构建外周血细胞分析相关手工检验的虚拟仿真项目*

付 阳，陈 思，夏君香，刘 宇，毛志刚，宋亚莉，曾婷婷

四川大学华西医院实验医学科，四川成都 610041

外周血细胞检验是临床应用最广泛的基础检验项目之一，也是《临床基础检验学》的教学重点。目前国内的数据表明，三甲医院血常规标本的人工复检率在20%～30%，由此可见，血细胞形态学分析在临床诊疗中有举足轻重的作用[1]。

血细胞形态学因其特殊性，需要检验者具备丰富的经验，作为初学者需要花费大量时间学习和练习[2-3]。虚拟仿真实验作为一种新型教学形式，采用虚拟仿真技术建立医学检验虚拟教学平台，有助于学生通过反复练习和全流程操作，掌握常用实验设备的原理、操作、维护和实验结果分析，强化学生实践操作动手能力，培养学生创新能力，最终提高教学质量和实验效率[4]。目前，国内外少有外周血相关分析手工检验和血细胞形态电子图库虚拟仿真项目，以及其他标本类型手工检验和细胞形态电子图库的虚拟仿真实验项目。因此，建立外周血细胞分析相关手工检验的虚拟仿真项目十分必要[5-6]。

1 虚拟仿真项目的构建原理

通过构建外周血细胞分析相关手工检验的虚拟仿真项目的撰写、视频拍摄、建模和场景制作，完成虚拟仿真实验室的构建。学生进入虚拟实验室，以鼠标点击方式了解手指、静脉、动脉采血注意事项，根据不同检测项目选择正确的血管，并仿真模拟采血穿刺过程。同时，仿真模拟血涂片制备和染色、显微镜使用和维护等，最后进行细胞形态学习和识别。识别细胞后，以答题通关方式让学生学习出现该种类型细胞形态可能对应的临床疾病、疾病特征，以及还需进行的实验室其他检查和下一步的临床诊断方案选择等。

2 虚拟仿真项目的实验内容与步骤

2.1实验内容 虚拟仿真项目主要由3项内容构成，分别是：(1)血液标本采集、血涂片制备。血液标本采集、血涂片制备采用模拟实验操作的方法，让学生了解和熟悉各种采血基本操作，掌握血涂片推片、染色方法，避免学生因直接接触患者而对采血产生恐惧感，以及随之而来的生物安全风险。(2)显微镜使用及细胞形态识别。学习显微镜使用时，与构建的细胞形态图库相连，使学生通过使用虚拟显微镜，观察大量正常或异常细胞图片，从多角度进行细胞形态识别的学习。(3)临床异常血细胞形态对应疾病及诊疗措施。实验室其他检查和疾病诊疗方法与细胞形态识别板块串联，当学生识别正确细胞形态后，可判断出相应的疾病，再根据疾病选择相应的其他实验室检查、后续诊疗措施。

虚拟仿真项目主要包括采血、血涂片制备、瑞氏染色、显微镜使用、血细胞镜检。不同专业的学生可自主选择不同的实验进行学习，如临床医学学生主要选择疾病临床信息、检查项目选择、标本采集的要求、报告解读。对于医学检验技术学生重点选择标本实验室检查技术和报告解读。见图1。

图1 外周血细胞分析虚拟仿真项目

2.2实验步骤

2.2.1外周血检查临床适用范围 虚拟实验室以人机对话形式展示发生哪些症状和哪些情形需要进行外周血检查，包括临床常见疾病及情景，如贫血患者判断贫血程度、贫血原因；发热待诊患者判断发热原因：细菌感染、病毒感染、寄生虫感染及血液系统疾病；辅助判断骨髓造血情况：红细胞、白细胞、巨核细胞系造血情况，是否出现异常血细胞；评价治疗效果等。

2.2.2选择正确的血液标本和采血抗凝管 采用答题形式，系统随机选取实验室血液标本检测项目，学生需选择正确的血液标本类型(手指血、动脉血或静脉血)和真空采血管方可进入下一步。

2.2.3血液标本采集 仿真模拟手指、动脉、静脉采血穿刺整个过程。

2.2.4血涂片制备 仿真模拟血涂片制备过程，过程中以人机对话模式进行考核，如遇贫血标本或血红蛋白高的标本，应采取哪种角度、哪种速度推片，方能得到厚薄适宜的血涂片。

