超声训练模型在医学院校超声实训教学的应用

孙丹丹，于淼，姜昱竹，李玲玲，王洪羽，李改（吉林医药学院临床医学院，吉林 吉林 132013）

超声检查需要超声医生同时具备高超的操作技能和精湛的诊断能力，清晰、稳定的图像显示直接关系到超声诊断的正确性[1]，所以在超声医学的教学中更加注重检查技术的训练。医学仿真是医学教育的重要组成部分，广泛应用于各个学科和领域[2]，在超声实训教学中体模的应用也展示出了极大优势，具有良好的应用前景。

超声仿真体模是由在超声频段内，声速、衰减系数、背向散射系数等特征类似于软组织的材料制成，内部还可嵌埋模仿人体常见病灶的靶标，如囊肿、肿瘤、结石等。体模通常参照真实人体外形和脏器结构按1∶1比例大小制作，同时能匹配临床真实超声探头进行探查，已成为超声实训教学良好的教具[3]。

1 超声仿真体模的优势

有研究比较了在超声实训期间使用和不使用体模的两组学生在训练后的信心、知识和技能水平，发现使用体模进行超声实训的一组的教学效果好于不使用体模组[3]。超声仿真体模的优势主要体现在以下几个方面。

1.1 丰富了课堂教学资源

在超声教学中，体模很大程度上解决了教学资源匮乏的问题，可持续地为教师和学生提供清晰的正常或病理解剖切面声像图，是进行实训教学的宝贵资源[4]。目前教学中均配备真实超声检查设备，在学生操作时互为模特的方式限制了练习的数量和质量。超声波具有生物学效应，不能对同一个对象进行反复无限制的扫查，同时长时间暴露也会引起志愿者的不适。受超声成像原理的限制，被检查者需要在检查前做好相应准备，如空腹、憋尿等，学生之间互为模特时这一点很难保证，从而使检查效果受影响。使用模型可以随时进行扫查，练习时长和重复性也不受限制，可大幅度增加学生操作练习时间。

1.2 扩展了实训内容

传统的实训教学中，某些部位的检查和操作受到限制，如乳腺、妇科、阴囊等涉及到隐私的部位难以找到合适的模特或标准化病人，眼、胚胎等对于超声波敏感性高的组织出于安全性考虑不适宜学生进行操作练习，腔内超声、介入超声等侵入性、创伤性的操作无法进行等。仿真体模的使用可以很好地弥补以上局限性，扩展实训课授课内容，保证学生学习的系统性、全面性。

1.3 可满足典型病例训练的需求

模型中嵌埋了模拟临床病灶的靶标，并可根据客户使用需求进行定制，成像效果与真实人体极为相似，可弥补教学中无法实际接触临床真实病历的不足，替代平时的图片化教学方式，增加学生对疾病的认知程度和操作过程的真实性。

1.4 提供了积极安全的实践机会

仿真体模的使用为学生提供了积极和安全的学习和模拟实践的机会，可以进行频繁的重复练习、没有临床风险，减少了学生的紧张情绪，能有效地增强教学效果。

2 超声仿真体模存在的不足

随着医学教育的改革和对应用型医学影像技术人才的培养需求，体模会更广泛地应用于超声检查技术的实训教学[5-6]。超声仿真体模仍有许多功能有待于开发和完善，以更好地满足影像技术教学和实践的需求。实际应用中现有超声仿真体模存在的不足主要体现在以下几个方面。

2.1 国产化率较低、价格较高

我国的超声影像设备质量检验用超声体模和试件具有良好的国产化、标准化水平，并制定了完备的国家标准[7]，但对于教学用仿真训练模型，国产模型主要集中在基于模拟超声探头、三维还原技术等的虚拟教学系统和各种类型的穿刺训练模型。目前受制作材料的限制，适合在医学院校基础教学阶段使用的，通过真实超声探头成像的，图像细腻、对人体各层次结构复原度高的模型价格较高，限制了其品类开发和广泛使用。

2.2 仅适合B型超声成像

对仿真体模进行超声扫查时主要采用的成像方式为二维B 超，适合进行基础检查操作和基本检查手法的训练，但与临床日常的超声检查之间还存在差距。如无法显示出组织、器官的运动情况，心脏、大血管的检查受到限制。不能进行配合呼吸，部分检查和实验操作无法进行。不能进行彩色多普勒血流成像、血流速度频谱、能量多普勒等常用超声检查技术的操作练习[4]。

