中医临床技能虚拟仿真实验教学平台建设研究

周方圆 杨宇峰

(辽宁中医药大学教学实验中心，辽宁 沈阳 110847)

近年来，教育部大力倡导虚拟仿真实验教学资源的建设工作，并且将其作为高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，以此推动学科专业与信息技术的深度融合[1]。中医临床技能虚拟仿真实验教学平台是实践国家教育信息化战略的重要平台和战略基地，在改变传统的实验教学模式、改善教学环境、提高教学质量等方面具有重要意义。

1 建设内容 目标和解决的关键问题

1.1 建设内容 中医临床技能虚拟仿真实验教学平台的建设要秉承“虚实融合，多元协同”的理念，围绕加强现代化虚拟仿真教学手段、提高中医学教育质量的目标，重点推进临床中医学虚拟仿真实验教学的建设[2]。以临床医学虚拟仿真资源为支撑，数字医学为支柱，中医学资源为特色，建立虚拟仿真技能实训、虚拟仿真中医临床技能客观结构化临床考试(OSCE)考核、虚拟仿真实验管理三大平台。(1)建立虚拟仿真技能实训平台，提高学生实践能力及诊疗思维。平台利用创新型仿真软件，打造专业的虚拟实训平台，支持学生对不同科室诊疗流程进行多角色职能感知，与传统教学模式相互补充、相互促进，加强理论知识与实践技能有效结合。建立虚拟仿真综合病例训练系统，满足学生临床诊疗的需求。该系统可以模拟临床患者正常、异常的生命体征和各种病理生理改变，包括不同的呼吸音、心音、心电图等，可模拟静脉注射、导尿等练习。学生可以按照教师设定的模拟病例进行医疗评估和医疗操作。创建虚拟仿真国际急救情景训练系统，丰富学生的实战演习经验。平台利用虚拟仿真技术模拟灾害现场(火灾、地震、交通事故)，学生置身于3D巨幕播放虚拟情景中，根据患者病情变化，进行临床综合急救实训体验。完善虚拟仿真中医辅助诊断系统，辅助学生综合分析、评判。该系统利用计算机技术，辅助中医师记录病情、参与辨证、提示诊断、协助处方以及进行远程医疗和教学，大大提高了学生的学习兴趣。构建虚拟仿真多点触控虚拟解剖系统，加深学生的直观理解，便于记忆。本系统是信息技术与虚拟“数字人”技术相结合的开放式网络化的虚拟实验教学系统，包括胚胎学、解剖学、组织学等虚拟图片库，可帮助学生加深对基础理论的理解。搭建虚拟仿真妇科分娩训练系统，提升学生的操作技巧。系统模拟教学包括妊娠生理解剖、产前检查、分娩过程、 胎儿超声检查等，用于学生进行肌萎缩侧索硬化症(ALS)、新生儿窒息复苏(NRP)以及各种妇产科实际操作技能的考核和评分。开发虚拟仿真针刺手法3D VR实训系统，强化学生的进针、行针手法。该项目通过针刺手法参数检测仪采集各种手法数据，使学生在运针过程中观察其物理量的变化特点，建立针刺手法客观化、规范化和标准化的实训教学新平台和新路径。(2)构建虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台，提升学生的综合运用能力。虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台采用多站式考核系统，形成多样化、系统化、标准化的考核模式——临床基本技能考核三站式及临床综合能力考核三站式。考核平台实现了中医理论知识、思辨能力、操作技能等多角度综合评判，促使学生对知识有更深层次的理解和运用，培养了学生的中医诊疗思维及综合素质。(3)搭建虚拟仿真实验管理平台，实现教学资源管理信息化。平台建立虚拟仿真综合实训教学管理系统，在线完成实验教学任务获取、教学计划审批、人员和场地指派及安排、实验分批、智能排课、学生实验、实验成绩生成等各环节流程，保障了实验教学任务的顺利实施。中医临床技能虚拟仿真实验教学平台可以实现优质信息化教学资源的共享，促进校内外交流合作，强化师资队伍建设。平台本着“以学生为中心，坚持继承创新，强化素质能力，注重知识交融，促进个性发展，努力造就现代中医药人才”的培养理念[3]，建设现代化综合临床技能虚拟培训平台，高效地为辽宁中医药大学复合型中医精英人才培育开展教学工作。

