医学模拟系统(BMSC)课件

医学模拟系统（BMSC）

现代医学模拟教学以高科技为基础,以模拟临床实际情况为前提,以实践教学、情景教学和个体化教学为特征,以其具有医疗环境而无医疗风险为突出优点。医学模拟教育是指利用模拟技术创设出模拟病人和模拟临床场景,代替真实病人进行临床教学和实践的教育方法。医学模拟系统初步分为:基础解剖模型、局部功能训练模型、计算机交互式模型、虚拟培训系统以及生理驱动型模拟系统;从规模上说,有临床技能模拟实验室、医学模拟中心及模拟医院。它不仅是医学生进行临床前实习的必要手段,也是在职医师、专科医师的临床技能训练的场所。一、医学模拟系统在临床技能训练方面的应用:目前基础解剖模型主要用于示教;虽然不能完全替代真实解剖标本,但却有着真实标本不能比拟的功能,如层次清晰,视野和视角更有利于教学,无气味,易保存等。局部功能训练模型多用于局部单项临床操作技能的训练;计算机交互式模型则是通过计算机软件编写一些完整的病例,学员可在模型上模拟完成完整的治疗过程,但是模型人仅通过局部的机械装置与计算机系统发生互动关系,并不能模拟出真实病人的生理或病理反应,因此它适用于整体临床思维能力的培养及相关系列的临床基本操作技能的训练。生理驱动型模拟系统属于最高端的模拟系统,它集人体生理功能性、软件操作便携性及知识体系贯通性于一体,借助计算机软件功能的整合性以及数字模型技术对整个医疗环境包括病人、病情和治疗环境进行全面模拟。模拟系统具有与人一样的外形,有呼吸、心跳、脉搏、瞬目等体征,可模拟真实病人对药物及操作产生相应反应。美国METI创造出了迄今为止世界上最先进的生理驱动型模拟系统─HPS(HumanPatientSimulator),它是高科技和高仿真性的完美结合。在发达国家,这种高端模拟技术已经被广泛使用,不仅被引入医学教学,甚至被当作虚拟培训系统是高端模拟技术发展的另一个方向,此系统集先进的计算机软件技术、虚拟触觉感知技术、力反馈技术及人的行为学研究于一体,创造出一个完全互动的虚拟的病人环境和病情,操作者可在电脑屏幕上看到人体内部的解剖结构,听到患者反应的声音,真实感受到自己在医疗操作中的各种触觉信息。美国依默森作为虚拟技术的鼻祖,首先开发了内窥镜、腹腔镜及心血管介入手术等虚拟培训系统的产品,英国伦敦帝国理工大学医学院、英国诺丁汉大学医学院、香港大学医学院等众多顶尖国际医学学府已将其用在了内窥镜、腹腔镜及心血管介入手术等微创手术专科技能的培训,并取得了很好的效果。临床医生准入考核的重要内容或用于疑难病例治疗方案设计等诸多方面,首都医科大学宣武医院于2004年初在我国大陆地区率先引进了美国生产的,代表现代生理驱动高仿真模拟培训最新技术的HPS,并在中国大陆地区率先建立高仿真模拟培训中心,开展高仿真模拟医学教学工作,通过本项研究结果显示,生理驱动高仿真模拟培训对于各级医生、护士更新提高急救意识和实际应急能力有重要帮助作用。众多顶尖国际和国内医学学府已将其用在麻醉学、急救医学、战地医学等相关学科临床技能的训练。随着模拟仿真技术的进一步发展和提高,生理驱动型模拟系统将可能应用到临床的各个学科。二、医学模拟系统在临床技能训练方面的优势:训练真实性:

