張 娜，梁 敏，勞文芹

(廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，廣州 510260)

近些年，臨床醫(yī)學(xué)教育背景正發(fā)生著明顯的變化。一方面，醫(yī)學(xué)高校擴(kuò)招，醫(yī)學(xué)生數(shù)量增多，典型臨床病例人均比例低，遠(yuǎn)不能滿足臨床教學(xué)需要。另一方面，隨著《執(zhí)業(yè)醫(yī)師法》《醫(yī)療事故處理?xiàng)l例》等法律法規(guī)的出臺(tái)，患者家屬權(quán)利意識(shí)的提高及當(dāng)前醫(yī)療環(huán)境等因素，使得現(xiàn)行的見(jiàn)習(xí)、實(shí)習(xí)教學(xué)面臨著很多困難[1]。尤其在兒科，這種矛盾和沖突尤為明顯。與此同時(shí)，人工智能在近年來(lái)逐漸發(fā)展并深入人心。人工智能旨在研究和探討用機(jī)器模擬智能的一系列有關(guān)問(wèn)題，是用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的一門新技術(shù)、新科學(xué)。隨著人工智能知識(shí)體系的不斷完善，人工智能知識(shí)體系在醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍[2-4]。

國(guó)內(nèi)外的醫(yī)學(xué)教育工作者對(duì)如何優(yōu)化和改進(jìn)臨床教學(xué)方法，提高臨床教學(xué)效果，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性進(jìn)行了深入研究。醫(yī)學(xué)模擬教學(xué)發(fā)展也經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。

1 問(wèn)診模擬患者(simulated patient，SP)階段

1968年，有學(xué)者已經(jīng)提出了“醫(yī)學(xué)教育中模擬人”的概念[5]。模擬患者又稱標(biāo)準(zhǔn)化患者，是指從事非醫(yī)療工作的正常人或患者，經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后能扮演患者，可以根據(jù)自己感受在專門設(shè)計(jì)的表格上記錄并評(píng)估醫(yī)生的操作技能，充當(dāng)評(píng)估者和教師。20世紀(jì)70年代初期，亞利桑那州大學(xué)的兒科實(shí)習(xí)生指導(dǎo)員PAULA STILLMAN通過(guò)模擬母親回答醫(yī)學(xué)生的問(wèn)題來(lái)提高學(xué)生的交流能力。之后，加拿大、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家都不同程度地采用此方法進(jìn)行醫(yī)學(xué)教育，美國(guó)125所醫(yī)學(xué)院有111所應(yīng)用SP作為教學(xué)和評(píng)估方法，其中53所醫(yī)學(xué)院有專人負(fù)責(zé)SP項(xiàng)目[6]。近年來(lái)，我國(guó)的北京協(xié)和醫(yī)院、沈陽(yáng)醫(yī)科大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)院、同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)等多所院校開(kāi)始在臨床綜合考試中使用標(biāo)準(zhǔn)化患者，并已證實(shí)其評(píng)價(jià)醫(yī)學(xué)生臨床能力的有效性和可靠性[7]。隨著醫(yī)學(xué)教育改革的逐漸深入，SP以其在醫(yī)學(xué)專業(yè)教育評(píng)估和研究方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，逐漸成為兒科臨床教學(xué)改革的熱點(diǎn)方向之一[8]。但是，SP教學(xué)的局限性也顯而易見(jiàn)，SP只能模擬患兒的主觀敘述部分，如主訴、現(xiàn)病史、既往史、個(gè)人史、家族史等，對(duì)疾病客觀部分的模擬常較困難，比如咳嗽聲音特點(diǎn)，有痰音還是刺激性干咳，脫水的面貌，身體溫度的變化、體格檢查異常等情況。并且，SP的招募、培訓(xùn)及工資支出等費(fèi)用均較高，因此一直未被醫(yī)學(xué)院校普遍接受和使用。