1.2 建设目标 (1)通过建立虚拟仿真技能实训平台，构建高度形象、逼真、直观和可重复操作的虚拟临床实训环境和实训对象，丰富临床技能实训教学内容，增强学生的自主学习能力，从而提高医学生的创新精神和创新能力[4]。(2)通过建立虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台，实现中医理论知识、思辨能力、操作技能、专业素养等多角度、全方位的综合考核评判，促进学生对临床技能知识内容有更深层次的理解和运用，培养学生的中医诊疗思维及综合素质[5]。(3)通过建立虚拟仿真实验管理平台，提高教学管理的效率与水平，节省教师和学生的宝贵时间及精力，保障实验教学任务的顺利实施。

1.3 解决的关键问题 中医临床技能虚拟仿真实验教学平台是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物，也是“十三五”期间中医药信息化建设的发展方向[6]，坚持“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想，宗旨是提高高校学生的实践能力和创新精神，核心是共享优质实验教学资源，重点是建设信息化实验教学资源，持续推进实验教学信息化建设和实验教学资源开放共享，推动高等学校实验教学改革与创新[7]。中医临床技能虚拟仿真实验教学平台的建设过程中要重点解决以下3个关键问题：(1)突破传统教学中学生临床实践不足、问题理解困难、理论与实践难以有效结合的局限，弥补传统临床技能教学存在的缺陷与不足，丰富临床技能实训教学内容，增强学生的自主学习能力，从而提高医学生的创新能力。(2)解决传统笔试考试形式单一、内容局限、无法全面考核综合素质的难题。(3)解决传统实验教学过程中，实验教学不规范造成的信息资源共享程度低、师生沟通不畅、信息传递滞后、实验教学难以达到原有的目的等问题，从而实现实验教学的高效信息化管理[8]。

2 建设实施方案

虚拟仿真实验教学平台建设通过下3个方面实施: 虚拟仿真技能实训平台的建设、虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台的建设、虚拟仿真实验管理平台的建设。

