盆底功能障碍性疾病是中老年女性的常见多发病,严重影响患者的身心健康。由于盆底解剖复杂,晦涩难懂,是临床教学的重点和难点。同时,在实际教学过程中,由于临床资源不足,医疗环境限制,学生自身专业技能有限,高年级学生及低年资医生无法参与相关的诊治,并且学生难以在反复实践训练基础上培养诊疗思维,掌握相关的知识技能。为此我们依托虚拟现实硬件及软件技术,开展女性盆底功能障碍及功能重建虚拟仿真实验课程。通过打造实时可交互,医学生高度沉浸的情景融入式学习环境,凭借其极强的实用性,打破传统教学模式学习效果不佳,互动性不强,培训时间长,成本高,趣味性不强等问题。对于解决现今教学资源不足,训练时间长,培训受限等难题有着重要的现实意义。
本项目基于临床收集的病例,通过运用虚拟仿真的方法,创建3D情景虚拟患者的病情与盆底解剖的改变,并根据个人的需要重复进行各种必要的操作训练,并实时得到根据专家经验建立的手术系统的指导,大大节约培训费用和培训时间,从而达到迅速提高学习者的手术及其它操作技能,缩短医生的培养周期。在教学方式上,让同学作为实验课程的主角,提高同学的主观能动性;同时团队实验课,发挥小组内的团队协作能力,从理论知识和实践操作两方面来培训学生们共同发现问题及解决问题的能力。并通过电脑自动生成分析报告及线上和线下考核来共同进行评价。
本课程通过本虚拟仿真实验,要求学生/临床医生可快速掌握盆底功能障碍的生理解剖结构、临床POP-Q评分分度及典型的盆底功能重建手术方法;基于VR仿真技术进行手术技能训练;借助于虚拟仿真技术,利用头盔等在虚拟仿真环境下完成手术步骤与评估。与传统教学培训相比,无论是学生的学习兴趣,还是基础理论和临床技能培训都有显著提高,同时采用虚拟仿真技术大大缩短了学生的培训时间,启发、主导、互动式的教学,使得学生手术技能培训的质量明显提高。
实验教学目标(实验后应该达到的知识、能力水平)
(1)通过人机交互虚拟病人进行问诊,掌握采集病史资料的能力。
(2)通过模型和模拟仿真实例,掌握POP-Q的评分方法和规范的操作,能够进行规范流畅/准确的体格检查。
(3)通过3D技术拓展盆底组织解剖,结合课堂教学,掌握盆底解剖及盆底功能障碍的发病机理。
(4)通过模型,掌握妇科手术的相关器械的名称,用途及使用方法;掌握外科无菌技术及无菌操作原则。
(5)通过虚拟平台及动画视频,重现盆底功能重建的过程,进一步掌握盆底功能重建术的原理及手术适应症,熟悉手术的操作流程。
(1)实验原理(限1000字以内)
利用3D技术/模型以及图片/动画等,构建趋于真实的虚拟临床场景(盆底专科门诊及盆底病房),通过人机交互/菜单式选择,对患者开展虚拟诊疗,并根据盆底功能障碍的分度不同,培养医学生及低年资医生的盆底功能障碍诊疗思维与基本理论与操作技能。
知识点数量:13(个)
1)病史采集
2)妇科检查
3)POP-Q评分
4)盆底组织解剖
5)盆底功能障碍的治疗方案
6)外科洗手
7)妇科手术消毒铺巾
8)穿戴无菌手套,手术衣
9)手术室无菌原则
10)团队协作
11)医患沟通技巧,人文关怀
12)盆底功能重建术的原理及手术过程
13)术后注意事项
(2)核心要素仿真设计(对系统或对象的仿真模型体现的客观结构、功能及其运动规律的实验场景进行如实描述,限500字以内)
1)盆底功能障碍的诊治
采用临床虚拟仿真制作,再现操作对象、方法技术和操作步骤,着重加深学生对POP-Q评分系统的掌握,这是盆底功能障碍疾病诊断分度的重要手段。3D模拟盆底组织解剖,逐步逐层讲解,同时3D虚拟仿真重现盆底组织在进行Valsalva动作时盆底解剖的改变情况,有利于掌握盆底功能障碍的发病机制。该部分教学的优势重复利用画面感、故事感将枯燥无味的盆底功能障碍的发生、发展及治疗方案的梳理清楚,加深学生学习的兴趣及掌握的程度。
2)盆底功能重建术