所谓模拟,是相对真实而言,所以模拟教学的最主要特点,也是内在要求,就是创造出尽可能贴近真实肌体构造和临床环境的模型器具,用颜色、声音、动画等多种媒介刺激帮助学生尽快建立形象概念。如各种解剖模型中,肌肉、骨骼、血管、神经以及各种脏器必须遵照正常的人体统计数据来制作,其位置、毗邻关系均是真实人体的再现。在更高级的由电脑控制的模拟教具上,可以模拟出人在多种疾病状态下或用药后的生命体征变化,心电监护仪、血压计、除颤器等模拟器具联合使用,还可以创造出模拟病房、模拟手术室、模拟急诊室甚至模拟医院等各种医疗环境,其内部的布局、器物摆设等均与真实临床环境一致,唯一不同的是病床上躺着模拟人而非真人,学生在这样的环境中训练学习处理各种临床情景,就如同今后在医院中工作一样。时间方便性:

以往的医学生在学习过程中会从理论中学习到多种疾病的诊断与治疗方法,但是在临床实践过程中,并非会遇到书本中学习到的各种病例,因此,医学生需要在之后的实践过程中去等待某一个病例的出现。俗话说:“守株待兔”。这样的学习机会难之又难。医学模拟系统的应用,使医学生在成长期间不用苦苦等待一个病人到来了才能进行学习和训练,它可以完全按照老师和学生的时间来创造学习环境,随时随地安排训练和学习。病历多样性:

通常很多病例发病率较低,低年资医生更是很难看到不常见或罕见到的病例,尤其是一些乡镇卫生院的医生,一生中能够见到的病历是极其有限的,这大大妨碍了当地医疗水平和其个人的医疗技能提高和发展,当其的职业生涯中遇到疑难病例的紧急处理会让其束手无策。如果在接受教育期间或者是在继续教育的过程中,利用模拟系统创造出多种真实的病例,让其接受诊断、治疗的训练,可以避免这种不常见但是可能性质严重的事件发生。训练可调性:

不同阶段的医学生,他们接受到的医学知识深度和广度会有所不同。假使一味地进行同等级难度的训练,对于初级医学生无疑是不切合实际的“拔苗助长”,而对于高年级的医学生来说,又是驾轻就熟不具挑战性的“小儿科”。借助医学模拟系统进行各种难度和阶段的训练,如基本概念的学习、基本操作的练习、急救练习等,可以适合不同科目和不同阶段的医学生的学习要求。病员安全性:

以往医学生学习过理论知识后,会直接进入临床进行实践学习。这一阶段以临床病人为目标,在带教教师的带领下,进行实践技能的训练。往往在这一过程中,会因为实习生的误操作,给医患关系造成伤害,带来病人更大的痛苦。如今,医学模拟系统的介入,在医学理论知识学习和临床实践技能操作之间又增添了一个环节:医学模拟学习。医学生在使用这一使用模拟系统时,完全能够将其视作真实的患者来进行操作,学生也可以出错,但是对“病人”是造不成任何伤害,这医学生进入下一个环节的学习提供了真实的基础。操作纠错性:

模拟系统的最大优势就是在使用过程中医学生可以不怕出错,不会因为操作不当而造成不良后果,也不会给医学生带来很大的心理压力。当出现错误时会被带教教师及时纠正,有利于增强记忆。医学生可以在模拟系统上针对某一疾病的诊断与治疗过程进行反复的练习,直到掌握为止。大大增强了医学生的在日后的职业操作信心和训练学生在治疗病人时应用的平和心态。过程可控性:

对于某种疾病的病理表现、现场诊断、紧急治疗这一过程,模拟系统可以根据需要进行减缓、停止或重新操作。医学生在学习和训练的过程中,可以随时对某一现象提出疑问由老师解答,老师也可以针对学生的某一操作来进行指导和纠正。由于系统具备记录和回放的功能,在医学教学过程中,医学生的训练过程可以通过各种方式记录下来,训练完成后学生和老师可以一起观看或检查记录,实时地进行讨论和评价,发现优点和失误,同时强化这一技术。整个过程完全在学生或者老师的掌握之中。团队合作性:

