超聲訓(xùn)練模型在醫(yī)學(xué)院校超聲實(shí)訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用

孫丹丹，于淼，姜昱竹，李玲玲，王洪羽，李改（吉林醫(yī)藥學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，吉林 吉林 132013）

超聲檢查需要超聲醫(yī)生同時(shí)具備高超的操作技能和精湛的診斷能力，清晰、穩(wěn)定的圖像顯示直接關(guān)系到超聲診斷的正確性[1]，所以在超聲醫(yī)學(xué)的教學(xué)中更加注重檢查技術(shù)的訓(xùn)練。醫(yī)學(xué)仿真是醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域[2]，在超聲實(shí)訓(xùn)教學(xué)中體模的應(yīng)用也展示出了極大優(yōu)勢(shì)，具有良好的應(yīng)用前景。

超聲仿真體模是由在超聲頻段內(nèi)，聲速、衰減系數(shù)、背向散射系數(shù)等特征類似于軟組織的材料制成，內(nèi)部還可嵌埋模仿人體常見病灶的靶標(biāo)，如囊腫、腫瘤、結(jié)石等。體模通常參照真實(shí)人體外形和臟器結(jié)構(gòu)按1∶1比例大小制作，同時(shí)能匹配臨床真實(shí)超聲探頭進(jìn)行探查，已成為超聲實(shí)訓(xùn)教學(xué)良好的教具[3]。

1 超聲仿真體模的優(yōu)勢(shì)

有研究比較了在超聲實(shí)訓(xùn)期間使用和不使用體模的兩組學(xué)生在訓(xùn)練后的信心、知識(shí)和技能水平，發(fā)現(xiàn)使用體模進(jìn)行超聲實(shí)訓(xùn)的一組的教學(xué)效果好于不使用體模組[3]。超聲仿真體模的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 豐富了課堂教學(xué)資源

在超聲教學(xué)中，體模很大程度上解決了教學(xué)資源匱乏的問題，可持續(xù)地為教師和學(xué)生提供清晰的正常或病理解剖切面聲像圖，是進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)的寶貴資源[4]。目前教學(xué)中均配備真實(shí)超聲檢查設(shè)備，在學(xué)生操作時(shí)互為模特的方式限制了練習(xí)的數(shù)量和質(zhì)量。超聲波具有生物學(xué)效應(yīng)，不能對(duì)同一個(gè)對(duì)象進(jìn)行反復(fù)無限制的掃查，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間暴露也會(huì)引起志愿者的不適。受超聲成像原理的限制，被檢查者需要在檢查前做好相應(yīng)準(zhǔn)備，如空腹、憋尿等，學(xué)生之間互為模特時(shí)這一點(diǎn)很難保證，從而使檢查效果受影響。使用模型可以隨時(shí)進(jìn)行掃查，練習(xí)時(shí)長(zhǎng)和重復(fù)性也不受限制，可大幅度增加學(xué)生操作練習(xí)時(shí)間。

1.2 擴(kuò)展了實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，某些部位的檢查和操作受到限制，如乳腺、婦科、陰囊等涉及到隱私的部位難以找到合適的模特或標(biāo)準(zhǔn)化病人，眼、胚胎等對(duì)于超聲波敏感性高的組織出于安全性考慮不適宜學(xué)生進(jìn)行操作練習(xí)，腔內(nèi)超聲、介入超聲等侵入性、創(chuàng)傷性的操作無法進(jìn)行等。仿真體模的使用可以很好地彌補(bǔ)以上局限性，擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)課授課內(nèi)容，保證學(xué)生學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性、全面性。

1.3 可滿足典型病例訓(xùn)練的需求

模型中嵌埋了模擬臨床病灶的靶標(biāo)，并可根據(jù)客戶使用需求進(jìn)行定制，成像效果與真實(shí)人體極為相似，可彌補(bǔ)教學(xué)中無法實(shí)際接觸臨床真實(shí)病歷的不足，替代平時(shí)的圖片化教學(xué)方式，增加學(xué)生對(duì)疾病的認(rèn)知程度和操作過程的真實(shí)性。

1.4 提供了積極安全的實(shí)踐機(jī)會(huì)

仿真體模的使用為學(xué)生提供了積極和安全的學(xué)習(xí)和模擬實(shí)踐的機(jī)會(huì)，可以進(jìn)行頻繁的重復(fù)練習(xí)、沒有臨床風(fēng)險(xiǎn)，減少了學(xué)生的緊張情緒，能有效地增強(qiáng)教學(xué)效果。

