探讨及评价生理驱动高仿真模拟技术的实际操作与练习

探讨及评价生理驱动高仿真模拟技术的实际操作与练习

[摘　要]　目的　探讨及评价生理驱动高仿真模拟技术在我国急诊医学教育领域的应用及存在的问题。方法　使用中国大陆地区首次引进的生理驱动高仿真模拟人对初、中、高级医生进行心肺复苏模拟训练及学员反馈意见统计分析。结果　参加本项目模拟培训的医生共106人,高级职称20人,中级18人,住院医师68人。共回收学员反馈意见表82份,认为此项技术应用价值很大者占95%,认为在非技术性能力培养方面有很大作用者占85%,认为与临床实际相似或十分相似者占92% ,感到收获较大或很大者占90%,认同“简短理论讲授+分项技术练习+综合模拟演练+录像分析总结”培训方式者占98%。结论　①生理驱动高仿真模拟培训技术在我国急诊医学(继续)教育方面可以发挥巨大作用,尤其是在非技术性能力陪训上作用独特。②此项技术有待进一步完善,还需要花费很大的精力进行开发。③此项技术并非万能,不能完全替代临床实习或诊治实践,应该与实际操作练习并重使用。

[关键词]　急诊医学 急诊医学教育 模拟教学

1　背景介绍

高端模拟技术用于航空、航天、军事等领域的培训由来已久,但用于医学教育领域,尤其用于同样高风险的急诊医学领域却仅有十余年的历史[1]。随着计算机技术的发展和在医学领域里的应用,医学模拟教学由最初使用简单的解剖示教模型、局部功能显示模型或单项治疗技能模拟练习器发展到计算机驱动模拟人。教员可以通过计算机编程设计病情,供学习者检查诊断并进行一系列单项治疗操作,并由计算机判定操作正确与否,随之根据编好的程序改变模拟人“生存”状况,或好转或死亡,使学习者在没有增加真实病人痛苦和危险性的情况下得到一个较完整的治疗过程的训练[2]。还可以通过软件设计制造一种虚拟的病人环境和病情,学习者由屏幕可以看到病人体内的解剖结构和病变,并通过使用内窥镜模拟器得到检查或治疗操作的触觉感受,甚至听到病人在接受治疗时发出的声音,使受训者得到更为真实的临床操作体验[3,4]。但这些模拟方式多用于某些操作技能的训练,对于更为重要的非技术能力的培养,诸如抢救危重病人时的判断、指挥、合作协调、资源利用及紧急情况处理等方面仍难以完成,还必须经过多年的临床实践逐渐学习积累。

近年来,一种更高端的模拟训练系统———生理驱动模拟系统用于医学教育领域,通过在外形和真人一样的模拟人身上模拟各种病人的生理和病理学特征,对“医生”使用的药物和进行的治疗操作产生相应的生理反应,并在与模拟人连接的监护仪器中显示各种生理数据,加之治疗环境和方式的全面模拟,可以创造出一种交互式的教学情景,实现临床真实场景下对病人的治疗处理。使“医生”不仅可以了解“病人”的生理状态,判断“病人”的病理变化和对药物或治疗措施的反应,练习使用各种抢救仪器设备,还能在小组模拟抢救中锻炼提高非技术性能力,真正达到训练培养“医生”临床思维、实际动手和相互协调配合等综合能力的目的。目前,全世界已经建有数百家医学模拟训练中心,在不同的医学领域使用这类模拟系统进行医学生的教学和临床医生的培训,并建立了地区和世界性模拟医学教学专业协会。尤其是在发达国家,这种高端模拟技术已经被广泛使用[1],不仅被引入医学教学,甚至被当作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。2004年初我院引进美国METI公司生产的代表目前最高端医学模拟培训技术的生理驱动高仿真模拟人———HPS(hu-man patient simulator)和ECS(emergency care simulator),并派出具有多年临床工作经验的急诊医生和工程技术人员赴德国美因兹大学医学院模拟培训中心(METI欧洲培训中心)接受“培训者课程”训练,率先在中国大陆地区开展急诊医学高仿真模拟教学工作。