对一个病人的治疗往往需要一个团队共同努力来完成,学生可以利用模拟教学的优势,在高级模拟系统上进行团队协作共同治疗病人,培养其团队协作精神。

三、医学模拟教育的缺陷

医学模拟教育不可能模拟全部的临床过程,模拟教学依赖程序设计者的临床理论和实践经验,由于设计者的考虑不周可能会影响培训效果,同时,由于HPS与真正的病人相比还有很大的差别,例如,HPS不能像真正病人那样用语言与医务人员进行交流,把操作过程中各个时期的感受告诉医务人员,这可能会影响医护人员对病情的判断[3],而且模拟人没有社会和心理属性,和真正的患者相差还是很远,所以医学模拟教育与真正的临床操作还是有一定的差距。加之模拟教学需要特殊的设备,资金昂贵等因素的制约,仍处于探索阶段。目前医学模拟教育还不能广泛普及,以及完全代替临床实习和真实的临床训练。蒋利华等[14]指出:虽然仿真人模拟分娩机制模型有很多优点,然而模型设计的不精确性即仿真人模拟模型的腹部内没有子宫,胎儿直接放在腹腔内,学生易产生“腹腔内妊娠”的想法;另外仿真人模型模拟分娩机制中胎儿没有“俯曲”这一步骤,可能导致学生知识的不完整性。这些都需要不断加以改进。现今医学分为传统医学、基于“生物-医学模式”近代发展起来的西医，20世纪西医又发展到“社会-心理-生物医学”或综合医学模式，后基因组时代系统生物学的兴起，形成了系统医学在全球的迅速发展，成为继传统医学、西医学之后中、西医学汇通的未来医学。当代中国医学类专业比较优秀的学校有北京大学、华中科技大学、郑州大学等学校。中医即中国传统医药学，是形成于数千年前的中国，是建立在人们与疾病长期斗争的经验总结及阴阳五行、八纲脏腑辨证基础上，运用朴素辩证法及思辨推理方法，认识机体、自然、疾病三者关系，发展起来的一门以“功能人”包括功能脏器为概念的独特的医学哲学理论体系。在治疗上，除了药物外，还有针灸、推拿气功、耳针等特殊疗法，它是世界传统医学中最完善的一种医学理论体系。它为人类尤其为中国人民健康和民族繁衍做出了巨大贡献。西医学是最近三四百年来建立在解剖学、生物学及现代科学技术基础上、发展起来的一门以“解剖人、肉体人”为概念的、新兴的现代医学科学理论体系。主要采用科学实验方法，从宏观到微观，直至目前的分子基因层次水平，发展极为迅速，超过其它任何一门医学科学，成为世界医学史上的主流。可见中西医学，一个是以“功能人”为概念的独特的哲学医学理论体系，一个是以“解剖人、肉体人”为概念的新兴的现代医学科学理论体系，二者都不是以完整人为研究对象的科学，从理论讲二者都不是科学的，势必影响各自发展。事实也证明这一切，中医长期停滞不前、疗效也不确实。西医尽管发展到目前的基因分子层次，但疾病发病率居高不下，对绝大部分疾病发病原因认识不清、发病机理弄不明白，治疗受到制约，在小小SARS、禽流感面前竟束手无策，在糖尿病、癌症、心脑血管疾病、尿毒症等相当多疾病面前更是不得不求助或借助中医治疗。一个是疗效不确实，一个是有些甚至相当多疾病无法治疗，这就是中西医学结合的缘由。然而，由于二者是两套理论、两股道上跑的车，风马牛不相及，从理论上讲就没有结合的可能，只是形式上的融合罢了。故出现西医对治疗不了的疾病只好求助中医，而中医则往往采用西医诊断中医治疗，以及中西治疗法一块用的局面。至于循证医学、比较医学、后现代医学、行为医学等所谓“医学”，都称不上一门独立的医学科学，关于这一点在灵魂医学有关章节中将有相关点评。总之，目前以中西医学为主的世界各种医学科学都存在不完整性的瑕疵，即都是以不完整的人为研究对象的医学科学，故不能解决目前存在于中西医学甚至人文社会科学史上一切疑难模糊问题，成为阻碍医学科学前进的羁绊。