利用3D虚拟仿真VR技术的典型盆底功能重建术,使临床医生及医学生参与手术过程,并可重复练习,使得手术培训时间大为缩短,同时减少了对传统昂贵的实验对象需求。并且虚拟仿真技术可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境,同时具有很好的临场感,所以训练过程与真实情况几乎一致,尤其能够获得在实际手术中的手感。同时包括外科洗手、带手套、穿手术衣,妇科手术的消毒、铺巾。计算机还能够给出手术练习的评价。另外,虚拟仿真技术能够利用图像数据,帮助医生合理地制定个体化手术方案,对于选择最佳手术路径、减少手术损伤、减少对临近器官的损伤、提供手术成功率等具有重要的意义。
为了便于学生的理解和掌握,将本实验课程划分成两个临床场景,即虚拟临床场景1(盆底门诊),和虚拟临床场景2(盆底专科病房)。将需要掌握的各个知识点融入临床场景中,利于学生们的系统掌握。
虚拟临床场景1(盆底门诊):
A.采用情景模拟的形式进行学习:通过设计动态的3D虚拟标准化病人,让学习者能够和标准化病人进行交流,学生通过电脑操作,掌握盆底疾病采集病史资料的技巧和能力。(虚实结合)
B.采用电脑和模型,学生掌握盆底功能障碍的类型,分度;进一步了解盆底肌的构成及作用,损伤时造成的盆底功能障碍(虚拟操作)
C.采用电脑和模型,学生判断患者是否需要手术治疗,并且掌握相关手术的适应症。(虚拟操作)
D.采用人机交互,学生通过电脑操作,掌握相关实验检查的选择,结果判断。同时判断有无手术禁忌症。
-----该患者为重度盆底功能障碍,手术指征明确,无手术禁忌,入住盆底病房待手术。
虚拟临床场景2(盆底专科病房)
A.设置病程记录环节,学生查房并书写病史,教师(上级医生)指导并审核。
B.设置医患沟通环节,签署手术知情同意书及其它医学文书(模拟操作)。
C.使用虚拟仿真训练软件,进入虚拟手术室进行手术全过程的虚拟操作;在此过程中,熟悉手术室环境,了解手术各类人员分工及站位,熟悉各类手术常见器械,了解手术过程,深入理解无菌原则。
D.采用团队教学法:每5人为1个实验组,分别担任主刀,一助,二助,器械护士和巡回护士,每组实验结束后依次更换角色。同时进行课后的反馈,相互补充内容缺失,共同完成相关操作。
(1)学生交互性操作步骤,共10 步
步骤序号 |
步骤目标要求 |
步骤合理用时 |
目标达成度赋分模型 |
步骤满分 |
成绩类型 |
1 |
SP问诊 |
10’ |
5 |
■操作成绩 ■实验报告 ■教师评价报告 |
|
2 |
体格检查 |
10’ |
5 |
||
3 |
妇科检查 |
10’ |
10 |
||
4 |
POP-Q评分 |
10’ |
10 |
||
5 |
尿动力学检查 |
20’ |
10 |
||
6 |
盆底解剖 |
10’ |
10 |
||
7 |
盆底功能障碍的诊治 |
10’ |
10 |
||
8 |
外科洗手、戴手套、穿手术衣 |
10’ |
5 |
||
19 |
妇科手术消毒、铺巾 |
10’ |
5 |
||
10 |
盆底功能重建术 |
60’ |
30 |
||
11 |
|||||
(2)交互性步骤详细说明
全部实验项目共4学时(180分钟),包括真实操作实验和虚拟实验,均在临床技能中心完成。
1)标准化病人问诊(虚实结合)
从模型、模拟人到真人模仿病人(标准化病人)的实践,再到真实病人的学习。病史采集按照统一的现病史、既往史、个人史、月经史、婚育史等顺序,其中额外加上盆底功能障碍相关的高危因素如便秘、慢性咳嗽、自身免疫性疾病、糖尿病等,采集完整后方可获得满分。利用标准化病人培养和考核学生的病史采集、临床思维和医患沟通能,着重培养学生的医患沟通和人文素养。
2)体格检查(虚实结合)
从模型、模拟人到真人模仿病人(标准化病人)的实践,再到真实病人的学习。体格检查顺序步骤不对,或者检查不完整给出提示,予以纠正或补充。
