王靜威

摘要：概述目前創(chuàng)傷骨科臨床見習(xí)教學(xué)的現(xiàn)狀及問題，介紹虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實技術(shù)及其在骨科臨床見習(xí)中改善教學(xué)效果的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù)，骨科臨床見習(xí)，應(yīng)用

中圖分類號：G646 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）31-0057-02

一、創(chuàng)傷骨科臨床見習(xí)的現(xiàn)狀

臨床見習(xí)作為醫(yī)學(xué)生對醫(yī)學(xué)理論知識轉(zhuǎn)化為臨床實際操作的重要環(huán)節(jié)，效果的好壞直接決定了醫(yī)學(xué)生是否能將所學(xué)的知識在臨床工作中進行合理的運用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教育模式已經(jīng)跟不上現(xiàn)代教育的發(fā)展要求，“填鴨式”的教育很難吸引學(xué)生的注意力，更不用說讓他們記住老師所講的知識。骨科學(xué)作為外科學(xué)的重要部分，?？菩约皩嵺`性較強，知識內(nèi)容比較抽象，學(xué)生不容易理解，延續(xù)傳統(tǒng)方法進行臨床見習(xí)帶教難度大，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）臨床見習(xí)時間不固定，骨科典型急癥病人有時效性，學(xué)生經(jīng)常不能碰到合適的教學(xué)病例；（2）患者自我保護意識增強，拒絕配合教學(xué)工作；（3）骨折病人需要制動，無法進行臨床查體，學(xué)生不能體會其典型特點。結(jié)合骨科的特點，我們在教學(xué)中往往采用的是口頭講述結(jié)合影像學(xué)資料的方法進行知識點的傳授，學(xué)生自我思考減少及積極性不高。如何調(diào)動學(xué)生的積極性讓其主動的融入到臨床見習(xí)中成為目前骨科臨床帶教的難題。

目前常用的教學(xué)方法主要有：基于講座的學(xué)習(xí)方法（LBL）、基于個案的學(xué)習(xí)方法（CBL）、基于問題的學(xué)習(xí)方法（PBL）以及基于團隊的學(xué)習(xí)方法（TBL）。為了達到更好的教學(xué)效果，老師們往往綜合各種教學(xué)模式并結(jié)合道具、多媒體甚至現(xiàn)在流行的3D打印技術(shù)，對于傳授醫(yī)學(xué)知識來說有較好的教學(xué)效果，但并不能模擬骨科復(fù)雜的解剖模型及真實的搶救或檢查場景，臨床見習(xí)效果不佳。臨床見習(xí)教學(xué)如何能夠像玩電腦游戲那樣讓學(xué)生忘我地投入，結(jié)束后還能沉浸在見習(xí)過程的體驗當(dāng)中意猶未盡。這時候我們可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）及在此基礎(chǔ)上發(fā)展的增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）。

二、什么是VR、AR？

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）是一種基于計算機信息技術(shù)的沉浸式交互系統(tǒng)。它是采用以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技來生成逼真的融視、聽、觸覺于一體的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨現(xiàn)場等同真實環(huán)境的感受和體驗。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以使用戶在計算機生成的三維環(huán)境中進行實時漫游、交互。它包括交互（interaction）、三維圖形（3D-graphics）、沉浸（immersion）三個部分。在虛擬環(huán)境中，用戶能夠在計算機生成的虛擬世界中移動并且交互，還可根據(jù)自身的感覺，對虛擬世界中的物體進行考察和操作，參與其中的事件，而計算機提供視、聽、觸覺等直觀而又自然的實時感知，使參與者“沉浸”于模擬情境中。

增強現(xiàn)實技術(shù)（AR），也叫混合現(xiàn)實技術(shù)。原理是借助計算機圖形技術(shù)和可視化技術(shù)產(chǎn)生現(xiàn)實環(huán)境中不存在的虛擬對象，并通過傳感技術(shù)準確的將虛擬對象準確地放置在真實環(huán)境中，借助顯示設(shè)備將虛擬對象與現(xiàn)實環(huán)境融為一體，被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。AR的三個特點是：結(jié)合虛擬與現(xiàn)實、即時互動、3D定位。

前者為完全虛擬，后者虛擬和現(xiàn)實場景結(jié)合，但都可以不受時間和空間的限制，只要事先通過應(yīng)用程序編輯好所要呈現(xiàn)的場景或者模型，就可以通過可視化設(shè)備給使用者身臨其境的感官體驗。

虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)目前在工業(yè)、醫(yī)療、軍事、教育、游戲、展覽等領(lǐng)域都表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。如在軍事領(lǐng)域的模擬飛行訓(xùn)練；在游戲領(lǐng)域可以為玩家呈現(xiàn)全息圖像、虛擬逼真的游戲環(huán)境，豐富玩家的體驗；在零售業(yè)中可以實現(xiàn)一鍵試穿；在醫(yī)療方面，國內(nèi)已有醫(yī)院利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行骨科手術(shù)的術(shù)前設(shè)計，我院也在近幾年建立了虛擬腔鏡的培訓(xùn)中心。在教育教學(xué)方面，虛擬技術(shù)帶來的視覺感官體驗可以彌補目前教學(xué)方法刻板缺乏實景體驗的短板。有研究表明愉悅的心情和豐富色彩的環(huán)境，能增強人腦杏仁核記憶功能。這正好就是虛擬技術(shù)帶給我們的體驗。

三、虛擬技術(shù)在創(chuàng)傷骨科臨床見習(xí)教學(xué)的優(yōu)勢

（一）骨科解剖教學(xué)

