作者：吳章懷 章卓 李華 李曉冰

【摘要】 計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)具有真實(shí)、安全、模擬疾病情況全面詳細(xì)等優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)能夠很好模擬臨床使用麻醉藥物情況，值得推廣應(yīng)用。本文就計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)的類型、在麻醉藥理學(xué)中的必要性、應(yīng)用情況以及注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單討論。

【關(guān)鍵詞】 模擬教學(xué);麻醉藥理學(xué);教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：吳章懷，從事藥理學(xué)教學(xué)、研究工作。 麻醉藥理學(xué)主要闡明在實(shí)施麻醉過程中所應(yīng)用的各種藥物相互作用及其機(jī)制，教學(xué)目的是為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)臨床麻醉學(xué)及疼痛診療學(xué)提供基礎(chǔ)理論知識(shí)，為順利參與和開展臨床麻醉工作奠定基礎(chǔ)[1]。由于涉及藥物在藥動(dòng)學(xué)、藥效學(xué)方面不同于其他藥物，應(yīng)用環(huán)境亦比較特殊(麻醉生理狀態(tài)下，對(duì)麻醉過程中的變化情況聯(lián)系密切)，因此要學(xué)好麻醉藥理學(xué)比較困難。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)學(xué)教育模式發(fā)生了巨大的改變，計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)的開展是臨床醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展趨勢(shì)，也是臨床教學(xué)的客觀要求。本文就麻醉藥理學(xué)中應(yīng)用模擬系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)的問題進(jìn)行探討。

1 計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)的類型

模擬教學(xué)即在規(guī)范的技術(shù)路線和參數(shù)的控制下模仿(仿真)實(shí)時(shí)情景進(jìn)行教學(xué)的一種方法。最早運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，如軍事演習(xí)就是典型的模擬教學(xué)過程。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用模擬教學(xué)最早是用于解剖教學(xué)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益強(qiáng)大，模擬教學(xué)已從當(dāng)初的實(shí)體模擬轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)交互式模擬以及虛擬系統(tǒng)模擬。通過計(jì)算機(jī)虛擬系統(tǒng)，可以利用視、聽、觸等感受模擬病人、實(shí)驗(yàn)室、病房、手術(shù)室、醫(yī)院等系統(tǒng)，甚至模擬技能訓(xùn)練考核，完全改變了傳統(tǒng)教學(xué)及考核方式，對(duì)醫(yī)學(xué)生的臨床診斷能力和臨床操作水平有全面提高[2]。

計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)包括視頻模擬系統(tǒng)(Screenbased computer simulators)和虛擬觸覺系統(tǒng)(Virtual reality and haptic systerms)。視頻模擬系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)模擬出人體生理學(xué)或者藥理學(xué)變化特征，或模擬所擔(dān)當(dāng)?shù)墓ぷ骷捌洵h(huán)境，并通過電腦屏幕演示出來，人們通過鍵盤和鼠標(biāo)達(dá)到人機(jī)交換，控制計(jì)算機(jī)。比如anesoft公司開發(fā)的Thevirtual anesthesia machine模擬系統(tǒng)、The anesoft anesthesia simulator模擬系統(tǒng)、The anesoft hemodvnamics simulator模擬系統(tǒng)等。美國METI 模擬系統(tǒng)、Gas man模擬系統(tǒng)等也比較常用[3]。

虛擬觸覺模擬系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)從視覺和觸覺兩方面模擬出正常人能感知到的物體或環(huán)境，因而其自由度更大。從理論上講，虛擬現(xiàn)實(shí)的人機(jī)界面更為真實(shí)，它是通過頭盔上高清晰度的顯示屏給出三維立體物體或者環(huán)境，以觸覺模擬手套模擬出手摸物體的感覺，受訓(xùn)者頭部位置的移動(dòng)可造成受訓(xùn)者在虛擬環(huán)境中的相對(duì)位移，而手上的傳感器將手部操作傳入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將所有信息組合起來，受訓(xùn)者本人也是虛擬互動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分[4]。如1998年開發(fā)的cathsim模擬系統(tǒng)是靜脈穿刺模擬模型，當(dāng)你抓住一個(gè)手柄狀的附件時(shí)，就象抓住患者的手臂一樣，此時(shí)傳感器就會(huì)將你的每一個(gè)動(dòng)作記錄下來。當(dāng)穿刺針慢慢插人時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)提供即時(shí)的視覺和觸覺信息，從顯示器上可以看到穿插針在虛擬手臂中的位置，模型內(nèi)部一套由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電裝置則會(huì)通過穿插針使操作者感受到穿插過程中所遇到的阻力，包括開始很容易穿過患者的皮膚， 在到達(dá)血管壁時(shí)遇到較大的阻力以及當(dāng)用力穿過血管壁時(shí)的落空感。同時(shí)從計(jì)算機(jī)的揚(yáng)聲器中你甚至可以聽到病人發(fā)出“哎呀”的叫聲，更使人產(chǎn)生身臨其境的感覺[5]。