2.1 虚拟仿真技能实训平台的建设 虚拟仿真技能实训平台主要建设内容是虚拟仿真综合病例训练系统、虚拟仿真国际急救情景训练系统、虚拟仿真中医辅助诊断系统、虚拟仿真多点触控虚拟解剖系统、虚拟仿真妇科分娩训练系统、虚拟仿真针刺手法3D VR实训系统六大实训教学模块。(1)虚拟仿真综合病例训练系统：本系统建设后主要用于辽宁中医药大学中医学、中西医结合、护理学专业学生的仿真技能培训，主要涉及诊断学、内科学、外科学、急救医学、耳鼻喉科学等多种临床技能教学。该系统可以模拟临床患者正常、异常的生命体征和各种病理生理改变，模拟系统模拟了不同的呼吸音、心音和肠鸣音，让学生听诊；系统有2500多种心电图，可做模拟心脏监护、除颤和体外起搏；静脉注射手臂可做静脉注射模拟练习；可安置男性和女性生殖器模拟导尿练习；教师可以根据教学需要将模拟系统设计成某一具体病例，如心肌梗死、休克、心室颤动、哮喘等，并且预先设计可能的治疗方案，从而建立模拟病例库。学生可以按照教师事先建立的模拟病例库里的病例进行医疗评估，同时，模拟系统能将病情演变过程、治疗效果等真实地记录下来并进行反馈。(2)虚拟仿真国际急救情景训练系统：本系统建设后主要用于辽宁中医药大学中医学、中西医结合、护理学专业学生进行系统综合急救技能训练教学及住院临床医师进行急救操作培训等。系统以美国心脏协会2015年急救指南为蓝本，提供多种类别的急救案例，帮助学生进行急救操作培训。系统通过数十个动漫场景，为急救医师提供丰富的真实急救现场，便于诊断和鉴别诊断。系统对不同类别的病例提供了典型的辅助检查和药物治疗方案，全面支持心脑血管意外疾病的诊断及治疗、训练。(3)虚拟仿真中医辅助诊断系统：本系统建设后主要用于辽宁中医药大学中医学、中西医结合、针灸推拿学专业学生运用现代科技手段，客观、全面地采集人体的中医信息(望诊、问诊、舌诊、脉诊)，并可将所采集的信息按照中医理论综合分析，进行脏腑、八纲辨证和体质分析，给出针对性强的中医治疗方案。该系统利用计算机技术，辅助中医师记录病情、参与辨证、提示诊断、协助处方以及进行某些远程医疗和教学。系统结构包括系统管理模块、辨证系统、人机交互问诊系统、脉诊系统、舌诊系统。(4)虚拟仿真多点触控虚拟解剖系统：本系统的建设是基于信息技术与虚拟“数字人”技术相结合的开放式网络化的虚拟实验教学系统，包括胚胎学、解剖学、组织学等虚拟图片库，与理论教学内容同步，帮助学生加深对解剖、组织胚胎学的基础理论的理解。针对辽宁中医药大学本科、硕士学位学生的人体解剖学实验教学任务，开设正常人体头颈部及躯干部的各种断面标本图像的虚拟仿真实验项目；同时，通过实验室开放共享，满足全校学生相关解剖学的课外实验。学生通过预约后，可以进行课堂内容强化实验、课堂内容拓展实验以及学生自选科研实验训练。(5)虚拟仿真妇科分娩训练系统：本系统建设后主要用于辽宁中医药大学中医学、中西医结合、护理学专业学生进行ALS、NRP以及各种妇产科实际操作技能的考核和评分。产科模拟教学包括妊娠生理解剖、产前检查、分娩过程、 胎儿超声检查、胎心监护、自动分娩系统、分娩记录。急救仿真模拟教学包括孕妇及新生儿心肺复苏、初期复苏、 气道管理、静脉用药、生命体征监护、异常心律的识别和处理、常用急救药物。(6)虚拟仿真针刺手法3D VR实训系统：本项目是去年成功申报的国家虚拟仿真实验教学项目。该项目充分利用虚拟仿真(VR)教学高新技术集成的优势，形成具有交互效能多维化的信息教学环境。围绕扎实的中医理论知识和熟练的临床实践能力，通过针刺手法参数检测仪采集各种手法数据，使学生在运针过程中观察其物理量的变化特点，建立针刺手法客观化、规范化和标准化的实训教学新平台和新路径。通过本项目的教学，使针灸技能训练从单一的技术操作跃升为针灸“悟性”思维的养成与临床综合能力的提高。对构建“中医理论教学—技能实训—临床应用”一体化教学模式的标准化建设，实现中医临床岗位目标需求，具有重要意义。

2.2 虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台的建设 虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台的主要建设内容：整合临床技能培训与考核资源，将一套运用于临床技能操作考核中具有客观性强、实践性强、有序度高等特点的完善考核体系——客观结构化临床考试应用到平台建设中，通过多个模拟临床场景的考站来测试医学生的临床能力，以此构建适应新时代医学培训考核要求的综合性中医临床技能考核平台，形成多样化、系统化、标准化的临床技能实训考核模式——临床基本技能考核三站式、临床综合能力考核三站式，实现医学培训考核的全面性、客观性、创新性等要求，满足本专科学生、规培学员、全科医师、社区基层医生等不同层次结构人员的培训考核要求，对培养专业技术硬、人文修养高的卫生专业技术人才具有重大意义。

