虚拟现实技术在上海市住院医师规范化培训中的应用及探讨

张冠鑫，刘小鸿，陈晰辉，王 崇，颜 涛，崔雅菲，赵志青，沈洪兴，汪 斌

第二军医大学:1长海医院外科教研室;2长海医院教务科;3训练部电教室，上海 200433

住院医师规范化培训是发展我国医疗卫生事业的战略措施，上海市在全国率先出台了由政府出资通过专门培训机构对住院医师进行规范化培训的政策，率先探索了住院医师规范化培训制度。作者所在单位第二军医大学长海医院作为上海市首批住院医师规范化培训的临床教学基地，承担了大量的住院医师培训和教学任务，在突破传统教学瓶颈、拓展培训方式和内涵方面做了一些尝试和探索。作者自2010年起与第二军医大学教育技术中心联合，应用虚拟现实技术设计的心脏解剖教学系统作为研究内容，设计和传统心脏解剖教学方式相结合的教学模式，比较虚拟现实技术和传统教学结合的混合式教学模式与传统教学模式在实际临床教学上的差异。

1 对象与方法

1．1 培训对象

2011年度在长海医院参加上海市住院医师规范化培训的医师60名。随机均分为A组(实验组)30名和B组(对照组)30名。

1．2 培训内容

心脏解剖与手术入路。

1．3 培训方法

A组和B组理论教学的内容和时间无差异，且由同一教师授课。B组使用传统的注入式教学法，以教师授课为主、辅助使用多媒体幻灯和心脏模型，将授课内容按规定要求讲授给学生，最后布置思考题并说明应复习的内容。A组在传统教学基础上，借助虚拟现实技术构建的操作平台，模拟心脏手术入路对心脏各部位解剖和手术入路进行进一步的学习与了解。

1．4 培训效果评价

包括课后提问、问卷调查、课程结束后同时进行考核，并对结果进行分析。

2 结果

2．1 考核结果

使用同一套考试试题(解剖结构标注、解剖绘图、重要解剖位置及毗邻等)进行考核。A组答对率为86．7%，B组答对率为73．3%。

2．2 评估调查

问卷调查结果显示，培训住院医师对虚拟现实技术这种新的教学方式很感兴趣，通过人机对话，能够调动他们学习的积极性和热情，也培养了他们的自主学习能力和创新精神。A组对快速建立心脏解剖的三维立体概念、心脏手术入路区别等方面的理解较B组直观透彻。

3 讨论

3．1 上海市住院医师规范化培训的现状分析

住院医师规范化培训是医学生毕业后再教育的重要组成部分，是培养医学人才梯队的基础桥梁，对于培训临床高层次医师，提高医疗质量极为重要［1］。政府和各家培训医院对此高度重视、期望值高，并制定了一系列相关的培训措施和考核方案。但是2011年7月，上海有关卫生部门在总结培训经验时指出，目前的培训存在“培训标准偏低、部分医师培训效果欠理想”的瓶颈。目前，上海市住院医师规范化培训存在以下特点:①住院医师来源广、层次差别大，需因材施教。既往的住院医师来源单一，主要来自本院校毕业留校的优秀学生，教学风格一脉相承。而目前参加培训的住院医师毕业院校不同，基础学历、学位不同，受训和工作经历不同，个人对培训的重视程度亦不同。所以，传统的教学方法已不能满足目前需要，存在部分缺陷，需要积极探索多种教学方法和模式;②培训制度有别于专科医师培训。专科医师培训在相关科室进行，培训方向和目标较明确，专业培训的时间长、临床接触机会多，而住院医师培训多为全科培训，涉及科室多、知识面广，造成在不同科室培训时间较短、临床实践机会少，需要采用科学的培训方法以提高培训效率;③医疗环境改变，实践机会减少。在以往的培训体系下，年轻的住院医师主要是在病人身上进行实习，获得临床经验，而在现有医疗环境下，医患关系的紧张和病人自我保护意识的不断提高，这种教学手段将愈来愈难以实施，我们将面临着使用新的教学手段去解决这个问题。

3．2 虚拟现实技术的特点及其在医疗领域的应用现状

虚拟现实技术近年来在许多国家不同领域得到蓬勃发展。它是一种多通道的新型人机交互接口，操作者可以通过视觉、听觉、嗅觉、触觉和加速度等多种感觉通道感知计算机模拟的虚拟世界，也可以通过移动、语音、表情、手势及视线等最自然的方式和虚拟世界交互，从而产生身临其境的体验［2-3］。虚拟现实技术是计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术及人工智能技术等交叉与综合的结果。它具有三个最突出的特征:交互性、沉浸感和想象力［4］。目前在临床教学方面，虚拟现实技术被用于远程外科手术、康复医疗、虚拟医学教育和培训、虚拟实验室等［5-6］。以美国为例，霍华德休斯医学研究会建立了涵盖生物医学各个领域的实验室。例如:在心脏实验室中，学生可以与带教医师来检查不同的病人，带教医师可以安排学生在不同的阶段，用不同的工具检查病人，并判断病人的病情，而系统可以提供帮助，使学生得到学习［7］。在国内多家医院，随着计算机和多媒体技术的发展，多个虚拟实验室开始建立并得到快速发展，在临床医学教育中展现出了良好的前景［8］。作者所在单位已逐步开展虚拟现实技术构建的心脏解剖、神经外科解剖、胃肠镜等临床教学培训，初步显示了良好的教学效果。