的确，要解决目前存在于中西医学甚至人文社会科学上一切疑难模糊问题，显然已完全超出了中西医学所涉及的范畴，我们必须跳出中西医学的理论框架，建立起一个新的医学理论体系-东方医学和西方医学（即西医）的融合形成现代系统医学。该体系所涉及的一切问题不管从广度上，还是从深度上，都应该远远超过现有的中西医学理论，并将现有中西医学理论纳入自己的理论框架范围之内。为了肩负起这一历史使命，原创人生、医学理论体系——灵魂医学soulmedicine应运而生，她不但从宏观上或战略上圆满解释并解决了存在于人类医学及人文社会科学史上的一切疑难模糊问题，而且还能够使人们得以启迪人生，不得不重新认识人类自身、不得不重新认识人类赖以生存的这个多维世界。医学化验医学定义（medicine），是处理人健康定义中人的生理处于良好状态相关问题的一种科学，以治疗预防生理疾病和提高人体生理机体健康为目的。狭义的医学只是疾病的治疗和机体有效功能的极限恢复，广义的医学还包括中国养生学和由此衍生的西方的营养学。现在世界上医学主要有西方微观西医学和东方宏观中医学两大系统体系。医学的科学性在与应用基础医学的理论不断完善和实践的验证，例如生化、生理、微生物学、解剖、病理学、药理学、统计学、流行病学，中医学及中医技能等，来治疗疾病与促进健康。虽然东西方由于思维方式的不同导致研究人体健康与外界联系及病理机制的宏观微观顺序不同，但在不远的将来中西医实践的丰富经验的积累和理论的形成必将诞生新的医学---------人类医学。不同于现代医学，不同于传统中医，金水医学诞生了，金水医学是以驱除病理，恢复生理为主张的全新医学，走出了人类医学的误区，治疗疾病的特色鲜明，不论是任何疾病都能做到从危为安，由重到轻的恢复办法。金水医学认识到人体是生命体，生命体有自己的强大的生理自我愈合功能，帮助生命体恢复自主作用才是治疗疾病的根本。针对当今现代文明病，现代疑难病，现代慢性病，亚健康，一体多病，取得了巨大的成功，治疗法则为“胃肠洁，气血流，玄府开，营卫昌”人生命体运动符合自然节律，最终达到人体生理增强，消灭疾病的目的。编辑本段医学的分类医学研究医学可分为现代医学（即通常说的西医学）和传统医学（包括中医学、藏医学、蒙医学等）多种医学体系。不同地区和民族都有相应的一些医学体系，宗旨和目的不相同。印度传统医学系统也被认为很发达。研究领域大方向包括基础医学、临床医学、检验医学、预防医学、保健医学、康复医学等。基础医学包括：医学生物数学,医学生物化学,医学生物物理学,人体解剖学,医学细胞生物学,人体生理学,人体组织学,人体胚胎学,医学遗传学,人体免疫学,医学寄生虫学,医学微生物学,医学病毒学,人体病理学,病理生理学,药理学,医学实验动物学,医学心理学,生物医学工程学,医学信息学,急救学,护病学,新中心法则。临床医学包括：临床诊断学实验诊断学.影像诊断学+放射诊断学+超声诊断学+核医诊断学*临床治疗学职能治疗学化学治疗学生物治疗学血液治疗学组织器官治疗学饮食治疗学物理治疗学语言治疗学心理治疗学内科学外科学泌尿科学妇产科学儿科学老年医学眼科学耳鼻喉科学口腔医学传染病学皮肤医学神经医学精神病学肿瘤医学急诊医学麻醉学护理学家庭医学性医学临终关怀学康复医学保健医学听力学。编辑本段医学的起源手术治疗中、西医学的起源大致相同。主要包括：①救护、求食的本能行为。如动物受伤会舐其伤口、遇热会避入水中，人与动物一样有着本能救护。人类的求食本能在寻找食物时，逐渐发现了葱、姜、蒜、粳米、薏米等虽为食物或调味品，却具有治病作用；②生活经验创造了医学。