2.3 虚拟仿真实验管理平台的建设 虚拟仿真实验管理平台的主要建设内容：开发和引入中医临床技能综合实训教学管理系统，系统采用智能化、流程化的实验教学管理模式，分层次、分权限管理，在线完成实验教学任务获取、教学计划审批、人员和场地指派及安排、实验分批、智能排课、学生实验、实验成绩生成等各环节流程。教学管理系统为实验教师提供清晰的实验教学安排及管理手段，保障实验教学任务顺利实施，对实验教学环节中产生的真实数据进行汇总、统计、分析，为本科教学评估、实验室评估、实验教学示范中心建设提供原始资料和详实数据依据。

3 本项目的特色与创新

3.1 理念创新 医学教育重在培养临床实践能力强的应用型人才，平台以提高高等医学院校学生的临床实践能力、培养创新精神为宗旨，以搭建优质中医临床技能虚拟仿真实验教学平台为核心，形成具有中医特色的虚拟仿真实训技能、考核及管理三大平台，打破传统医学教育理念，丰富教学内容，扩展医学教学的时间和空间，加深学生对于临床医学技能知识的认识和理解，提高中医临床技能实验教学的质量和效率。

3.2 实践创新 针对中医临床技能虚拟仿真实验教学具有综合性、多维性、多样性的特点[9]，构建多角度、全方位、深层次、系统化、虚实结合的中医临床技能虚拟仿真实验教学平台，加强特色临床虚拟实验项目资源库建设，创新中医临床技能实验教育教学模式、考核模式、管理模式，加强基础与临床的良好衔接与融合，实现基础知识体系与实训课程体系的无缝对接。对于全面培养医学生的临床思维、实践动手能力和创新意识具重要意义。

3.3 服务创新 整合实验资源，打造便捷平台。中医临床技能虚拟仿真实验教学平台可以发挥技术优势、整合实验资源、坚持虚实结合、服务育人为本。充分利用现代信息技术，构建有利于学生实践能力和创新能力发展的虚拟仿真环境，使师生在校内任何地点、任何时间内均能开展所需的实验和参与相关实践活动，获取所需的实验和学习资源以及必要的帮助和指导。

4 预期的成果和效果

4.1 虚拟仿真技能实训平台的建立与实践 通过建立虚拟仿真综合病例训练系统、虚拟仿真国际急救情景训练系统、虚拟仿真中医辅助诊断系统、虚拟仿真多点触控虚拟解剖系统、虚拟仿真妇科分娩训练系统、虚拟仿真针刺手法3D VR实训系统六大模块，进一步丰富虚拟仿真实验教学平台教学资源，加强特色中医临床实验实训课程的虚拟实验项目资源库建设，创建辅助医学信息分析和挖掘的教学虚拟平台，制作、完善网络课程，增加网上互动，以丰富的教学资源吸引学生进行网络学习，形成网上学习习惯，促进共享，打造高效网络学习平台，该平台将面向校内外广大师生实现跨时空教与学，实现网络课程互动在线学习，加强虚拟师资培训和研讨，促进共享型网络教学资源的建设[10]。

4.2 虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台的建立与实践 建立虚拟仿真中医临床技能OSCE考核平台，该考核平台将以真实案例为引导，将医患沟通、仪表仪态及心理素质等方面列入技能考核评分标准，全面评价医学生的理论知识、临床技能和医患沟通技巧相结合等综合能力。应用范围涵盖医学生、执业医师、住院医师逐级递阶的技能考核，同时包含全科医师的培训与考核，客观评价教师的教学水平和学生的学习效果，确保辽宁中医药大学临床技能教学质量的提高。

4.3 虚拟仿真实验管理平台的建立与实践 本平台将虚拟实验系统同校园网关联，免费向学生开放使用，学生在图书馆、实验室或寝室登录校园网就可以进入虚拟实验平台进行学习，打破了传统实验教学对内容、时间及场地的限制，实现远程教育，学生根据各自专业特色和能力水平设计教学任务情境下可选择、利用的具体方案，学生可以自行设计感兴趣的临床情境，从而培养学生的创新能力[11，12]。