作者：吳章懷 章卓 李華 李曉冰

【摘要】 計算機模擬教學具有真實、安全、模擬疾病情況全面詳細等優(yōu)點，計算機模擬教學能夠很好模擬臨床使用麻醉藥物情況，值得推廣應用。本文就計算機模擬教學的類型、在麻醉藥理學中的必要性、應用情況以及注意事項等方面進行簡單討論。

【關鍵詞】 模擬教學;麻醉藥理學;教學改革

作者簡介：吳章懷，從事藥理學教學、研究工作。 麻醉藥理學主要闡明在實施麻醉過程中所應用的各種藥物相互作用及其機制，教學目的是為學生進一步學習臨床麻醉學及疼痛診療學提供基礎理論知識，為順利參與和開展臨床麻醉工作奠定基礎[1]。由于涉及藥物在藥動學、藥效學方面不同于其他藥物，應用環(huán)境亦比較特殊(麻醉生理狀態(tài)下，對麻醉過程中的變化情況聯(lián)系密切)，因此要學好麻醉藥理學比較困難。隨著計算機技術的快速發(fā)展，醫(yī)學教育模式發(fā)生了巨大的改變，計算機模擬教學的開展是臨床醫(yī)學教育的發(fā)展趨勢，也是臨床教學的客觀要求。本文就麻醉藥理學中應用模擬系統(tǒng)進行教學的問題進行探討。

1 計算機模擬教學的類型

模擬教學即在規(guī)范的技術路線和參數(shù)的控制下模仿(仿真)實時情景進行教學的一種方法。最早運用于軍事領域，如軍事演習就是典型的模擬教學過程。醫(yī)學領域應用模擬教學最早是用于解剖教學，隨著計算機技術的日益強大，模擬教學已從當初的實體模擬轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C交互式模擬以及虛擬系統(tǒng)模擬。通過計算機虛擬系統(tǒng)，可以利用視、聽、觸等感受模擬病人、實驗室、病房、手術室、醫(yī)院等系統(tǒng)，甚至模擬技能訓練考核，完全改變了傳統(tǒng)教學及考核方式，對醫(yī)學生的臨床診斷能力和臨床操作水平有全面提高[2]。

計算機模擬系統(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)是通過計算機模擬出人體生理學或者藥理學變化特征，或模擬所擔當?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達到人機交換，控制計算機。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)是通過計算機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)實的人機界面更為真實，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，受訓者頭部位置的移動可造成受訓者在虛擬環(huán)境中的相對位移，而手上的傳感器將手部操作傳入計算機，計算機將所有信息組合起來，受訓者本人也是虛擬互動系統(tǒng)中的一個組成部分[4]。如1998年開發(fā)的cathsim模擬系統(tǒng)是靜脈穿刺模擬模型，當你抓住一個手柄狀的附件時，就象抓住患者的手臂一樣，此時傳感器就會將你的每一個動作記錄下來。當穿刺針慢慢插人時，計算機會提供即時的視覺和觸覺信息，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)部一套由計算機控制的機電裝置則會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， 在到達血管壁時遇到較大的阻力以及當用力穿過血管壁時的落空感。同時從計算機的揚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計算機模擬教學在麻醉藥理學教學中的必要性

2.1 模擬教學具有無可比擬的安全性和真實性 醫(yī)學是一門經(jīng)驗性很強的學科，如果醫(yī)學生在沒有實踐經(jīng)驗下貿(mào)然在病人身上學習，必定會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習的要求，加上為了減少醫(yī)療糾紛和保證醫(yī)療質(zhì)量， 有的教學醫(yī)院可能會在某種程度上忽視甚至犧牲臨床見習和實習教學，于是醫(yī)學理論和技術的結(jié)合與提高便一直是困擾醫(yī)學生學習的難題。因此通過在理論課學習過程中運用計算機模擬系統(tǒng)，提供一個近似于真實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的前提下為醫(yī)學生觀察藥物的作用和不良反應提供平臺，提高醫(yī)學水平。比如美國METI 模擬系統(tǒng)對“模擬人”治療的演練過程既不存在治療失誤的危險性，又可反復為各種病例的診斷與治療演示出準確的效果[6]。