3)妇科检查(虚实结合)
先通过模型、视频学习演练妇科检查,步骤操作错误会发出提示,予以纠正。
4)POP-Q评分(虚实结合)
采用临床虚拟仿真制作,再现操作对象、方法技术和操作步骤,在操作错误时会发出提示应予以纠正。本部分着重加深学生对POP-Q评分系统的掌握,这是盆底功能障碍疾病诊断分度的重要手段。特点是先虚后实;硬件条件好,学生动手机会多。
5)尿动力学检查(虚拟仿真沉浸式)
利用高级医学模型、模拟人、器械、设备和信息技术,创建虚拟尿动力室场景,最大限度地还原尿动力学检查过程,通过仿真模拟操作过程,使学生学习尿动力学检查的技能操作过程。操作步骤出错时,会发出提示。
6)盆底解剖的学习(虚拟仿真沉浸式)
3D模拟盆底组织解剖,逐步逐层讲解,同时3D动画重现盆底组织在进行Valsalva动作时盆底解剖的改变情况,拆分解剖后再归位,如果归为错误会发出提示。
7)盆底功能障碍的诊治(虚拟仿真沉浸式)
通过动画演示盆底功能障碍发生的过程,及其治疗方案的选择。诊断正确,治疗方案选择合理,方可满分。该部分教学的优势重复利用画面感、故事感将枯燥无味的盆底功能障碍的发生、发展及治疗方案的梳理清楚,加深学生学习的兴趣及掌握的程度。
8)外科洗手、带手套、穿手术衣(虚拟仿真沉浸式)
严格按照无菌要求规范操作,操作步骤错误会发出报警声,且不得分。
9)妇科手术的消毒、铺巾(虚拟仿真沉浸式)
严格按照无菌要求规范操作,操作步骤错误会发出报警声,且不得分。
10)盆底功能重建术(虚拟仿真沉浸式)
利用3D虚拟仿真VR技术的典型盆底功能重建术,使临床医生及医学生参与手术过程,并可重复练习,使得手术培训时间大为缩短,同时减少了对传统昂贵的实验对象需求。并且虚拟仿真技术可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境,同时具有很好的临场感,所以训练过程与真实情况几乎一致,尤其能够获得在实际手术中的手感。计算机还能够给出手术练习的评价。另外,虚拟仿真技术能够利用图像数据,帮助医生合理地制定个体化手术方案,对于选择最佳手术路径、减少手术损伤、减少对临近器官的损伤、提供手术成功率等具有重要的意义。本部分牵涉到交互步骤较多,分为主刀、一助、器械护士、麻醉医师,其中主刀和一助是考察重点,手术步骤有误或者出现并发症如损伤膀胱、肠道、输尿管等,则不得分。
(1)是否记录每步实验结果:■是
(2)实验结果与结论要求:■实验报告 ■心得体会 其他
(3)学生在实验过程中如果出现实验步骤错误,系统予以提示,如果连续出现3次错误将扣分,在实验报告中显示。
(4)其他描述:
a.项目按照国家执业医师考试OSCE考试能力要求设置,内置反馈报告,可根据时间,临床诊疗顺序和必要性进行记录和评估,教师将评估学员在操作过程中的临床思维和操作准确性;
b.实验进行中,教师查看操作记录和评估报告,适时指导和评估;
c.完成虚拟手术操作后,学生应进一步深入理解盆底功能重建的手术完整流程,提高小组成员间不同角色的默契度。
d.通过该项目训练,使同学深入掌握盆底解剖知识,深入认识无菌原则。
(1)说明客户端到服务器的带宽要求(需提供测试带宽服务)
客户端到服务端带宽为5M以上
(2)说明能够支持的同时在线人数(需提供在线排队提示服务)
能够提供的并发响应数量在500以上
(1)计算机操作系统和版本要求
window 2007及以上,需要安装flash浏览器插件
(2)其他计算终端操作系统和版本要求
Android 5.0及以上,IOS 9.0以上。
(3)支持移动端:●是 ○否
(1)计算机硬件配置要求
CPU:Intel i3 2.1GHz,内存:4G,硬盘:500G
(2)其他计算终端硬件配置要求
视频输出:HDMI 1.4or DisplayPort1.2或更高版本USB端口:1xUSB 2.0或更高版本的端口。