臨床醫學(xué)教育中虛擬仿真技術(shù)的應用論文

　　虛擬仿真技術(shù)就是采用以計算機技術(shù)為核心的現代高科技（包括計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)以及高度并行的實(shí)時(shí)計算機技術(shù)，同時(shí)它還包括人的行為學(xué)研究等多項關(guān)鍵技術(shù)）生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，通過(guò)對視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)的模擬再現來(lái)使人產(chǎn)生處于實(shí)景當中的感覺(jué)。計算機日益強大的處理能力使得在線(xiàn)醫學(xué)教育、病人數據庫、手術(shù)仿真、遠程會(huì )診、醫療專(zhuān)家系統等成為現實(shí)。隨著(zhù)虛擬仿真技術(shù)的快速發(fā)展，其在醫學(xué)方面被越來(lái)越廣泛地應用，如虛擬內窺鏡、虛擬手術(shù)、虛擬靜脈注射、虛擬康復訓練以及各種用于醫學(xué)實(shí)踐教學(xué)的模擬虛仿真訓練系統，利用這些計算機虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行醫學(xué)臨床教學(xué)、新生培訓、技能測試、技術(shù)學(xué)習、手術(shù)計劃等諸多方面的醫學(xué)輔助教學(xué)，可以使學(xué)生全身心投入到虛擬環(huán)境中，與環(huán)境中各種對象相互融合，更加深入地學(xué)習所學(xué)課程。學(xué)生還可以通過(guò)使用具有交互性的模擬醫療設備實(shí)現虛擬仿真環(huán)境的操作，從而進(jìn)行實(shí)踐練習。目前，應用虛擬仿真技術(shù)的醫學(xué)教育領(lǐng)域有很多，下面這要從基礎醫學(xué)、臨床醫學(xué)和遠程醫學(xué)教育幾個(gè)方面闡述。

　　1虛擬仿真技術(shù)在基礎醫學(xué)教育中的應用

　　基礎醫學(xué)教育中的教學(xué)方式一般分為理論授課和實(shí)驗操作兩部分。其中理論教學(xué)的方式是課堂講授加傳統醫學(xué)插圖，學(xué)生大多感覺(jué)學(xué)習過(guò)程枯燥、不好理解、不好記憶。而利用虛擬仿真技術(shù)可以在虛擬的環(huán)境下，將人體各器官的解剖、生理學(xué)、病理學(xué)的數學(xué)模型存在數據庫中，利用計算機顯示屏上有意識地顯示某些細節，學(xué)生可以將病人的各種病變部位分開(kāi)或合在一起觀(guān)察病變情況，同時(shí)可以利用此技術(shù)培養學(xué)生的人體解剖理論的認知能力。舉例來(lái)說(shuō)，目前解剖教學(xué)上應用的虛擬仿真人體解剖圖的數字化的解剖圖譜，利用這一圖譜，學(xué)習者在虛擬的環(huán)境中可以自由地選擇、觀(guān)察、移動(dòng)虛擬對象，并且虛擬的組織器官還能及時(shí)給予學(xué)習者感官上的反饋，這樣就更容易理解和掌握解剖結構。比較典型的應用實(shí)例就是利用“虛擬人”數字化數據集進(jìn)行三維重建，即“人體數字化解剖學(xué)”研究，創(chuàng )立虛擬仿真解剖學(xué)，同時(shí)提供CT、MRI及PET等方面的斷層圖像，進(jìn)行一系列醫學(xué)臨床、教學(xué)及研究的虛擬模擬。具體步驟就是利用一臺人體虛擬解剖電腦，教師可以講授人體各部分結構的解剖知識，學(xué)生也可以在虛擬的組織和器官間的模擬操作感受觸覺(jué)反饋，使學(xué)生更快地掌握手術(shù)要領(lǐng)和技術(shù)。學(xué)生在課堂上能以三維的形式看到人體數千個(gè)解剖結構的形狀、位置及器官間的相互空間關(guān)系等，學(xué)習興趣和效果顯著(zhù)提高。