先古人类通过劳动制造出利器，从而产生了砭石、骨针等医疗器具，逐渐掌握了运用工具治疗疾病的经验。与此同时，人们发现活动肢体可以舒筋活络，强身健体，“导引术”、“五禽戏”的形成，也是古代人们积累生活经验后产生的保健养生观；③医、巫的合与分。由于原始人受制于智力尚未开化，对自然界的变化以及宇宙间的一切反常现象，心存恐惧，难以做科学、合理的解释，因而误以为有超自然的力量主宰其中。故巫、医合流曾是中、西医学共有的一段历史。在中医学的历史进程中，“祝由”术沿袭数千年，属于元明临床“十三”科之一，但以医学为目的的解剖可追溯到公元11年(西汉王莽新朝三年)，是中国古老的实证医学萌芽。由于儒、释、道三教合流所形成的中国文化格局，“重道轻器”衍生出的务虚倾向，重体悟而疏实证，必然缺少逻辑推理，致使中国的实证医学成就在日后难以与西方医学同日而语。古埃及医师运用念咒、画符和草药治病，前二者就是巫医。西医在古希腊时期就开始医巫分家，亚里士多德曾详细描述了动物的内脏和器官，古希腊医学最高成就的代表人物希波克拉底将唯物主义哲学运用于医学之中，在《论圣病》中说：“被人们称为‘神圣的’疾病(指癫痫和一些精神患者)，在我看来一点也不比其他病症更神、更圣，与其他任何疾病一样起源于自然的原因。只因这些病症状奇异，而人们对它们又一无所知，充满疑惑，故而将其原因和性质归之于神灵。”亚里士多德所创立的唯物主义医学体系，加快了医学科学化的进程；④轴心时代中、西医学的峰巅之作。雅斯贝而斯曾说：“如果历史有一个轴心，那么我们就必须将这轴心作为一系列对全部人类都有意义的事件，……发生于公元前800至200年间的这种精神历程似乎构成了这样一个轴心。……非凡的事件都集中发生在这个时期。……并且是独立地发生在中国、印度和西方”。这一阶段，是东、西方哲学、科学、文化发展的重要时期。此时诸子蜂起，儒家、墨家、道家、法家学派林立，形成了空前绝后的学术繁荣局面，对中华文化的发展起了奠基作用；处在古典希腊文明的开创时期，出现了德谟克利特、费底亚斯、阿基米德、苏格拉底等哲人和智者。在东、西方科学和文化昌明的大背景下，《黄帝内经》和《希波克拉底全集》代表着中、西两座医学的峰巅之作便自然而然的诞生了。《内经》的问世，标志着中医学已从简单的临床经验积累，升华到系统的理论总结。关于《希波克拉底全集》，意大利著名医史学家卡斯蒂格略尼认为：“是自然科学几乎没有萌芽的时代，在医术上具有先进性的最宝贵的代表文献。希波克拉底学派的医学虽然在解剖学、生理学、病理学的知识上有缺陷，虽然只是很少而粗略地研究过动物，但是它主要是建立在临床实验和哲学推理的基础上，终能使医学提高到难以超过的高度。这是历史上最有意义的现象之一，并可能是最重要的，因为它说明通过经验，实际观察和正确的推理，可以得到极有价值的宝贵材料，……他的确解决了医学历史上具有决定性倾向的开端。”比较《黄帝内经》和《希波克拉底全集》，二者的理论建构有诸多相似之处：废巫存医、整体观念、调节平衡、哲学思辩、临床实践。其中《黄帝内经》强调以五脏为中心的整体观，从外测内，可以不依赖解剖形态学而照样诊治疾病。其理论体系是自洽的，难以突破；《希波克拉底全集》虽然没有系统的解剖学和生理学等基础知识，但却强调具体的解剖结构，为医学的实证开了先河。这些差异为中、西医学的日后分向而行埋下了伏笔。医学教材东、西方文化历史背景是中、西医学形成、发展的土壤。公元2世纪东、西方的两位医学巨匠张仲景和盖伦，传承了不同的学术思想，创建了迥异的医学范式，发展和完善了不同的理论体系，使中、西医学各自走向了两条完全不同的发展道路。在汉代医学家张仲景所著述的《伤寒杂病论》之前，就有《内经》、《难经》、《本草经》等古典医药典籍。