2.2 模擬教學溶知識性、趣味性、場景性于一體，有利于學生多方面能力的培養(yǎng)。麻醉藥理學涉及的藥物種類繁多，作用機制復雜，多數(shù)學生認為難學難記。模擬教學運用聲音、圖象、觸覺等多種教學手段，在理論學習和臨床實踐之間架起了一座橋梁，情景的逼真和角色的進入，不僅使學生的思維能力、組織能力以及運用知識解決實際問題的能力得到提高， 而且使學生的心理素質(zhì)得到鍛煉， 增加了其心理承受能力，這對其盡快地適應臨床、走向臨床是十分有益的。

2.3 模擬疾病情況全面詳細，有利于增加學生知識范圍和對藥物的理解。對于一些偶發(fā)而嚴重的事件， 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)學生在見習和實習階段都可能遇不到，因此到臨床后缺乏及時正確識別和處理能力。模擬教學可以模擬出各種臨床事件，學生可以在老師的指導下在模擬器上反復地進行訓練直至掌握該事件的處理，也可以有意識地進行錯誤的操作或治療以觀察其后果，從而加深對該事件正確處理的理解。比如The anesoft anesthesia simulator模擬系統(tǒng)預存了各種病人在進行全麻、局麻、心血管、神經(jīng)外科、兒科、產(chǎn)科等麻醉時的不同情況， 并預存了正常人群和并發(fā)各種常見疾病的人群對100多種藥物的藥代、藥效反應，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和監(jiān)護儀的參數(shù)、數(shù)據(jù)，受訓者通過鼠標和菜單檢查病人情況，控制病人的呼吸道和通氣，并給予相應的液體和藥物，系統(tǒng)自動記錄受訓者診斷和治療的全過程。受訓者可以通過查看幫助菜單了解最佳處理方案。

3 計算機模擬教學在麻醉藥理學教學中的應用

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

3.2 模擬教學內(nèi)容的安排 麻醉藥理學涵蓋12個章節(jié)，涉及數(shù)十種藥物。計算機模擬教學可以應用于麻醉藥理教學的各個方面。(1)內(nèi)容上可以將一些具有共同特點和內(nèi)在聯(lián)系的藥物放在一起進行，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)成特定的場景，通過啟用視屏模擬系統(tǒng)，使學生能對這幾種藥的藥效動力學和藥代動力學進行比較，發(fā)現(xiàn)它們的不同之處，尋找共同點，達到強化理論知識的目的。(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)性等物理特性對其麻醉效能的影響， 還可以通過視屏形象地體會出低流量、循環(huán)緊閉式麻醉方式對吸人麻醉藥藥效動力學和藥代動力學的影響[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)合實例介紹肌松藥使用和監(jiān)測的重要原則，顯示肌松監(jiān)測儀的連接方式， 而且以動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、排泄等藥代動力學方面的內(nèi)容[9]。The anesoft sedation simulator模擬系統(tǒng)可以指導受訓者如何在特殊環(huán)境下正確使用鎮(zhèn)靜藥物、進行必要的監(jiān)測和處理常見的問題[4]。

3.3 在麻醉藥理學考試中的應用 模擬系統(tǒng)具有可重復性和可標準化性，因此通過模擬系統(tǒng)將以知識記憶為評分標準的傳統(tǒng)考試改成以檢測臨床能力為主要目標的現(xiàn)代考試模式，即Stillman等學者所倡導的以臨床模擬問題為基礎的模擬考試模型。模擬系統(tǒng)不但可以考察學生對知識的理解程度和實際動手能力，還可以考察學生在具體場景中組織管理、溝通交流、觀察和應變的能力。比如通過以一個病人整個麻醉處理過程中的問題讓學生參與回答，按照模擬系統(tǒng)顯示的正確與否評分。

4 模擬教學在麻醉藥理學教學中應用注意事項

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

4.2 編輯時注意修正數(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設計的，有些數(shù)據(jù)不符合國人狀態(tài)，因此在病例編輯時對某些數(shù)據(jù)要進行修正。另外“模擬人”畢竟不是真人，不能完全反映出真實人體的復雜性以及無法互動實時交流，虛擬技術還需進一步完善和提高。

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