本文作者：牛俊祝 單位：河南護理職業學院

1虛擬現實技術概況

虛擬現實（VirtualReality,簡稱VR）,又稱臨境技術,是指利用三維圖形生成技術、傳感交互技術以及高分辨率顯示技術,生成三維逼真的虛擬環境[1]。通俗地講,虛擬現實就是一種人與通過計算機生成的虛擬環境可自然交互的人機界面。虛擬現實技術起源于美國,目前以風行于軍事訓練、娛樂、醫學、教育、建筑等各個行業。虛擬現實技術的理論基礎是建構主義和人本主義學習理論。教育是一個傳授知識的過程,通過學習者的親身經歷可以加速這一過程并且鞏固所傳授的知識,虛擬現實技術是為此而設計的很多方法中最有效的。虛擬現實技術具有不可替代的且令人鼓舞的應用前景,因為它允許學生與現有的各種信息互動,在仿真過程中,學生可以經歷不同的時間和空間、可以接觸各種仿真物體以及接觸虛擬境界的各個部分。虛擬現實技術具有感知性、交互性、構想性等特點,認真分析臨床醫學教學中遇到的問題和虛擬現實技術的契合點,必將為臨床醫學教育帶來新的生命力。

2目前臨床醫學教育中存在的問題

2.1臨床實踐與醫學倫理之間的矛盾

眾所周知,臨床操作中有部分是具有侵入性的,對病人來說,可能會有創傷性和危險性。假如醫學生的技能操作尚不規范和熟練,讓其直接施行操作,很有可能將對病人構成傷害,甚至危及他們的生命,這有悖于醫學倫理。其次,學生多組見習,如果反復檢查同一名患者,必然會造成患者的不合作,從愛傷觀念和人道主義觀念出發,需要有新的教學方法來代替以真人為對象的臨床實踐教學。

2.2臨床技能實踐與資源短缺的矛盾

臨床醫學是一門實踐性、規范性、直觀性較強的學科,實踐教學部分不可或缺。隨著近年來高校的擴招,院校有限的實驗設備、實驗儀器、實習床位等資源不能很好地滿足臨床醫學生的實踐需求,師資力量和實驗室的運行能力也面臨著很大的考驗。

2.3醫療風險與帶教教師積極性的矛盾

隨著社會法制觀念的普及,社會醫療需求的增加,醫患糾紛日益增加,在對醫師尚沒有相對科學和公正的法律保護的情況下,要指導醫學生在病人身上進行臨床技能訓練,臨床帶教老師往往要冒著極高的風險,有些帶教醫師基于自我保護意識,經常避重就輕,躲避帶教。這對提高臨床技能教學質量極為不利。

3虛擬現實技術在臨床醫學教學中的優勢

首先,虛擬現實技術在臨床醫學教學中的應用,既可避免臨床醫學實踐教學對患者的健康造成影響,又可使學生在虛擬的教學環境中以及模擬患者的病情變化中學習醫學知識和相關的操作技能,以便在真實的臨床醫學實踐中實現學有所用,不僅使臨床醫學實踐教學的順利進行得到保障,還可以較高地保證教學質量。

其次,虛擬現實技術提供的無損耗實踐環境可以模擬實驗、實習的全部過程,改變了傳統的教師演示、學生練習的教學模式。學生可在不占用實驗室資源的情況下,掌握實驗的操作流程,這樣就很大程度地節約了實驗室資源,有效緩解供需矛盾。

最后,虛擬現實技術可以使醫學生在接觸臨床之前就提前進入虛擬的臨床氛圍,在虛擬環境中進行模擬操作,掌握必備的基礎知識理論,可以使其動手能力得到鍛煉,進而避免在接觸真實臨床環境時出現手忙腳亂的狀態,防止造成安全隱患。

4虛擬現實技術在臨床醫學教育中的具體應用

4.1虛擬人體

美國國立醫學圖書館（NLM）早在1985年,就開始進行人體解剖圖像數字化的研究,美國科羅拉多州立大學醫學院將一具女性尸體和一具男性尸體分別作了1mm和0.33mm間距的CT和MR掃描,然后將尸體冰凍后切成1mm的薄片并照相,經圖像重建生成冠狀面和矢狀面映像,所得圖像數據經壓縮后,建立了“可視人”,并出版發行了CD盤片[2]。學生可在計算機屏幕上對“可視人”進行矢狀面和冠狀面的解剖,并且可以縮放局部圖像。這一項研究應用對解剖學的教學有著非同尋常的意義。汕頭大學醫學院于2002年9月引進挪威的綜合模擬人（SimMan）,主要用于臨床技能教學和考核[3]。首都醫科大學于2004年引進了美國的HPS和智能型高級綜合數字模擬人,率先在國內開展基于VR的急診醫學高仿真模擬教學[4]。學生的診治操作由計算機評判“,病人”的狀況隨時改變——或惡化或好轉,學生在此過程中可獲得真實的臨床操作體驗。此外,虛擬人體可開展虛擬解剖學、虛擬內窺鏡學等學科的計算機輔助教學。

4.2虛擬實驗室

虛擬實驗室是在計算機加上一組軟件和相關的硬件,讓使用者在操作這臺計算機時就像在操作一臺實驗儀器一樣。很多臨床醫學教育中的實驗都可以在虛擬實驗室中開展進行。在“實驗室”里,學生有充分的實驗自主權,可以仿真實現各種實際中甚至不可視、不可入、不可摸、危險性高的實驗,擴寬了教學實驗的時間與空間的限制,學生甚至可以“全天候”地開展實驗,降低了實驗教學對客觀物質條件的依賴。虛擬實驗室的硬件用來解決信號的輸入和輸出問題,軟件更為關鍵,它能很方便地改變、增減系統的功能與規模,美國加利福尼亞大學科爾曼實驗室開發的EXP軟件,就是一個用于神經生理學虛擬實驗的基于虛擬現實的多功能軟件。應用虛擬現實技術的培訓模型是一種較新穎的教學方法,不僅為醫學生提供了在校早期接觸臨床的機會和條件,而且還能使其臨床技能操作能力和綜合診斷思維能力得到提高,有效激發學生們的學習熱情和潛力,較快地掌握臨床診療實踐規律,最后,還有助于學生的職業道德及行為規范的養成。

近幾年,在醫學教育中,虛擬現實技術的作用顯得越來越重要,尤其體現在提高病人的安全性、培養學生的專業操作技能與自信、教育規范化等方面凸顯了巨大優勢。虛擬現實技術不僅可以提高醫學教學水平,還有助于做到客觀化考核,但是,它永遠不可能取代真正的臨床實踐,它只是醫學生接觸真實病人之前的過渡性培訓。我們應該適當地把虛擬現實技術和其它教育模式有機結合起來,提高醫學專業課課堂的教學效率。