骨科解剖作為骨科臨床教學(xué)的基礎(chǔ)，非常精細且復(fù)雜。血管供養(yǎng)神經(jīng)及各組織器官，神經(jīng)支配肌肉，肌肉收縮帶動骨骼關(guān)節(jié)活動。以往的教學(xué)只能通過尸體解剖分別的了解各個組織的解剖，并不能很好的展示各組織器官之間的功能作用，同時由于標本來源及標本數(shù)量的限制、標本質(zhì)量的參差不齊，同一個標本使用后不可重復(fù)性，福爾馬林的氣味，學(xué)生可操作的空間、時間有限，課前教師需要花較多時間準備等這些弊端都可能對實際教學(xué)效果產(chǎn)生負面的影響。但借助虛擬技術(shù)構(gòu)建的三維人體解剖模型，就可以生動的再現(xiàn)骨骼肌肉神經(jīng)血管之間的相互作用，學(xué)生更容易接受知識的同時亦可在老師的指導(dǎo)下輕松愉快的進行虛擬的人體解剖而不必受到上述限制和忍受刺鼻的氣味。就算不理解或者操作失誤亦可以重新進行，在操作的過程中能體會到更為真實的人體結(jié)構(gòu)及其功能，一次性構(gòu)建反復(fù)使用，同時解決醫(yī)學(xué)倫理及標本來源質(zhì)量等問題，大大降低教研室老師的工作量及教學(xué)的成本，這是傳統(tǒng)教學(xué)無法做到的。

（二）虛擬骨科手術(shù)或操作演示

利用虛擬技術(shù)開展的臨床虛擬教學(xué)不受病例、場地以及時間等諸多因素的制約，可以使教學(xué)活動根據(jù)需要隨時隨地展開，大大增加醫(yī)學(xué)生的實踐機會，從而取得良好的教學(xué)效果[11]。如構(gòu)建骨科常見手術(shù)的標準操作流程，一方面向醫(yī)學(xué)生展示手術(shù)過程，讓學(xué)生對外科手術(shù)有感性認識。另一方面，醫(yī)學(xué)生可以通過模擬操作，預(yù)演手術(shù)并了解正確和錯誤的操作可能給患者造成何種影響，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計縝密治療方案的能力，訓(xùn)練學(xué)生手術(shù)技能的同時增強其對患者認真負責(zé)的意識。再如構(gòu)建常見骨折模型，演示骨折發(fā)生、發(fā)展及治療的過程，學(xué)生可以體驗骨折復(fù)位及各種固定方法，從而解決了真實骨折病人因反復(fù)操作帶來的疼痛和加重損傷的問題，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)機會。

（三）可視化醫(yī)患互交

骨科臨床見習(xí)中，經(jīng)常會碰到一些具有典型臨床癥狀的患者因為疼痛或者心理問題拒絕配合教學(xué)工作，學(xué)生只能通過老師的描述或者觀看視頻錄像了解病例，臨床實踐性較差。通過虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實技術(shù)，構(gòu)建典型病例的虛擬患者，醫(yī)學(xué)生佩戴可視化裝備進入接診患者的場景，在老師的指導(dǎo)下對其進行問診體查，學(xué)習(xí)醫(yī)患溝通技巧，同時達到培訓(xùn)學(xué)生熟練掌握正確的查體方法及如何進行合理的醫(yī)患溝通的目的。此外，通過轉(zhuǎn)換虛擬患者的語言輸出，還可以訓(xùn)練學(xué)生在多語言環(huán)境下與患者溝通的能力，具有實戰(zhàn)意義。

（四）骨科綜合急救場景的模擬教學(xué)

開放性骨折、肢體離斷、骨盆骨折等這類骨科急重癥病例，首診處理的及時與否，關(guān)系到病人的生命及預(yù)后。對于醫(yī)學(xué)生來說這些病例包含許多急救處理的實戰(zhàn)知識，如果能夠親身體驗將會受益匪淺。但這些病例往往有時效性、不可預(yù)見性，而且就算正好碰到，有時因為病人家屬的急迫、病人情況緊急等客觀原因，并不可能通過帶教手把手指導(dǎo)學(xué)生一步步的處理。利用虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實技術(shù)，通過預(yù)構(gòu)的場景和虛擬病人，老師有時間演示急救處理的過程，學(xué)生也可以身臨其境地觀看或親自操作并學(xué)習(xí)這些骨科常見急重癥的處理知識，相對于單純用幻燈片或者教科書講解更行之有效。

四、結(jié)語

醫(yī)學(xué)教育注重實踐，對教學(xué)方法、實習(xí)條件及學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都有很高的要求，全現(xiàn)實的教學(xué)場景成本很高，對于復(fù)雜的病例無法真實的模仿和體現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，可以給創(chuàng)傷骨科的教師提供了豐富的途徑以拓展教學(xué)空間，給學(xué)生深入的實境感和深刻的印象，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及其對所學(xué)知識的記憶，同時提高教學(xué)效率并減少無謂的教學(xué)資源消耗。雖然目前儀器設(shè)備和軟件開發(fā)上存在明顯的限制，購買設(shè)備的費用較高，但是隨著科技的發(fā)展，虛擬技術(shù)深入醫(yī)學(xué)教育的各個領(lǐng)域只是時間的問題，我們期待它帶來新的教育革命。

參考文獻：

[1]唐文：醫(yī)學(xué)教育的新途徑-以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方法.復(fù)旦教育論壇1996，17（4）：24-25.

[2]Johnson C：Team-Based Learning for Health Professions Education：A Guide to Using Small Groups for Improving Learning.The Journal of Chiropractic Education 2009 Spring，23（1）：47-48.