2計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)在麻醉藥理學(xué)教學(xué)中的必要性

2.1 模擬教學(xué)具有無可比擬的安全性和真實(shí)性 醫(yī)學(xué)是一門經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，如果醫(yī)學(xué)生在沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)下貿(mào)然在病人身上學(xué)習(xí)，必定會(huì)給病人帶來不便甚至危害。而且病人數(shù)量有限也不能完全滿足學(xué)習(xí)的要求，加上為了減少醫(yī)療糾紛和保證醫(yī)療質(zhì)量， 有的教學(xué)醫(yī)院可能會(huì)在某種程度上忽視甚至犧牲臨床見習(xí)和實(shí)習(xí)教學(xué)，于是醫(yī)學(xué)理論和技術(shù)的結(jié)合與提高便一直是困擾醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)的難題。因此通過在理論課學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，提供一個(gè)近似于真實(shí)但是又安全的人體環(huán)境，既可以不損害病人利益，又可以在沒有任何危險(xiǎn)的前提下為醫(yī)學(xué)生觀察藥物的作用和不良反應(yīng)提供平臺(tái)，提高醫(yī)學(xué)水平。比如美國METI 模擬系統(tǒng)對(duì)“模擬人”治療的演練過程既不存在治療失誤的危險(xiǎn)性，又可反復(fù)為各種病例的診斷與治療演示出準(zhǔn)確的效果[6]。

2.2 模擬教學(xué)溶知識(shí)性、趣味性、場(chǎng)景性于一體，有利于學(xué)生多方面能力的培養(yǎng)。麻醉藥理學(xué)涉及的藥物種類繁多，作用機(jī)制復(fù)雜，多數(shù)學(xué)生認(rèn)為難學(xué)難記。模擬教學(xué)運(yùn)用聲音、圖象、觸覺等多種教學(xué)手段，在理論學(xué)習(xí)和臨床實(shí)踐之間架起了一座橋梁，情景的逼真和角色的進(jìn)入，不僅使學(xué)生的思維能力、組織能力以及運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力得到提高， 而且使學(xué)生的心理素質(zhì)得到鍛煉， 增加了其心理承受能力，這對(duì)其盡快地適應(yīng)臨床、走向臨床是十分有益的。

2.3 模擬疾病情況全面詳細(xì)，有利于增加學(xué)生知識(shí)范圍和對(duì)藥物的理解。對(duì)于一些偶發(fā)而嚴(yán)重的事件， 比如麻醉過程中發(fā)生的過敏性休克、惡性高熱、心力衰竭、心搏驟停等， 醫(yī)學(xué)生在見習(xí)和實(shí)習(xí)階段都可能遇不到，因此到臨床后缺乏及時(shí)正確識(shí)別和處理能力。模擬教學(xué)可以模擬出各種臨床事件，學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下在模擬器上反復(fù)地進(jìn)行訓(xùn)練直至掌握該事件的處理，也可以有意識(shí)地進(jìn)行錯(cuò)誤的操作或治療以觀察其后果，從而加深對(duì)該事件正確處理的理解。比如The anesoft anesthesia simulator模擬系統(tǒng)預(yù)存了各種病人在進(jìn)行全麻、局麻、心血管、神經(jīng)外科、兒科、產(chǎn)科等麻醉時(shí)的不同情況， 并預(yù)存了正常人群和并發(fā)各種常見疾病的人群對(duì)100多種藥物的藥代、藥效反應(yīng)，還可以模擬出惡性高熱、空氣栓塞等特殊病例[7]。該系統(tǒng)通過電腦屏幕顯示出麻醉病人及麻醉機(jī)和監(jiān)護(hù)儀的參數(shù)、數(shù)據(jù)，受訓(xùn)者通過鼠標(biāo)和菜單檢查病人情況，控制病人的呼吸道和通氣，并給予相應(yīng)的液體和藥物，系統(tǒng)自動(dòng)記錄受訓(xùn)者診斷和治療的全過程。受訓(xùn)者可以通過查看幫助菜單了解最佳處理方案。

3 計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)在麻醉藥理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 模擬教學(xué)的課程安排 麻醉藥理學(xué)模擬教學(xué)課程應(yīng)該可以集中安排在基礎(chǔ)理論課結(jié)束后(即集中見習(xí))，也可以在每一章節(jié)授課過程中(即分散見習(xí)) 進(jìn)行，兩種方式的安排都各有優(yōu)點(diǎn)。

