虛擬仿真技術(shù)在心血管內(nèi)科臨床教學(xué)中的應(yīng)用

何鵬義 梁 穎 李佳思凡 牛淑亮

（1.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，新疆 烏魯木齊830011；2.新疆醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，新疆 烏魯木齊830011；3.新疆醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，新疆 烏魯木齊830011）

0 引言

心血管內(nèi)科是內(nèi)科領(lǐng)域?qū)？苹潭葮O高的臨床學(xué)科，學(xué)習(xí)內(nèi)容多，患者病情復(fù)雜、危重，專業(yè)性極強，理論研究和技術(shù)更新速度非?？臁Ｐ吕碚?、技術(shù)的推廣應(yīng)用，需要臨床醫(yī)生具備非常扎實的解剖學(xué)基礎(chǔ)知識，清晰掌握心臟及血管系統(tǒng)解剖，是成長為一名合格心血管內(nèi)科醫(yī)生的必備基礎(chǔ)。但在臨床教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由于系統(tǒng)解剖學(xué)和局部解剖學(xué)開設(shè)較早，很多實習(xí)生、研究生、規(guī)培生，對解剖學(xué)基本知識遺忘嚴重，很多內(nèi)容掌握不夠準確。目前醫(yī)學(xué)院校普遍采用的基于學(xué)科界限的醫(yī)學(xué)生培養(yǎng)模式，使得學(xué)生很難獲得足夠的解剖學(xué)標本進行復(fù)習(xí)和再學(xué)習(xí)解剖學(xué)知識。如何讓學(xué)生能夠直觀的了解和學(xué)習(xí)心臟及血管系統(tǒng)解剖，是心血管內(nèi)科臨床教學(xué)面臨的一個問題。

隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展與普及，虛擬仿真給臨床教學(xué)帶來了更多的資源?！皵?shù)字人”是近年來人體解剖學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，迅速發(fā)展和被廣泛推廣應(yīng)用的實用教學(xué)輔助工具之一，“數(shù)字人”在改變心血管內(nèi)科教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量等方面同樣能夠發(fā)揮出重要作用[1]。本文就“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)引入心血管內(nèi)科臨床教學(xué)，思考如下。

1 信息化技術(shù)發(fā)展的必然要求

2018年4月13日，教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動計劃》，明確提出，“從提升學(xué)生信息技術(shù)應(yīng)用能力，向提升信息技術(shù)素養(yǎng)轉(zhuǎn)變”，要基于信息化發(fā)展，通過“差異化教學(xué)”，實現(xiàn)“個性化學(xué)習(xí)”的具體要求[2]。

心血管內(nèi)科實習(xí)生、研究生和規(guī)培生，均已進入臨床見習(xí)和實踐操作階段，對于通過尸體解剖回顧和學(xué)習(xí)心臟及血管系統(tǒng)解剖，存在一定的困難。數(shù)字人解剖系統(tǒng)是隨著信息技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的一種虛擬仿真系統(tǒng)，具有良好的沉浸式、交互性和重復(fù)性等特點[3]，能夠隨時隨地滿足了心血管內(nèi)科醫(yī)學(xué)生對解剖學(xué)學(xué)習(xí)的需求。

在實踐中，根據(jù)心血管內(nèi)科疾病的學(xué)習(xí)規(guī)律與要求，發(fā)布相關(guān)內(nèi)容的虛擬仿真建模要求，學(xué)生通過虛擬軟件觀察、學(xué)習(xí)相關(guān)解剖知識并建模，進而從解剖學(xué)角度分析發(fā)病原因、治療方向，取得了很好的學(xué)習(xí)效果。同時，通過推廣醫(yī)學(xué)智慧實驗平臺在心血管內(nèi)科教學(xué)中的應(yīng)用，培養(yǎng)了學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。

2 以學(xué)生為中心教學(xué)模式的必然要求

“以學(xué)生為中心”就是要從學(xué)生的心理和學(xué)習(xí)習(xí)慣出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生自主性，調(diào)動學(xué)習(xí)主動性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得“歸屬感”，并培養(yǎng)學(xué)生獲得持續(xù)性主動自主學(xué)習(xí)能力，使他們成為終身學(xué)習(xí)者[4-5]。教師主導(dǎo)教學(xué)，但教學(xué)的主體是學(xué)生。教師主導(dǎo)教學(xué)，不僅僅是傳授知識，更是要教給學(xué)生獲取知識的途徑。教學(xué)模式要從傳統(tǒng)的“滿堂灌”向激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力轉(zhuǎn)變。數(shù)字虛擬人在應(yīng)用操作中，能將學(xué)生的角色從簡單的知識接受和記憶，轉(zhuǎn)化為知識的發(fā)現(xiàn)和構(gòu)建，教師僅提供技術(shù)支持[6-7]，對提高教學(xué)效果和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力有著非常重要的意義。