2 電子標(biāo)準(zhǔn)化患者階段

隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及應(yīng)用的普及，為解決SP招募困難，培訓(xùn)及工作支出費(fèi)用高等難題，電子標(biāo)準(zhǔn)化患者出現(xiàn)并逐漸嘗試應(yīng)用于臨床教學(xué)[9]。電子標(biāo)準(zhǔn)化患者教學(xué)系統(tǒng)主要有多媒體教學(xué)軟件和電子仿真人體模型兩種形式。

多媒體教學(xué)軟件中的標(biāo)準(zhǔn)化患者可以在電腦上形象生動(dòng)的模擬患兒的主訴、病史資料，提供體格檢查特點(diǎn)，增加病例的客觀部分，比如提供脫水的面貌圖片，氣促、呼吸困難的視頻等，體溫、血壓等生命體征的視頻等，提供較完整的疾病資料，幫助學(xué)生全面的學(xué)習(xí)疾病的特點(diǎn)。2006年，馬歇爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院設(shè)計(jì)的交互患者系統(tǒng)就是一個(gè)設(shè)計(jì)精制的CAI課件，從模擬真實(shí)患者病史的采集、物理檢查，結(jié)合患者的化驗(yàn)結(jié)果、X線片檢查圖像等，作出臨床診斷，制訂治療計(jì)劃，且該系統(tǒng)還會(huì)作出評(píng)估。但是，多媒體教學(xué)軟件不能給學(xué)生提供與患者及家屬面對(duì)面的直接交流，缺少了醫(yī)學(xué)教育中最重要的親身體格檢查環(huán)境。并且，只能提供疾病某一階段的情況，缺乏疾病動(dòng)態(tài)觀察和思考這一過(guò)程[10]。

仿真人體模型的發(fā)展及應(yīng)用一直是醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)中備受重視的部分。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以解決臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)中反復(fù)的體格檢查及有創(chuàng)操作對(duì)患者帶來(lái)的傷害。仿真人體模型的發(fā)展經(jīng)歷了模擬形態(tài)、解剖參數(shù)的“幾何假人”，仿生材料制造的“物理假人”，具有一定人體反應(yīng)特征的“電子仿真假人”等幾個(gè)階段。電子仿真人體模型也不斷的更新?lián)Q代，力圖盡量真實(shí)模擬人體在各種情況下的反應(yīng)。自1997年以來(lái)，國(guó)際上陸續(xù)有學(xué)者使用智能化水平相對(duì)較高的生理驅(qū)動(dòng)型高仿真模擬人(HSP)進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)在心肺復(fù)蘇、靜脈給藥、心包穿刺、輸血輸液、氣管插管、麻醉、各種生命支持設(shè)備的運(yùn)用等醫(yī)療手段將HPS救活[11],考核學(xué)員操作技能、現(xiàn)場(chǎng)處置能力、團(tuán)隊(duì)配合意識(shí)[12]。在我國(guó)，首都醫(yī)科大學(xué)是亞洲最早引進(jìn)HSP的醫(yī)院院校，HSP屬于高端的生理驅(qū)動(dòng)型模擬教學(xué)設(shè)備，建立在計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上，具有模擬人類臟器或系統(tǒng)的功能，如模擬心血管系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等。電子仿真人體模型提供了生動(dòng)、立體形象“患者”，但是電子標(biāo)準(zhǔn)化患者與人體畢竟還是有差異的，盡管可能采用了與人體組織相近似的合成材料，但缺乏真實(shí)病情臨床表現(xiàn)的多樣性，仍然不能代替真正的患者[13]。并且，電子仿真人體模型目前同樣不能與人交流，缺乏問(wèn)診過(guò)程，也不能滿足學(xué)生身臨其境及人文培養(yǎng)的需要。