3．3 虚拟现实技术结合传统教学模式在住院医师规范化培训中的优点

3．3．1 利用先进的计算机技术辅助传统教学，与国际先进医学教学模式接轨，符合国家“医改”大方针

传统教学已跟不上国际日益更新的教学快车，培养高质量的国际型医学人才为我国医改的重要内容。长海医院作为首批住院医师培训基地，起步早、起点高、影响大，应充分发扬特长、不断更新理念，在同行中打造长海品牌。

3．3．2 为临床医学教育信息化提供新的教学手段

运用虚拟现实技术构建数字化的人体模型，将给教学和学习的主体带来不同的影响。它可以改变教师传统的教学模式，丰富教学手段，延伸教学内涵，同时激发年轻医师的学习兴趣，培养他们的科学意识和想象力。

3．3．3 弥补传统教学缺陷，适应现有医疗环境，创造和谐医患关系 传统实践模式是以临床病人为实践和学习对象，往往一个典型病例的病人要接受多批次医师的临床实践。显然，随着人们对隐私权的重视以及自我保护意识的增强，传统模式已经不能适应现有的医疗环境。而虚拟现实技术构建的操作平台可以模拟临床环境，在计算机上反复练习巩固，而不会对病人造成伤害，符合21世纪医学新目标要求的“以人为本，以病人为中心”的理念［9］。对同一病人进行多次病史询问和临床实践，及启用相对欠熟练的住院医师参与手术，是违背人道主义和爱伤观念的，同时也存在潜在的医患矛盾。从保护病人的角度出发，采用虚拟现实技术教学，不会对病人身心健康构成影响，却可以帮助住院医师在虚拟的环境中学习临床知识，掌握临床操作技能，保障医学实践顺利进行。

3．3．4 虚拟教学系统具备重复操作性、实时更新性等诸多优点 一名合格的临床医师，必须经过多年的实践练习和经验积累，才能出色完成临床技能操作。以住院病人为对象的实践，具有不可重复、风险大、纠纷多的缺点，而虚拟教学系统具备许多临床无法替代的优点，如回顾性、多人操作性、反复练习性等。重要的是虚拟现实系统具有实时更新性及人性化元素，可在原有操作平台基础上，根据培训目标、临床进展、学生要求及时更新内容，调整教学方向。

虚拟现实技术在住院医师规范化培训中的应用前景广阔，它可以使住院医师更加直观和透彻地掌握较疑难的知识和技能。利用丰富的信息化资源，提高年轻医师的培训兴趣，促进年轻医师自主学习，使学习从一种被动的单向接受转为主动探索。虚拟教学使医学教育更直观、更具有可感知性，也使教学形式更丰富活泼，教育的成效将会更加显著。

［1］孙沁莹，黄怡，徐晓璐，等．提高住院医师规范化培训中检体诊断技能教学效果的思考［J］．西北医学教育，2011，(19):214-216

［2］卞锋，江漫清，桑永英．虚拟现实及其应用进展［J］．计算机仿真，2007，24(6):1-4

［3］梁万年，郝模．卫生事业管理学［M］．北京:人民卫生出版社，2003:209

［4］白娟，邵水金，刘红菊．数字化虚拟人体研究在医学领域的应用前景［J］．上海中医药杂志，2005，39(2):3-5

［5］叶含笑，吴洪潭．虚拟人体建模技术的应用与发展［J］．系统仿真学报，2004，(16):1600-1602

［6］van Dongen KW，Tournoij E，van der Zee DC．Construct validity of the LapSim:can the LapSim virtual reality simulator distinguish between novices and experts［J］．Surg Endosc，2007，21(8):1413-1417

［7］Harders M，Spaelter U，Leskovsky P．Haptic interface module for hysteroscopy simulator system［J］．Stud Health Technol Inform，2007，(125):167-169

［8］续志学．关于高等院校建立虚拟教学实验室网络平台的探讨［J］．实验教学，2011，(18):124-126

［9］雷娟，薛声能，严励，等．21世纪新的医学目标与医学素质教育的探讨［J］．医学教育，2006，(3):12-13