2 超聲仿真體模存在的不足

隨著醫(yī)學(xué)教育的改革和對(duì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)影像技術(shù)人才的培養(yǎng)需求，體模會(huì)更廣泛地應(yīng)用于超聲檢查技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)[5-6]。超聲仿真體模仍有許多功能有待于開發(fā)和完善，以更好地滿足影像技術(shù)教學(xué)和實(shí)踐的需求。實(shí)際應(yīng)用中現(xiàn)有超聲仿真體模存在的不足主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 國(guó)產(chǎn)化率較低、價(jià)格較高

我國(guó)的超聲影像設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)用超聲體模和試件具有良好的國(guó)產(chǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化水平，并制定了完備的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[7]，但對(duì)于教學(xué)用仿真訓(xùn)練模型，國(guó)產(chǎn)模型主要集中在基于模擬超聲探頭、三維還原技術(shù)等的虛擬教學(xué)系統(tǒng)和各種類型的穿刺訓(xùn)練模型。目前受制作材料的限制，適合在醫(yī)學(xué)院校基礎(chǔ)教學(xué)階段使用的，通過真實(shí)超聲探頭成像的，圖像細(xì)膩、對(duì)人體各層次結(jié)構(gòu)復(fù)原度高的模型價(jià)格較高，限制了其品類開發(fā)和廣泛使用。

2.2 僅適合B型超聲成像

對(duì)仿真體模進(jìn)行超聲掃查時(shí)主要采用的成像方式為二維B 超，適合進(jìn)行基礎(chǔ)檢查操作和基本檢查手法的訓(xùn)練，但與臨床日常的超聲檢查之間還存在差距。如無法顯示出組織、器官的運(yùn)動(dòng)情況，心臟、大血管的檢查受到限制。不能進(jìn)行配合呼吸，部分檢查和實(shí)驗(yàn)操作無法進(jìn)行。不能進(jìn)行彩色多普勒血流成像、血流速度頻譜、能量多普勒等常用超聲檢查技術(shù)的操作練習(xí)[4]。

2.3 模型狀態(tài)單一、固化

人體具有差異性、變化性、復(fù)雜性，而模型只能預(yù)制單一情況下的機(jī)體狀態(tài)。模型通常是基本標(biāo)準(zhǔn)體型的人體設(shè)計(jì)的，學(xué)生在操作過程中無法體會(huì)患者不同體型和不同機(jī)體狀態(tài)情況下圖像獲取手法的細(xì)微差異。模型中病灶較少且病變位置固定，學(xué)生訓(xùn)練過程專注于尋找特定病灶，而不是帶有不可預(yù)測(cè)性的掃查和分析。體模不可能完全替代“真人”來作為臨床訓(xùn)練對(duì)象，更不能完全替代真正的臨床超聲實(shí)踐。

3 虛擬仿真模型

又稱超聲模擬人，采用磁力定位技術(shù)或光電轉(zhuǎn)化技術(shù)與圖形圖像處理算法相結(jié)合，通過捕捉模擬超聲探頭及仿真人體模型的相對(duì)位置，顯示模擬超聲圖像。該模型的優(yōu)勢(shì)在于可以提供大量病歷，并具有M 型、彩色多普勒、脈沖多普勒、連續(xù)多普勒功能及二維、血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量功能。但由于不是基于真實(shí)超聲探頭的成像，操作感覺及聲像圖質(zhì)量不及仿真體模，同時(shí)也存在隨著時(shí)間的推移內(nèi)置的芯片靈敏度降低，無法感應(yīng)超聲探頭，使用壽命短的問題[8]。虛擬仿真模型和超聲仿真體模各有側(cè)重，在條件允許的院校，二者配合使用可以發(fā)揮各自所長(zhǎng)，更加全面地進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

4 仿真體模進(jìn)入實(shí)訓(xùn)課堂后教學(xué)方法的改革

仿真體模進(jìn)入實(shí)訓(xùn)課堂可以提高學(xué)生操作的次數(shù)和范圍，但傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課授課時(shí)“教師講授-操作示范-學(xué)生操作”的模式，并不能充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，只有將體模的使用與靈活多樣的教學(xué)方法相結(jié)合，才能提高超聲檢查技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。