3 問(wèn)診SP、多媒體、電子標(biāo)準(zhǔn)化患者相組合階段

其后，一部分教育工作者逐漸嘗試將問(wèn)診SP、多媒體、電子標(biāo)準(zhǔn)化患者合用，形成“組合SP”，擴(kuò)展及延伸SP的作用。組合SP優(yōu)點(diǎn)是：(1)可以幫助醫(yī)學(xué)生嘗試醫(yī)師角色，面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化患者練習(xí)臨床問(wèn)診技巧、人文關(guān)懷等。(2)可在多媒體資料中進(jìn)一步完善增加病例的客觀部分，比如提供脫水的面貌圖片，氣促、呼吸困難的視頻等，體溫、血壓等生命體征的視頻等。(3)可以在電子仿真人體模型上體格檢查，醫(yī)囑操作演練，全方位的學(xué)習(xí)疾病，學(xué)生可以在自己的理解基礎(chǔ)上問(wèn)診及處理問(wèn)題，其臨床思維較只面對(duì)一個(gè)問(wèn)診SP時(shí)更活躍。

1999年，美國(guó)METI公司根據(jù)小兒生理特點(diǎn)，以生理驅(qū)動(dòng)技術(shù)為核心，結(jié)合兒童自身病理生理特點(diǎn)，搭建兒科醫(yī)生臨床應(yīng)變能力培訓(xùn)平臺(tái)--PediaSIM-ECS(高級(jí)綜合模擬兒童)，能模擬兒科急救，監(jiān)測(cè)多項(xiàng)生命體征，并可與監(jiān)護(hù)儀、呼吸機(jī)等真實(shí)設(shè)備相連，模擬支氣管肺炎、心力衰竭等呼吸循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)疾病，可進(jìn)行心肺聽(tīng)診等操作[14]。國(guó)內(nèi)的許多醫(yī)學(xué)教育工作者也在不斷的進(jìn)行研究和努力，將SP 與電子模擬人結(jié)合，形成“組合SP”教學(xué)，輔助醫(yī)學(xué)生臨床學(xué)習(xí)[15]。2002年起，遼寧營(yíng)口巨成教學(xué)科技開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的仿真電子標(biāo)準(zhǔn)化患者及教學(xué)軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括心肺聽(tīng)診觸診仿真電子標(biāo)準(zhǔn)化患者、腹部觸診仿真電子標(biāo)準(zhǔn)化患者、心肺聽(tīng)診教學(xué)與考核軟件、腹部觸診多媒體教學(xué)與考核軟件、心電圖教學(xué)與考核軟件、TOP2000多媒體教學(xué)網(wǎng)，真正實(shí)現(xiàn)了仿真電子標(biāo)準(zhǔn)化患者與多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)新模式，這些在醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)中均發(fā)揮了重要的作用。也有人嘗試將SP、多媒體及仿真模擬人三者結(jié)合應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)。這種三合一式的教學(xué)對(duì)于學(xué)生的醫(yī)患溝通能力、疾病評(píng)估能力及解決問(wèn)題的能力都有明顯的提高。其效果顯著優(yōu)于對(duì)照組，即傳統(tǒng)臨床教學(xué)模式[16]。

相較于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育及單純SP教育，“組合SP”教學(xué)對(duì)醫(yī)學(xué)生臨床技能及思維提高具有明顯的幫助?！敖M合SP”教學(xué)仍有一個(gè)不可逾越的缺點(diǎn)，就是它不能模擬患者的病情變化。不能模擬“針對(duì)患者病情變化→對(duì)病情的轉(zhuǎn)歸進(jìn)行判斷→調(diào)整相應(yīng)的治療措施”這個(gè)過(guò)程。這個(gè)思維過(guò)程在臨床工作中具有重要的意義?，F(xiàn)行幾乎所有的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)所設(shè)計(jì)的軟件和電子模擬人，都是基于患者某個(gè)時(shí)點(diǎn)的病情，也即只是基于病情的點(diǎn)和面；即使是床旁的臨床見(jiàn)習(xí)，學(xué)生也只能看到患者某個(gè)時(shí)點(diǎn)的癥狀和體征，不能產(chǎn)生對(duì)疾病產(chǎn)生動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)。

