iStan智能模型人虚拟病例的设计

张岳

（南阳医学高等专科学校，河南 南阳 473000）

医学是一门特殊的实践性较强的学科，其特殊性在于以人体为操作对象，在教学过程中必须紧密贴近临床，创造虚拟的“真实”临床情景，以保证学生在进入真正临床环境时表现出良好的职业素养和应对能力。目前医学教学存在的问题，如实践教学资源不足、患者维权意识增强而拒绝教学示范等，导致医学生接触临床典型真实病例的机会减少，严重影响了医学教学效果。随着科技的发展，虚拟技术逐渐被应用于医学教学中，有效弥补了传统教学的不足，其安全、无创、可重复操作、节省教学资源等优势，使得虚拟教学成为医学教学发展的必然趋势。但我国虚拟教学仍处于起步阶段，虚拟病例的设计、丰富和完善还需要一定的过程。为此，我校以iStan智能模型人为载体，设计虚拟病例，并将其应用于医学教学中。

1 设备与方法

1.1 教学设备

iStan是METI公司推出的生理驱动智能综合模拟人，通过无线设备连接中央控制系统。iStan外表接近真实的皮肤手感，能够模拟发汗、关节活动；内部具备动态临床特征，如心跳、呼吸、脉搏、血压、胸廓起伏及肠鸣音等，能模拟人体生理学和药理学特征；操作上，可对其直接进行胸外按压、除颤及用药等处理；实时观察上，能直接连接真实的监护仪，观测多项生理指标变化和治疗效应。教师可将自行设计的操作程序输入HPS6 iStan版本软件，利用iStan智能模型人高度仿真、高端智能的性能特点，在教学中再现临床情景，动态展示病情发展过程和治疗过程，并通过监控系统多角度实时录像，以便教学反馈。

1.2 病例筛选

设计典型病例，突出临床医学的应用性特点。选取常见疾病、多发疾病，设定特定的教学目标，包括临床诊断、救治过程、病情变化观察等客观的评价指标。病例中应隐含大量鉴别诊断信息，以便学生提出问题、思考问题。尽可能多地收集相关疾病的实验室、影像等辅助检查资料，甚至是视频资料，但要求典型、简单明确、甄别度高。病例信息主要为患者基本情况：患者一般情况、主诉、现病史、既往史、过敏史和体格检查等主要信息概述。

1.3 虚拟病例设计

1.3.1 场景设定 场景可设定为：（1）接到120急救电话后赶至患者家中；（2）商场、码头等发病场所；（3）急诊室。

1.3.2 虚拟病例设计 将筛选出的典型病例区分状态，制作成场景流程示意图，见图1，主要包括初始状态、病情发展、采取治疗、病情稳定、病情恶化、进一步治疗措施、死亡及成功八大状态，其中病情发展可由多个分状态组成，治疗结果主要由成功和死亡两部分组成。

图1 场景流程示意图

1.3.3 场景状态 对场景流程示意图各状态进行分析，（1）列出各状态主要参数的数值，如体温（T）、脉搏（P）、呼吸（R）、血压（BP），血氧饱和度（SPO2）等，重要体征如意识是否清晰、瞳孔有无散大或缩小、呼吸音是否清晰、是否为窦性心律、有无异常心音、腹部有无压痛、肝脾肾是否触及异常包块等；（2）注意病情发展及其引起的参数变化，如症状持续时间超过多少秒或分钟；（3）注意应用药物和仪器治疗后引起的参数变化，如使用降压药、呼吸机等；（4）注意参数临界值的设定与状态变化间的密切关系，如 T、P、R、BP、SPO2超出正常范围等，见表 1。

1.3.4 情景编辑与输入 打开iStan电源开关，接通教师工作站电源，二者通过无线网络进行对接，点击“HPS 6”图标启动患者，点击“Open”选择患者iStan。点开情景编辑器，添加各种情景状态，按照表1中的“患者情况”，选择情景状态，根据界面提示，进行数据录入，并注意编辑各状态的持续时间。

表1 场景状态分析

表2 急性缺血性脑血管病患者场景状态分析

2 虚拟病例设计举例

以急性缺血性脑血管病为例，进行iStan智能模型人虚拟病例设计。

2.1 选取典型病例

病例：患者，男，56岁。剧烈头痛半小时。自述近两日头痛剧烈，胸部不痛。自述有心脏病、心绞痛、心律不齐、糖尿病，可口服用药（地高辛、布美他尼、硝酸甘油和格列吡嗪）给予控制。未发现过敏史。查体见患者语言清楚，面部无歪斜；肺部听诊呼吸音清晰，两侧对称；腹软无压痛，未触及包块；右上肢较左上肢握力差，下肢活动自如，足背部有脉搏，足部无水肿。

2.2 设计虚拟病例

2.2.1 场景设定 急诊室接诊。

2.2.2 急性缺血性脑血管病患者场景流程示意图（见图2）

2.2.3 急性缺血性脑血管病患者场景状态分析（见表2）

2.2.4 情景编辑与输入 开机联网后，打开iStan情景编辑器，添加各种情景状态，按照表2中的“患者情况”，根据界面提示依次录入相应数据及状态持续时间。

图2 急性缺血性脑血管病患者场景流程示意图

3 讨论

设计iStan智能模型人虚拟病例，其具备安全、无创、可重复操作、节省教学资源等优势，能在高度仿真的基础上，再现临床的一些常见病、多发病，并且能够再现一些不可重复的危重症状态，其治疗结果具有多向性，能培养学生临床思维和操作技能。虽然iStan智能模型人虚拟病例在教学中应用的优势明显，但在设计时，仍需注意以下问题。

3.1 精选病例，以拓展学生临床思维为宗旨

设计典型病例，以常见、多发病为主。对临床病例进行合理加工、去繁就简、去伪存真，根据教学目标，保留必要信息。教学目标设定要详尽，数量不宜过多。病例中应隐含大量鉴别诊断信息，以拓展学生临床思维为宗旨，有利于学生提出问题、思考问题、讨论问题。病例编写是设计虚拟病例的第一步。

3.2 场景状态分析要准确、清晰

病例状态区分准确，对于影响病情变化的重要信息要把握到位，临界状态要清晰明了。本文将场景状态分解成流程示意图，制作者可在初始状态、病情发展、采取治疗、病情稳定、病情恶化、进一步治疗措施、死亡及成功八大状态的基础上，根据教学需要将病情发展再分解为多个状态。

3.3 设计虚拟病例时不可急于求成

虚拟病例的编写需要价格高昂的智能模拟设备，设备的使用和维护需要编写者具有较高的计算机水平，不断学习和探索模拟设备使用方法。虚拟病例要求加强对教师的培训，使其学习医学虚拟仿真相关知识。虚拟病例教学要求教师课堂组织严谨，避免教学目标发生偏移。虚拟病例的设计和使用要稳步推进，切不可急于求成，避免盲目跟进，舍本求末。