2.2.5血涂片染色 仿真模拟血涂片染色过程，过程中以人机对话模式进行考核，如遇有核细胞过多或有核细胞较少的标本，应如何改变染色时间方能得到染色良好的血涂片。

2.2.6显微镜调试 仿真模拟显微镜调试过程，训练内容为如何分别使用粗、细准焦螺旋调试出清晰视野，使用低倍镜和高倍镜及油镜时，聚光器和光圈应如何调节。

2.2.7显微镜镜检外周血细胞形态 仿真模拟内容包括判断染色质量、如何选择合适的镜检视野及观察红细胞、白细胞、血小板的具体形态；镜检红细胞时，观察红细胞的大小、染色情况、形态及内容物；镜检白细胞时，观察白细胞的形态、大小、颗粒及核型变化；镜检血小板时，观察血小板形态，以及有无巨大血小板和血小板聚集。

2.2.8细胞形态学学习 进入电子图库，系统随机选择正常和/或异常红细胞、白细胞、血小板形态，学生进行识别并选择正确答案。

2.2.9临床相关知识巩固 学生进入电子题库识别细胞，答对后系统给出相应临床疾病相关问题，如临床表现、其他实验室检查、临床诊断、临床治疗、疗效监测指标等。

3 虚拟仿真实验考核方式与结果要求

3.1实验考核方式和要求 实验考核方式采用“通关游戏式”的过程考核，完成前一阶段考核后方可进入下一阶段。血液标本采集前学生根据检验目的选择不同项目、不同血管，随后进入血液标本采集的考核；完成血液标本采集后方可进入细胞形态学考核，系统自动随机选择在线图库中图片对学生进行细胞形态学考核，实验室检测后则对相应临床疾病、检查、诊疗措施进行考核。过程考核由10道题组成，需要学生做出正确的解答，并有相应的提示，完全答对后进入下一个实验。虚拟仿真实验操作结束后，学生需要撰写实验报告，分析并进行讨论。

3.2实验结果要求 实验结果通过过程考核和实验报告来体现，其中过程考核占80%，实验报告占20%。同时在线实验教学提供讨论平台，学生可以对实验中的问题进行线上提问。完成整个课程后，学生可以获得血液手工检验一系列的实验报告(即知识要点)，以利于回顾性学习。

4 项目操作界面

项目操作界面采用引导和考核方式进行，引导界面有提示性注释，学生通过鼠标点击相应的器具进行实验操作，目前项目建设已基本完成，教学效果评估有待进一步的实践教学验证。

5 小 结

虚拟仿真实验教学与传统教学方式相结合，在现代医学教育中发挥重要作用。虚拟实验室模拟案例的使用有助于提高学生学习的积极性。所以，虚拟实验室模拟是对传统教学活动的有效补充，有利于检验技术人员的培养。据文献报道，国内开展医学类虚拟仿真实验教学的高校约占11.54%，以基础类课程为主，医学检验技术相关课程非常少[7-8]。

血液采集是临床医学学生的基本技能，该技术需要较长时间的练习方能掌握，未进入实习阶段的医学生很难在理论学习期间获得较多的实践机会。同时，外周血相关手工检测的完整流程涉及多个步骤和程序，并且需要应用显微镜观察细胞形态，在有限的实践课时中，学生难以熟练掌握血液采集、血涂片制备、染色等；仅依赖课堂讲授、图谱学习，学生无法较好地识别与掌握血细胞的正常和异常形态。

本次虚拟仿真实验项目将虚拟仿真实验教学软件和华西医院丰富的临床资料，以及先进的科研实验设备结合起来[9]，建设使学生有机会进行外周血分析相关手工检验虚拟操作的实验项目。一方面，可将血细胞形态检测扩展到更多疾病类型，通过一套完整的虚拟仿真方案让学生掌握临床血液实验室外周血分析检测；另一方面，本着“寓教于乐”的建设原则，将该项目中血细胞涂片细胞形态设计成通关游戏，结合疾病特点，让学生对出现该细胞形态可能的疾病及之后需要做的实验室检查和治疗有一定了解，真正实现与临床疾病诊疗相结合[10]。同时，通过该项目的实施，搭建一个虚拟仿真的检验实验平台框架，利用此框架在后期建设中还可以构建包括多种标本的一般检验及形态学检测分析，如尿沉渣有形成分识别、粪便与浆膜腔积液一般检验、苏丹Ⅲ染色、微生物形态等[11]。

综上所述，本项目利用虚拟仿真技术模拟血细胞分析实验室检测的过程，规避了生物安全和学生心理因素问题，节约了实践教学中试剂耗材成本，最重要的是增强了学生的学习兴趣和教学效果。本项目作为辅助真实实践教学技能操作的有效工具，有助于更好地培养临床检验工作的实用型人才，其临床教学效果有待进一步在本科教学中应用和评估。