3.2 模擬教學(xué)內(nèi)容的安排 麻醉藥理學(xué)涵蓋12個(gè)章節(jié)，涉及數(shù)十種藥物。計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)可以應(yīng)用于麻醉藥理教學(xué)的各個(gè)方面。(1)內(nèi)容上可以將一些具有共同特點(diǎn)和內(nèi)在聯(lián)系的藥物放在一起進(jìn)行，如鎮(zhèn)靜催眠藥、阿片類鎮(zhèn)痛藥、某些局麻藥都能通過靜脈途徑給藥，將這幾類藥捆綁式地“組裝”起來，構(gòu)成特定的場(chǎng)景，通過啟用視屏模擬系統(tǒng)，使學(xué)生能對(duì)這幾種藥的藥效動(dòng)力學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)它們的不同之處，尋找共同點(diǎn)，達(dá)到強(qiáng)化理論知識(shí)的目的。(2)可以利用模擬系統(tǒng)中的特定數(shù)據(jù)模擬成臨床病例展開用藥討論。比如要了解吸入麻醉藥在肺泡及體內(nèi)其他組織中的分布情況，可以通過Gas man模擬系統(tǒng)軟件， 模擬吸入麻醉藥的溶解度、揮發(fā)性等物理特性對(duì)其麻醉效能的影響， 還可以通過視屏形象地體會(huì)出低流量、循環(huán)緊閉式麻醉方式對(duì)吸人麻醉藥藥效動(dòng)力學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)的影響[8]。relax模擬系統(tǒng)則可以模擬肌松藥在臨床上的使用， 它結(jié)合實(shí)例介紹肌松藥使用和監(jiān)測(cè)的重要原則，顯示肌松監(jiān)測(cè)儀的連接方式， 而且以動(dòng)畫的方式演示肌松藥在神經(jīng)肌肉接頭處的作用原理以及肌松藥在體內(nèi)分布、降解、排泄等藥代動(dòng)力學(xué)方面的內(nèi)容[9]。The anesoft sedation simulator模擬系統(tǒng)可以指導(dǎo)受訓(xùn)者如何在特殊環(huán)境下正確使用鎮(zhèn)靜藥物、進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)和處理常見的問題[4]。

3.3 在麻醉藥理學(xué)考試中的應(yīng)用 模擬系統(tǒng)具有可重復(fù)性和可標(biāo)準(zhǔn)化性，因此通過模擬系統(tǒng)將以知識(shí)記憶為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)考試改成以檢測(cè)臨床能力為主要目標(biāo)的現(xiàn)代考試模式，即Stillman等學(xué)者所倡導(dǎo)的以臨床模擬問題為基礎(chǔ)的模擬考試模型。模擬系統(tǒng)不但可以考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度和實(shí)際動(dòng)手能力，還可以考察學(xué)生在具體場(chǎng)景中組織管理、溝通交流、觀察和應(yīng)變的能力。比如通過以一個(gè)病人整個(gè)麻醉處理過程中的問題讓學(xué)生參與回答，按照模擬系統(tǒng)顯示的正確與否評(píng)分。

4 模擬教學(xué)在麻醉藥理學(xué)教學(xué)中應(yīng)用注意事項(xiàng)

4.1 應(yīng)堅(jiān)持實(shí)事求是， 從實(shí)踐出發(fā)的原則。由于模擬教學(xué)軟件系統(tǒng)昂貴，我國國情決定不可能每個(gè)科室都配備模擬教學(xué)系統(tǒng)，可以采用共用資源，與CAI教學(xué)有機(jī)結(jié)合等辦法解決資源不足的問題。比如在以培養(yǎng)思維能力為主時(shí)結(jié)合授課可以使用CAI，輔以標(biāo)準(zhǔn)化模擬體或模擬人，而在演練操作技能時(shí)則以模擬化教學(xué)輔以CAI。而對(duì)那些含實(shí)踐內(nèi)容較多的章節(jié)則就直接實(shí)行模擬教學(xué)， 融理論與實(shí)踐于一爐。

4.2 編輯時(shí)注意修正數(shù)據(jù)：由于模擬系統(tǒng)軟件是依照美國臨床病人的生理和病理生理特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，有些數(shù)據(jù)不符合國人狀態(tài)，因此在病例編輯時(shí)對(duì)某些數(shù)據(jù)要進(jìn)行修正。另外“模擬人”畢竟不是真人，不能完全反映出真實(shí)人體的復(fù)雜性以及無法互動(dòng)實(shí)時(shí)交流，虛擬技術(shù)還需進(jìn)一步完善和提高。

總之，計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)能夠很好模擬麻醉藥物在應(yīng)用中的情況，值得推廣應(yīng)用，雖然目前麻醉藥理學(xué)模擬教學(xué)尚處于起步階段，落后與國外，但由于模擬教學(xué)顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，肯定今后教學(xué)的必然手段。相信隨著模擬教育的不斷深入發(fā)展，將更大地發(fā)揮教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，提高教學(xué)質(zhì)量，并將取得更滿意的教學(xué)效果，為社會(huì)培養(yǎng)出綜合素質(zhì)更高的麻醉學(xué)人才。