2020年年初，在疫情背景下“停課不停學(xué)”要求和線上線下授課模式的轉(zhuǎn)變，教學(xué)團隊理論課采取了“基于虛擬平臺應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)直播授課”，實驗課采取“任務(wù)驅(qū)動+虛擬平臺直播+學(xué)生播講”授課，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式局限，探索了一條線上線下教學(xué)新模式。學(xué)生通過“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)對解剖結(jié)構(gòu)的直觀形象的認識，加深了對心血管疾病的認識，深受學(xué)生喜愛，有效地提升了線上教學(xué)質(zhì)量。

3 數(shù)字虛擬人使心血管內(nèi)科學(xué)習(xí)變得更加靈活

傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動中以知識認知為主，缺乏情感方面互動[8]。學(xué)生是教學(xué)面對的主體和中心，需要有更多的自主權(quán)，更加符合學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣和心理狀態(tài)的開放與自主學(xué)習(xí)模式，將給他們帶來更多的學(xué)習(xí)機會。虛擬技術(shù)通過三維重建，構(gòu)建數(shù)字人體[9]，通過基于信息平臺的人機互動，促進人人互動，對提高課堂教學(xué)效果和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力有著非常重要的意義[10]。通過自主操作，學(xué)生可以在逼真的三維人體中，任意組合拆解。使原本枯燥的書本知識和晦澀的解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系變得有趣、清晰，更加清楚地掌握心及心血管的解剖位置和毗鄰關(guān)系[11]，對心血管內(nèi)科疾病的發(fā)病機制有了更加深刻的認識，對于疾病治療的努力方向，有了更加明晰的認識，充分調(diào)動和發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

4 數(shù)字虛擬人為心血管內(nèi)科教學(xué)提供了更多的方法

清晰掌握心臟及血管系統(tǒng)解剖，是成長為一名合格心血管內(nèi)科醫(yī)生的必備基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的解剖學(xué)學(xué)習(xí)主要通過課堂授課、尸體解剖并輔助解剖學(xué)圖譜等手段進行學(xué)習(xí)。尸體解剖是提高解剖學(xué)教學(xué)質(zhì)量和解剖學(xué)學(xué)習(xí)最有效最直接的途徑。但是，近年來諸多原因?qū)е箩t(yī)學(xué)院校用于解剖的尸體越來越少，已嚴重影響解剖學(xué)教學(xué)發(fā)展[12]。

數(shù)字虛擬人通過信息技術(shù)，對人體進行虛擬重建，能夠讓學(xué)生在實際解剖前即能直觀了解器官的位置、形態(tài)結(jié)構(gòu)和毗鄰，可以在一定程度替代和補充尸體標本教學(xué)。

5 虛擬仿真技術(shù)為罕見、疑難病例資料存留提供了新的途徑

罕見、疑難病例的學(xué)習(xí)與討論是醫(yī)學(xué)研究、醫(yī)生快速成長、準確處理臨床突發(fā)狀況的重要途徑。傳統(tǒng)罕見、疑難病例的存留是通過病歷與影像學(xué)資料的保存來實現(xiàn)的，對于早期接觸臨床，尚缺乏臨床經(jīng)驗的醫(yī)生來說，單純的文字和影像學(xué)資料，很難正確把握疾病的診斷要點和治療手段。通過虛擬仿真技術(shù)，可將患者的臨床表現(xiàn)、檢查資料及診療等信息，輸入計算機，創(chuàng)建虛擬患者，這樣學(xué)生就可以通過虛擬技術(shù)，“面對面”的與“患者”交流，更加全面的了解和把握病情。

虛擬技術(shù)是基于信息技術(shù)和影像技術(shù)相結(jié)合的仿真技術(shù)，快速高質(zhì)量掌握好這些技術(shù)手段，貫徹以學(xué)生為中心、輸出為導(dǎo)向的教學(xué)理念，進一步研究和探索信息條件下，個性化、差異化教學(xué)的實現(xiàn)，促進基于信息技術(shù)的教學(xué)創(chuàng)新和改革，是心血管內(nèi)科教學(xué)創(chuàng)新的努力方向。