4 計(jì)算機(jī)模擬患者階段

為了彌補(bǔ)多媒體資料、患兒仿真模型缺乏疾病動(dòng)態(tài)觀察和思考這一過(guò)程，現(xiàn)階段有少部分教學(xué)工作者開(kāi)始試圖通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，制作患者疾病的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模型。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)模擬患者并非不可思議，早在1999年計(jì)算機(jī)模擬考試(CCS)就已經(jīng)正式作為美國(guó)醫(yī)師執(zhí)照考試的一部分，我國(guó)CCS考試的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用還處于探索與推廣階段，但由于技術(shù)限制，計(jì)算機(jī)模擬患者一直未能在日常教學(xué)工作中廣泛開(kāi)始。近些年，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)生了天翻地覆的進(jìn)步，人工智能技術(shù)的出現(xiàn)使得計(jì)算機(jī)模擬患者廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教學(xué)成為了可能，通過(guò)模擬患者因某種疾病從入院到治療各階段的臨床過(guò)程，形象生動(dòng)的將理論與實(shí)際相聯(lián)系，幫助學(xué)生全面的認(rèn)識(shí)某種疾病，并培養(yǎng)學(xué)生在病情觀察中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的臨床思維。神經(jīng)外科領(lǐng)域，國(guó)外已有人嘗試建立較大規(guī)模的顱腦創(chuàng)傷資料庫(kù)對(duì)真實(shí)世界的顱腦創(chuàng)傷病情、治療及預(yù)后進(jìn)行分析[17]，也已經(jīng)有人對(duì)人工智能應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像教育作用進(jìn)行研究與構(gòu)想[18]。

近年來(lái)，“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)”(PBL)教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)教育各領(lǐng)域中得到大力推廣[19-20]。PBL是以病例為先導(dǎo)，以問(wèn)題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主體，以教師為導(dǎo)向的小組討論式教學(xué)方法，它改變了“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，培養(yǎng)自學(xué)習(xí)慣和終生學(xué)習(xí)能力，以及勇于競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)，并且有助于建立學(xué)生的批判性思維[21]。PBL已在全世界很多醫(yī)學(xué)院校得到了應(yīng)用，其教學(xué)效果得到了各方的肯定。國(guó)內(nèi)大多只是部分采用，與大課并排進(jìn)行，即所謂的“混合式”課程。在此基礎(chǔ)上，建立廣泛的疾病計(jì)算機(jī)模型，采用計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)，輔以PBL的方法，設(shè)計(jì)出臨床實(shí)際所要考慮的問(wèn)題，面對(duì)計(jì)算機(jī)模擬患者如同對(duì)待真實(shí)的患者，一步步解決臨床所要面臨的難題。目前已經(jīng)有一些兒科學(xué)者已經(jīng)在嘗試建立各種兒科疾病的計(jì)算機(jī)模型，輔以PBL的教學(xué)思維進(jìn)行疾病模型的設(shè)計(jì)，并應(yīng)用于臨床教學(xué)，取得了肯定的效果[22]。

計(jì)算機(jī)模擬疾病的動(dòng)態(tài)模型有效地提高了教學(xué)質(zhì)量，解決了當(dāng)前臨床教學(xué)配合度低的科室，比如兒科，教學(xué)工作中面臨的困境，對(duì)于臨床教學(xué)具有重要意義。特別是大規(guī)模真實(shí)病例資料建立的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模型可以體現(xiàn)出真實(shí)診療過(guò)程中疾病臨床表現(xiàn)的多樣性，病程變化的復(fù)雜性，對(duì)于鍛煉醫(yī)學(xué)生的臨床思維能力非常有幫助。但是此種教學(xué)方法比起SP、電子模擬人仍然是缺少了交流和實(shí)踐查體的過(guò)程，缺少臨床工作角色代入感，更適合具有一定臨床經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師再學(xué)習(xí)，對(duì)于初入臨床的醫(yī)學(xué)生見(jiàn)習(xí)和實(shí)習(xí)操作性欠佳。