2.3 模型状态单一、固化

人体具有差异性、变化性、复杂性，而模型只能预制单一情况下的机体状态。模型通常是基本标准体型的人体设计的，学生在操作过程中无法体会患者不同体型和不同机体状态情况下图像获取手法的细微差异。模型中病灶较少且病变位置固定，学生训练过程专注于寻找特定病灶，而不是带有不可预测性的扫查和分析。体模不可能完全替代“真人”来作为临床训练对象，更不能完全替代真正的临床超声实践。

3 虚拟仿真模型

又称超声模拟人，采用磁力定位技术或光电转化技术与图形图像处理算法相结合，通过捕捉模拟超声探头及仿真人体模型的相对位置，显示模拟超声图像。该模型的优势在于可以提供大量病历，并具有M 型、彩色多普勒、脉冲多普勒、连续多普勒功能及二维、血流动力学测量功能。但由于不是基于真实超声探头的成像，操作感觉及声像图质量不及仿真体模，同时也存在随着时间的推移内置的芯片灵敏度降低，无法感应超声探头，使用寿命短的问题[8]。虚拟仿真模型和超声仿真体模各有侧重，在条件允许的院校，二者配合使用可以发挥各自所长，更加全面地进行实训教学。

4 仿真体模进入实训课堂后教学方法的改革

仿真体模进入实训课堂可以提高学生操作的次数和范围，但传统实训课授课时“教师讲授-操作示范-学生操作”的模式，并不能充分发挥学生的主动性，只有将体模的使用与灵活多样的教学方法相结合，才能提高超声检查技术实训教学的质量和效果。

4.1 构建以学生为主体的实践教学体系

学生是整个教育环节的主动实施者，是教学活动的核心所在[9]。只有“以学生为主体”进行教学设计，才能充分调动学生的主观能动性，激发学生自主探索、主动学习的热情，才能激发学生对所学知识体系进行有意义的自主构建和整合，进而培养其临床诊断思维和分析处理能力。传统的实训教学过程中，学生轮流操作、教师逐一指导，教师忙得不可开交，学生疲于应付，但收效甚微。研究表明学生之间的互学互动往往胜于教师的重复说教[9-10]。谢泽涵等[10]在腹部超声实训教学中将Sandwich 教学法与超声体模相结合，通过交叉学习和学习汇报等流程转变教学方式，结果显示新方法在增加学习兴趣、提高沟通表达能力、提高分析及解决问题的能力、提高团队协作能力、对理论知识的理解等方面更有帮助，实验组学生也获得了更高的腹部超声检查技术OSAUS评分。结合超声体模实现主体性教育，可以使学生更快更好地掌握超声实践技能，提升实训课教学效果和实用性人才的培养。

4.2 探索基于任务驱动的实训教学模式

任务驱动法是一种以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念，学生在教师的帮助下，在目标问题的驱动下，主动应用学习资源，进行自主探索和互动协作，在完成既定任务的同时产生一种学习实践活动[11]。该教学方法在医学影像学理论教学的应用中显示可以很好地调动学生的学习兴趣和培养其独立思考能力，学生参与度高，满意度高，自主学习能力有所提高[11]。实训课学时少、上课学生人数多、设备有限，仅通过课上时间无法满足所有学生的上机需求。通过分组做任务，或与翻转课堂相结合的方式，学生自行安排课余时间在实训室完成学习任务，课上进行成果展示和教师指导，通过这种方法学生根据自身操作情况调整练习时长，可以取得更好的教学效果。任务的设置可以以器官或系统为单位，整合解剖、生理、超声检查技术、疾病等多方面内容。既促进了检查技术的学习，又可以整合各学科知识，锻炼学生自主解决临床问题、扩展和灵活运用知识的能力[12]。

4.3 合理利用情景教学法

医学的服务对象是人，实训课的教授内容不仅是检查操作的技术，还要始终坚持加强医学人文素养的融入和教育，培养充满人文关怀和人性温暖的医学生。长期面对模型操作，学生容易忽视医患沟通技能的训练和对病患的人文关怀。合理利用情景教学法，通过课堂上角色扮演、情景模拟、医院见习等多种方式，模拟和体验医院超声检查的工作环境和检查情景，不但可以提高学生的实践操作能力，巩固专业知识，还可以提升职业技能和职业素质[13]，为学生进入临床打下了基础。

虚拟现实、虚拟仿真、VR交互、思维训练、线上+线下等新技术的不断出现，推动着医学影像技术专业高质量的发展，医学院校的超声实训教学也必须与时俱进。超声仿真训练模型的应用给教学提供了一种新的视角，丰富了实训教学内容和手段。把应用体模教学与传统教学手段、灵活多样的教学方法有机地结合起来，最大化体现体模在超声检查技术教学中的价值，可以有效提高超声实训教学的效果和质量。