，三年制高職校內(nèi)教學(xué)學(xué)時(shí)較少，使一些基本實(shí)驗(yàn)也無(wú)法正常開(kāi)展。而且，各類自動(dòng)化檢驗(yàn)儀器已經(jīng)在臨床檢驗(yàn)工作廣泛應(yīng)用，如果學(xué)校教學(xué)仍然以傳統(tǒng)手工檢驗(yàn)項(xiàng)目為主，將與實(shí)際工作脫節(jié)。如何更好地開(kāi)展醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)逐步成為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)教學(xué)的瓶頸問(wèn)題。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在20世紀(jì)90年代初，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（virtual reality，VR）才開(kāi)始形成一個(gè)比較完整的學(xué)科體系。VR是仿真技術(shù)與多種學(xué)科與技術(shù)的集合：如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)以及人機(jī)接口技術(shù)等。這門(mén)交叉技術(shù)前沿學(xué)科非常具有挑戰(zhàn)性，主要包括感知、模擬環(huán)境、自然技能以及傳感設(shè)備等。

二、虛擬實(shí)訓(xùn)及虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)

虛擬實(shí)訓(xùn)是依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而產(chǎn)生和發(fā)展的一種實(shí)訓(xùn)模式，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種技術(shù)來(lái)真實(shí)地展示實(shí)訓(xùn)環(huán)境，模擬實(shí)訓(xùn)過(guò)程，評(píng)價(jià)實(shí)訓(xùn)結(jié)果，讓學(xué)生操作計(jì)算機(jī)展示的實(shí)訓(xùn)信息來(lái)完成真實(shí)實(shí)訓(xùn)的模擬，以替代或部分替代傳統(tǒng)的真實(shí)實(shí)訓(xùn)。

虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)是一類適用于虛擬實(shí)訓(xùn)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，包括以下兩種：一種是仿真模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室，另外一種是完全虛擬構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)室，包括相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)環(huán)境、實(shí)訓(xùn)對(duì)象、實(shí)訓(xùn)儀器和實(shí)訓(xùn)信息資源等。

三、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)

醫(yī)學(xué)考試技術(shù)的虛擬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)是模擬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)環(huán)境，仿真對(duì)象一方面是檢驗(yàn)科先進(jìn)的儀器設(shè)備：如血常規(guī)分析儀、尿沉渣分析儀、全自動(dòng)自動(dòng)生化分析儀、化學(xué)發(fā)光分析儀等，依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、多媒體技術(shù)等，另一方面是手工操作的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。通過(guò)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)虛擬臨床實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)與虛擬實(shí)驗(yàn)操作流程，操作者可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的限制，自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇實(shí)驗(yàn)器材，完成模擬操作。此外，操作者還可以“身臨其境”地操縱醫(yī)院檢驗(yàn)科完全相同的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器，在虛擬世界的交互和體驗(yàn)中進(jìn)一步加深對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)的認(rèn)識(shí)和了解，這也有利于實(shí)現(xiàn)高端技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

四、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀

由于虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，如形象生動(dòng)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、環(huán)保節(jié)能、減少投入、降低損耗等，國(guó)內(nèi)外大力推廣虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。

在國(guó)內(nèi)，近五年對(duì)虛擬實(shí)訓(xùn)的關(guān)注度正逐步提高。尤其是2013年9月9日，教育部高等教育司發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》（教高司函〔2013〕94號(hào)）后，20多家醫(yī)學(xué)院校如山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院、南方醫(yī)科大學(xué)、上海中醫(yī)藥大學(xué)、南京醫(yī)科大學(xué)等先后通過(guò)了“國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”的評(píng)審。

目前，關(guān)于虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)大都是針對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的某一門(mén)課程。如在2009年，許惠玉等利用虛擬技術(shù)制作了臨床免疫學(xué)及檢驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)室。隨后皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科構(gòu)建了基于虛擬仿真技術(shù)的《臨床檢驗(yàn)基礎(chǔ)學(xué)》虛擬實(shí)驗(yàn)室。李宇紅對(duì)漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校2014級(jí)三年制?？茩z驗(yàn)通過(guò)傳統(tǒng)教學(xué)模式和采用虛擬仿真技術(shù)有機(jī)結(jié)合模式教學(xué)對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證了在臨床檢驗(yàn)儀器設(shè)備維修教學(xué)中采用虛擬仿真技術(shù)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)效果。

近年來(lái)，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)方向的虛擬實(shí)訓(xùn)通用模型也逐漸出現(xiàn)。近三年來(lái)，如南方醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院（南方醫(yī)院）醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)系采用虛擬技術(shù)初步建成了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，建設(shè)的主要內(nèi)容是使用自動(dòng)儀器在醫(yī)療檢查。如何進(jìn)行質(zhì)量控制，如何校準(zhǔn)，如何進(jìn)行樣品的測(cè)試和維護(hù)和報(bào)警處理。福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)系也利用檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，并改變了傳統(tǒng)的教學(xué)手段，創(chuàng)新了教學(xué)模式，同時(shí)，也解決了醫(yī)學(xué)考試實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題。

五、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)發(fā)展方向

（一）應(yīng)用研究

部分院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，今后的發(fā)展方向是注重教學(xué)模式與效果分析和系統(tǒng)的評(píng)價(jià)研究。

（二）智能化

目前醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要是基于醫(yī)院檢驗(yàn)科的實(shí)訓(xùn)資源與環(huán)境進(jìn)行構(gòu)建的，今后的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)將隨著檢驗(yàn)儀器的發(fā)展具備智能化自適應(yīng)的功能。

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