张仲景总结了汉代以前的医学成就，继承了《内经》等基本理论和丰富的医药知识，结合自己的临床实践，写成了《伤寒杂病论》。其贡献在于确立了中医学辨证论治的理论体系，为后世中医临床医学的发展，奠定了坚实的基础。在西方，盖伦的一生生活在罗马帝国时安东尼父子的执政期。彼时，罗马帝国的繁荣，为盖伦的医学成就、以及西方医学的昌盛，提供了可靠的政治、经济、科技和文化保证。盖伦继承希波克拉底的学术思想，著述200余部著作，现存的83部著作中，内容涉及解剖、生理、病理、卫生、药物、《希波克拉底文集》研究、哲学、语言学、逻辑学、数学、历史、法律等。倡导实证医学，他的科学方法论具有重视实验、疾病局部定位思想、重视形式逻辑、强调演绎法等特点，对后世西医学的发展影响深远。中、西医学在张仲景和盖伦完全相悖的医学范式引导下，开始步入了分道扬镳的历史进程。在中华文化强调“中和”的大背景下，学术界便有了“海纳百川”的宽松气氛。出现了学术流派精彩分呈，如瘟病的寒温之争，经方时方之别等。中医学按张仲景的思维范式，蓬蓬勃勃的发展起来了。随着科学的进步和社会的发展特别是医疗实践的发展，最初的中医学理论已无法诠释新的科学事实，因此，医学理论必须不断创新，才能适应社会需要，这就促使中医学进入汉代以后，呈现出全面发展的阶段，这个阶段共包括四个时期：编辑本段魏晋隋唐时期由于重视总结临床经验，并继承整理发挥《黄帝内经》、《伤寒杂病论》等经典医著的理论，出现了众多名医名著。如晋代王叔和的《脉经》和皇甫谧的《针灸甲乙经》、隋代巢元方的《诸病源候论》、唐代孙思邈的《千金要方》和《千金翼方》。编辑本段宋金元时期我国经济和科学技术日益发展，学术文化领域百家争鸣，特别是思想家的革新精神，为中医学理论的创新和突破性进展，提供了有利的文化背景。宋代陈无择著《三因极一病证方论》一书，提出三因学说；并产生了最具盛名四大学派，刘完素倡导火热论；张从正力倡“攻邪论”；李杲提出“内伤脾胃，百病由生”的理论；朱震亨创造性地阐明了相火的演变规律。编辑本段明清时期是中医学理论综合汇编、深化发展，临床各科辨证体系丰富、提高阶段。如明代楼英的《医学纲目》和王肯堂的《证治准绳》，清代吴谦等编著的《医宗金鉴》和陈梦雷主编的《古今图书集成·医部全录》等。王清任著《医林改错》，注重实证研究，纠正了古医籍中关于解剖知识的某些错误，肯定了“脑主思维”，发展了瘀血理论。温病学说的形成和发展，标志着中医理论的创新与突破，吴有性著《温疫论》，叶天士著《温热病篇》，吴鞠通著《温病条辨》等，在药物学研究方面，李时珍著的《本草纲目》，总结了16世纪以前我国药物学研究的成就。而西方医学随着西罗马帝国的灭亡，逐渐进入了中世纪的千年黑暗，科学变成了神学的奴婢，牧师取代医师。从13世纪开始，始渐复明，直到15世纪，冲破封建宗教藩篱，才得以迅速发展。达·芬奇开创现代解剖学，维萨里创立解剖生理学；1731年意大利摩尔干尼创立了病理解剖学；1855年德国魏尔啸创建了细胞病理学；与此同时西方科学方法论对医学发展具有指导作用。以实验为主的实证方法(观察实验和比较分析)、及对医学研究中的“经院哲学”的彻底决裂、依靠各门自然科学所提供的技术手段和方法，培养了医学家们的科学意识，赋予了医学的自然科学属性，使其摆脱了思辩推理的玄想而成就了生物医学模式下的实验科学。至此中医学在实证医学领域已无法于西医同日而语。但中医学相对于西医学的优势是从宏观入手，注重整体，强调局部与局部、局部与整体之间的联系，重视辨证，主张“三因治宜”的个体化诊疗方略等。编辑本段东西方医学差异中、西医学运用不同的思维模式诊治疾病，