4.1 構(gòu)建以學(xué)生為主體的實(shí)踐教學(xué)體系

學(xué)生是整個(gè)教育環(huán)節(jié)的主動(dòng)實(shí)施者，是教學(xué)活動(dòng)的核心所在[9]。只有“以學(xué)生為主體”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生自主探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，才能激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)體系進(jìn)行有意義的自主構(gòu)建和整合，進(jìn)而培養(yǎng)其臨床診斷思維和分析處理能力。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，學(xué)生輪流操作、教師逐一指導(dǎo)，教師忙得不可開交，學(xué)生疲于應(yīng)付，但收效甚微。研究表明學(xué)生之間的互學(xué)互動(dòng)往往勝于教師的重復(fù)說教[9-10]。謝澤涵等[10]在腹部超聲實(shí)訓(xùn)教學(xué)中將Sandwich 教學(xué)法與超聲體模相結(jié)合，通過交叉學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)匯報(bào)等流程轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，結(jié)果顯示新方法在增加學(xué)習(xí)興趣、提高溝通表達(dá)能力、提高分析及解決問題的能力、提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、對(duì)理論知識(shí)的理解等方面更有幫助，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生也獲得了更高的腹部超聲檢查技術(shù)OSAUS評(píng)分。結(jié)合超聲體模實(shí)現(xiàn)主體性教育，可以使學(xué)生更快更好地掌握超聲實(shí)踐技能，提升實(shí)訓(xùn)課教學(xué)效果和實(shí)用性人才的培養(yǎng)。

4.2 探索基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是一種以解決問題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念，學(xué)生在教師的幫助下，在目標(biāo)問題的驅(qū)動(dòng)下，主動(dòng)應(yīng)用學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作，在完成既定任務(wù)的同時(shí)產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)[11]。該教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)影像學(xué)理論教學(xué)的應(yīng)用中顯示可以很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)其獨(dú)立思考能力，學(xué)生參與度高，滿意度高，自主學(xué)習(xí)能力有所提高[11]。實(shí)訓(xùn)課學(xué)時(shí)少、上課學(xué)生人數(shù)多、設(shè)備有限，僅通過課上時(shí)間無法滿足所有學(xué)生的上機(jī)需求。通過分組做任務(wù)，或與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式，學(xué)生自行安排課余時(shí)間在實(shí)訓(xùn)室完成學(xué)習(xí)任務(wù)，課上進(jìn)行成果展示和教師指導(dǎo)，通過這種方法學(xué)生根據(jù)自身操作情況調(diào)整練習(xí)時(shí)長(zhǎng)，可以取得更好的教學(xué)效果。任務(wù)的設(shè)置可以以器官或系統(tǒng)為單位，整合解剖、生理、超聲檢查技術(shù)、疾病等多方面內(nèi)容。既促進(jìn)了檢查技術(shù)的學(xué)習(xí)，又可以整合各學(xué)科知識(shí)，鍛煉學(xué)生自主解決臨床問題、擴(kuò)展和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力[12]。

4.3 合理利用情景教學(xué)法

醫(yī)學(xué)的服務(wù)對(duì)象是人，實(shí)訓(xùn)課的教授內(nèi)容不僅是檢查操作的技術(shù)，還要始終堅(jiān)持加強(qiáng)醫(yī)學(xué)人文素養(yǎng)的融入和教育，培養(yǎng)充滿人文關(guān)懷和人性溫暖的醫(yī)學(xué)生。長(zhǎng)期面對(duì)模型操作，學(xué)生容易忽視醫(yī)患溝通技能的訓(xùn)練和對(duì)病患的人文關(guān)懷。合理利用情景教學(xué)法，通過課堂上角色扮演、情景模擬、醫(yī)院見習(xí)等多種方式，模擬和體驗(yàn)醫(yī)院超聲檢查的工作環(huán)境和檢查情景，不但可以提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，鞏固專業(yè)知識(shí)，還可以提升職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)[13]，為學(xué)生進(jìn)入臨床打下了基礎(chǔ)。

虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬仿真、VR交互、思維訓(xùn)練、線上+線下等新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，推動(dòng)著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展，醫(yī)學(xué)院校的超聲實(shí)訓(xùn)教學(xué)也必須與時(shí)俱進(jìn)。超聲仿真訓(xùn)練模型的應(yīng)用給教學(xué)提供了一種新的視角，豐富了實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容和手段。把應(yīng)用體模教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段、靈活多樣的教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，最大化體現(xiàn)體模在超聲檢查技術(shù)教學(xué)中的價(jià)值，可以有效提高超聲實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果和質(zhì)量。