5 高仿真情景模擬下的臨床培訓(xùn)

近兩年，有學(xué)者提出高仿真情景模擬下的臨床培訓(xùn)這一概念[23]。例如，在模擬重癥監(jiān)護(hù)室環(huán)境下，配備HPS及各種生命支持設(shè)備，學(xué)員輪流對(duì)HPS進(jìn)行心肺復(fù)蘇、呼吸衰竭救治的演練[24]，一位老師在后臺(tái)負(fù)責(zé)HPS病例程序的運(yùn)行操作，另一位授課老師在教室里指導(dǎo)學(xué)員。后臺(tái)操作老師首先通過(guò)電腦操作系統(tǒng)中的病例程序設(shè)置HPS病情發(fā)生變化，現(xiàn)場(chǎng)授課老師根據(jù)HSP的病情變化引起生命支持設(shè)備相應(yīng)的反應(yīng)或設(shè)置和口述生命支持設(shè)備的各種故障現(xiàn)象，請(qǐng)學(xué)員迅速做出判斷和處理。在這個(gè)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)授課老師充當(dāng)了SP的一部分角色，提供給學(xué)生詢問(wèn)病史機(jī)會(huì)，口述病情，補(bǔ)充了生理驅(qū)動(dòng)型高仿真模擬人不能敘述病史這一不足。在高仿真情景模擬下，根據(jù)學(xué)生對(duì)疾病判斷、處理的不同，通過(guò)后臺(tái)電腦操作，調(diào)整高仿真模擬人心率、血壓、呼吸等生命變化，體現(xiàn)了臨床診療過(guò)程的多種可能性和不可逆轉(zhuǎn)性，表現(xiàn)了疾病動(dòng)態(tài)的過(guò)程，對(duì)于鍛煉醫(yī)學(xué)生的臨床思維能力非常有幫助。并且，高仿真情景將學(xué)習(xí)背景環(huán)境設(shè)置為與實(shí)際臨床工作高度類似的空間，便于學(xué)生醫(yī)生角色的代入，真切地進(jìn)入臨床診療工作。開(kāi)展高仿真情景模擬下的臨床教學(xué)對(duì)醫(yī)學(xué)院校的硬件、軟件配置都有較高的要求，需要同時(shí)具有模擬真實(shí)臨床工作的場(chǎng)地、經(jīng)過(guò)SP培訓(xùn)具有臨床經(jīng)驗(yàn)的教師、生理驅(qū)動(dòng)型高仿真模擬人、熟悉電腦操作的技術(shù)員等資源，因此，至今在國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有廣泛的應(yīng)用及推廣。但高仿真情景模擬下的臨床教學(xué)確實(shí)是醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)中目前優(yōu)勢(shì)最大、效果最好的一種教學(xué)模式。

醫(yī)學(xué)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，醫(yī)學(xué)生不僅要有扎實(shí)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)，更重要的是對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用及提高臨床實(shí)踐技能水平。能與醫(yī)學(xué)生對(duì)話的高科技計(jì)算機(jī)智能模擬人是未來(lái)臨床教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)[25]，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模擬教學(xué)以高科技為基礎(chǔ)，以模擬臨床實(shí)際情景為前提，以實(shí)踐教學(xué)、情景教學(xué)和個(gè)體化教學(xué)為特征，以其有醫(yī)療環(huán)境而無(wú)醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)為突出優(yōu)點(diǎn)，必將在醫(yī)學(xué)教學(xué)方法上再次掀起一場(chǎng)革命。