　　2虛擬仿真技術(shù)在臨床醫學(xué)教育中的應用

　　在臨床醫學(xué)教育中，臨床實(shí)踐是重要的教學(xué)方式，臨床實(shí)踐是對醫學(xué)學(xué)生動(dòng)手能力培養的重要環(huán)節，加強實(shí)踐技能訓練已成為醫學(xué)教育改革的重點(diǎn)。虛擬仿真技術(shù)引入醫學(xué)臨床實(shí)踐教學(xué)是非常行之有效的教學(xué)方式。虛擬仿真技術(shù)在臨床醫學(xué)教育中最顯著(zhù)的應用是虛擬手術(shù)教學(xué)，即通過(guò)虛擬臨床手術(shù)技術(shù)讓學(xué)生在手術(shù)之前學(xué)習新的手術(shù)方法和流程，練習所制定的手術(shù)計劃，在虛擬仿真手術(shù)之后，也能讓學(xué)生溫習或重復全部手術(shù)過(guò)程，并且能夠對學(xué)生的臨床技能進(jìn)行一個(gè)客觀(guān)的評定�，F今醫學(xué)院校的學(xué)生和教師都不能只是局限于書(shū)本的知識，必須不斷地學(xué)習和提高自己的臨床技能，而在實(shí)踐中常會(huì )遇到教育資源有限的問(wèn)題，解決這一問(wèn)題行之有效的手段就是利用虛擬仿真技術(shù)模擬復制手術(shù)場(chǎng)景，讓學(xué)生不斷在虛擬現實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)踐訓練。這種應用虛擬仿真技術(shù)的臨床實(shí)踐教育方式不僅可以讓教師在教學(xué)中演示不同策略的手術(shù)流程，教授學(xué)生應對各種突發(fā)情況、避免手術(shù)失誤、降低手術(shù)風(fēng)險、減少病人損傷、提高手術(shù)成功率，而且同時(shí)還節約了教育資源，具有零風(fēng)險、可反復操作等優(yōu)勢，學(xué)生可利用它完成手術(shù)的各個(gè)操作步驟，并對操作的過(guò)程和結果進(jìn)行分析和總結，達到更多地積累臨床實(shí)踐技巧和經(jīng)驗的目的。虛擬仿真技術(shù)應用于醫學(xué)臨床實(shí)踐教學(xué)能使學(xué)生有更多接觸臨床的經(jīng)驗，可以提高學(xué)生臨床技能操作的能力、臨床綜合診斷思維能力，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情和潛力，使他們能夠運用課堂上所學(xué)的臨床理論知識較快地掌握臨床診療實(shí)踐規律，還有利于學(xué)生職業(yè)道德和行為規范的養成。

　　3虛擬仿真技術(shù)在遠程醫學(xué)教育中的應用

　　在遠程醫學(xué)教學(xué)中，經(jīng)常會(huì )由于教學(xué)設備、試驗場(chǎng)地或教學(xué)經(jīng)費等方面的原因，使得一些應該開(kāi)設的教學(xué)內容無(wú)法進(jìn)行。利用虛擬仿真技術(shù)可以彌補這些方面的不足，學(xué)生足不出戶(hù)便可以學(xué)習各種各樣的知識，獲得與現場(chǎng)學(xué)習一樣的效果，從而加深對教學(xué)內容的理解。以往對于一些醫學(xué)實(shí)驗，在遠程醫學(xué)教學(xué)過(guò)程中一般采用電視錄像的方式來(lái)取代實(shí)驗課程，學(xué)生無(wú)法直接參與實(shí)驗，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬遠程醫學(xué)實(shí)驗，則可以增加學(xué)生動(dòng)手學(xué)習的機會(huì )。虛擬仿真技術(shù)應用于遠程醫學(xué)教育的基礎是基于遠程醫療的分支網(wǎng)真醫學(xué)，即遠程呈現醫學(xué)，它把專(zhuān)家的知識通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )傳輸到需要的遠程位置，在遠程醫療應用領(lǐng)域發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。網(wǎng)真醫學(xué)是虛擬仿真技術(shù)的一個(gè)全新領(lǐng)域，它結合了高清視頻、音頻和交互式組件（計算機軟件和硬件），在網(wǎng)絡(luò )上創(chuàng )建獨特的“面對面”體驗的新型技術(shù)。使用者可以進(jìn)入某個(gè)共享網(wǎng)絡(luò )空間的圖形環(huán)境，以遠程控制操作或觀(guān)察為目的的進(jìn)行人機通信和交互，用這個(gè)方法幫助醫生有效地進(jìn)行手術(shù)和診療。網(wǎng)真醫學(xué)應用與遠程教育可以確保醫學(xué)生以更有效的方式進(jìn)行培訓，例如記錄操作過(guò)程、讓學(xué)生探討操作細節并擁有沉浸于運作房間的感覺(jué)。醫學(xué)學(xué)生可以進(jìn)入虛擬的手術(shù)是或實(shí)驗室，在虛擬環(huán)境下激勵一個(gè)完整的操作過(guò)程，教師也可以將操作中常見(jiàn)問(wèn)題反饋給學(xué)生，從而提高每個(gè)人對某個(gè)問(wèn)題的訓練。利用虛擬仿真技術(shù)可以創(chuàng )建大量的三維人體組織結構，用于醫學(xué)教學(xué)。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，把創(chuàng )建的三維醫學(xué)教學(xué)資源應用與遠程醫學(xué)教育，可以使學(xué)習者隨時(shí)隨地的學(xué)習，是資源得到充分利用。虛擬仿真技術(shù)應用于遠程醫學(xué)教育可以將生動(dòng)的動(dòng)態(tài)三維場(chǎng)景展現給學(xué)習者，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效果。

　　4虛擬仿真技術(shù)在醫學(xué)教育中應用的意義

　　醫學(xué)教育注重的是直觀(guān)、形象、生動(dòng)，傳統的醫學(xué)教學(xué)往往不夠生動(dòng)，難以具體化，難以直接展示人體的結構，疾病發(fā)生及發(fā)展過(guò)程等教學(xué)內容，同時(shí)又存在著(zhù)醫學(xué)教學(xué)成本大，不可重復執行的問(wèn)題，這些弊端對學(xué)生更好的掌握醫學(xué)知識極為不利。為了改善原有醫學(xué)教學(xué)模式中存在的這些問(wèn)題，使虛擬仿真技術(shù)應用于醫學(xué)教學(xué)中的教學(xué)模式意義重大，該教學(xué)模式不僅調動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習興趣，而且將抽象的內容具體化、形象化，給學(xué)生留下深刻的記憶，也給教師在教學(xué)中提供方便，從而達到提高教學(xué)水平和科研水平的目的。

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