心脏听诊可视化数据库的建立和应用

肖懿慧 雷新军 舒娟 余航

诊断学是一门实践性很强的学科，是基础医学向临床医学过渡的桥梁。在诊断学教学中，心脏检查历来是教学的重点，而心脏听诊又是其中的重点和难点[1]。通过正确的听诊可以获得重要信息，对于结构性心脏病，如房间隔缺损、风湿性二尖瓣狭窄以及一些临床急危重症，如急性心肌梗死后室间隔穿孔等机械并发症具有重要的早期诊断价值，因此心脏听诊是医学生和临床医生必须掌握的基本实践技能。

但是，心脏听诊的心音、额外心音，尤其是杂音部分一直是一个教学难点，绝大部分学生都很难理解和掌握。导致这种教学困局的原因可能为① 近年来，随着心血管疾病谱的改变，风湿性心脏病、先天性心脏病患者的发病率逐年降低，心脏听诊病源明显减少；② 随着心动超声、心肌灌注显像、冠脉影像学的大量使用，临床医生越来越依赖辅助检查，对心脏查体的重视程度逐年下降，甚至个别心血管病专科医生查房时不带听诊器，这也给医学生的学习带来了不利的影响；③ 心脏听诊的本质是声音，声音的教学很难用文字、图表的形式讲解清楚，传统的学习方法主要靠录音来完成，毫无真实感，使得学生在学习这部分内容时感到难以理解和掌握；④ 见习课时，一方面时间有限、病源不足，医学生无法切实体会和学习；另一方面教师也没有有效的训练方法和仪器，导致学生失去学习兴趣，教学效果不佳。

由于以上教学困境，国内外教学工作者进行了多项教学改革以提高心脏听诊的教学质量。如：加强理论与多媒体教学[1]；在心动超声指导下结合心脏结构理解心音的听诊特点[2]；使用电脑模拟人来模仿心脏病患者的各种阳性体征[3]等。然而，这些教学方法的尝试和实践均存在各自的局限和不足，如理论教学对听诊训练无具体直观的作用，超声学习需要周期，而电脑模拟人价格昂贵，又受到时间、场地的限制，很难满足教学的实际需要。

近年，随着心音采集设备的大力发展，使得将心脏听诊的声音特点可视化成为可能，实现“听觉”向“视觉”的转变[4]，这将大大促进医学生对心脏听诊的理解和掌握，通过对心音、额外心音、各种心脏杂音的收集和转化，结合图片、理论讲解、超声指导，建立心脏听诊的可视化数据库，有望成为心脏听诊教学的一种有效方法和新的趋势和方向。

1 数据库的建立

1.1 收集、整理数据材料

心脏听诊过程中，采用心音采集设备收集心音、额外心音、杂音等听诊资料，按照由正常至异常、由简单至复杂、由生理至病理、由心音至杂音的原则对资料进行分类、整理，然后将听诊资料转化为可视化心音图，变“听”为“看”，同时收集其心动超声图像，最后将所有图片、视频和音频资料进行归类(包括以条文分类和以心音类型分类)，将原始听诊音频数据信息、可视化心音图及心动超声视频数据储存在计算机文档中，并配以相应的讲解和说明，搜集资料的过程中积极咨询相关心血管病专家、心动超声专家和网络专家的意见，确保相关资料的准确性和整理的合理性，为建立数据库做准备。图1为技术路线图。

图1 技术路线

1.2 建立数据库

收集完善相关听诊数据资料后，建立心脏听诊可视化数据库(图2) 。数据库拟划分为四大板块：知识学习板块、模拟练习板块、听诊考核板块、管理更新板块。知识学习板块以指导学生更好地掌握心脏听诊技能为出发点，介绍心脏解剖生理知识，详细描述正常心音及杂音形成机制，结合可视化图形、超声图像讲解各种心脏杂音的要点。模拟练习板块在数据库基础上选取部分心音、心脏杂音，为易混淆的心音对比提供鉴别训练平台。考核板块包括知识点考核和听诊技能考核。管理更新板块主要是教师管理维护板块。

图2 听诊可视化数据库组成

该数据库不仅包含诊断学中心脏听诊要求的全部教学内容，而且计划增加部分不常见的杂音听诊内容，从而增加学生的听诊经验。数据库的实际效果主要取决于心音原始素材质量的好坏，因此在声音的选择上注重收集典型的心音和杂音，保证声音素材来源的质量，一些罕见的、复杂的杂音可作为补充学习资料。

2 数据库的应用

将心音音频数据、可视化心音图、心动超声视频数据及相应的讲解和说明整理完成后，于2019年秋季在临床医学(5年制)诊断学见习教学中开始应用。

以第3心音为例，首先让学生听诊心音，绝大多数人反映可以听到3个声音，但无法区分S1、S2、S3。然后打开相应的可视化心音图，在耳朵听时每个心音可以与心音图建立一一对应关系，真正变“听”为“看”，听看结合。每个听诊声音需要同学们反复练习，强化训练，直至所有同学在不需要看心音图的情况下也可以准确掌握各个心音的特点。最后打开心动超声图片资料同时结合教师专门的讲解音频进一步从机制上明确心音的产生、特点、鉴别和临床意义(图3)。

图3 听诊可视化数据库的具体应用

同学们通过诊断学见习课8个学时听诊音频资料与可视化心音图相结合的方法学习，心音、额外心音及部分心脏杂音已经能够完全识别和鉴别。同学们普遍反映这种教学方法新颖，教学效果显著，希望将这种学习方法延伸至其他方面，如肺部听诊等。

综上所述，目前心脏听诊可视化数据库已初步建立并尝试运用，这些数据资料更加直观形象地展现了心脏的听诊特点，产生了良好的教学效果。但是，我们还需要进一步补充和完善数据库，① 补充少见但对临床具有重要诊断价值的听诊资料，如急性心肌梗死后室间隔穿孔的杂音特点；② 与网络专业人士合作，整合数据资料，简化和易化数据库的操作和应用；③ 目前仅尝试在诊断学见习课中应用，下一步将拓展其应用范围、应用方式，如在线课程、情景模拟练习等。希望通过一系列的完善和改革，充分发挥该数据库的作用，帮助医学生理解和掌握心脏听诊内容，并为下一步教学改革奠定基础。