2　培训对象及方法

2·1　培训对象　我院部分住院医生,急诊科、专科ICU、麻醉科、心内科部分中高级医生以及来自全国其他省市或北京市其他医院的中高级医生。

2·2　模拟场景设置　建立模拟急诊抢救室,配备全套急诊抢救设备,包括多功能监护仪、呼吸机、除颤仪,抢救车内备气管插管用品及手动呼吸器、全套注射输液用品和急诊用药(贴有不同条形码的输液袋和注射器,内含注射用水),床头设电源,供氧、高压供气及负压吸引管道等。抢救床上摆放HPS和ECS模拟人并与监护仪连接。

2·3　特殊设置　比邻建立监控室,与模拟抢救室用单向反光玻璃隔开。抢救床上方前后左右设置四部监视镜头,监控台设置四分割画面监视仪,可以任意选择监视角度,或者显示监护仪的生理数据,并可以全程以四分割画面录音、录像备查。监控室与抢救室之间设置对讲装置,工作人员之间另外配备无线对讲机。

2·4　培训方法及内容　改变以往“专家讲课为主+单项技术操作练习为辅”的旧培训方法,采用“简短理论讲授+分项技术练习+综合模拟演练+录像分析总结”的国际流行模式进行培训。具体培训内容包括:①有关心肺复苏新进展及用药新理念、危重病人气道处理、急诊呼吸支持等课程的简短讲授。②使用单项操作模拟训练器进行急诊抢救技能标准化练习,包括气管插管、心肺复苏操作、急诊呼吸机应用、监护除颤仪使用调节、深静脉穿刺置管等。③根据临床真实病例自行编写软件程序,分别模拟呼吸心跳骤停、呼吸衰竭和 严重心律失常等病情,输入HPS模拟急诊危重病人。学员随机分组(每组3~4人)在HPS身上进行识别、分析、诊断、抢救治疗等综合演练。

指导教师现场提示或引导抢救操作。④组员轮流承担抢救指挥、循环支持、呼吸支持、输液注药等不同任务,从不同角度体会抢救中相互交流配合的方式、方法。⑤HPS操控员随时设置临时断电、呼吸机故障、气管插管脱出、呼吸道堵塞及心跳骤停等特殊情况,由全体组员利用现场一切资源协作应急处置,锻炼应付突发意外事件的能力。⑥演练过程全程录像,操作完成后在指导教师的带领下回放录像,进行错误分析,并再次上机操作改正错误,观察体会正确抢救的结果,从自己的错误中学习提高。

3　结果及学员反馈

参加本项目培训的医生共106人,主任医师(教授)8人,副主任医师(副教授)12人,主治医师18人,住院医师68人;其中本院医师80人,来自全国其他省市或北京市其他医院的医师26人。培训前人工呼吸操作计算机自动检测平均成绩62·54±33·41分;培训后测试平均成绩86·31±23·27分,前后比较有显著差异(P<0·001)。胸外心脏外按压成绩,培训前72·73±30·92分;培训后平均成绩85·23±23·81分,两者比较有显著差异(P=0·026)。初次演练各组抢救中错误发生率100%,包括判断病情、抢救程序、操作误差、仪器调试使用、相互配合等各方面问题,最终导致“病人”死亡;经多次演练,各组均“抢救成功”,对于抢救中的“意外事件”能够正确应付处理。共回收学员反馈意见表82份,认为此培训方式和以往教学有根本不同的占85%,认为生理驱动高仿真模拟培训在非技术性能力培养方面有很大作用者占85%,认为模拟演练与临床实际操作相似或十分相似者占92% ,感到收获较大或很大者占90%,认同“简短理论讲授+分项技术练习+综合模拟演练+录像分析总结”培训方式者占98%,认为HPS和ECS在急诊医学领域应用价值很大者占95%。

4　讨论及展望

4·1　急诊医生担负着救命的重任,这除了需要具有急诊医学知识并熟练掌握各项急诊抢救技能外,更要具备敏锐的观察判断力、当机立断的应急能力和丰富的临床经验;急诊医生不仅要个人单独操作,还必须具有团队合作的意识和能力,这些优秀素质的培养通常需要多年临床实际工作磨练。同时,急诊医学还是一门高风险的学科,任何工作的失误或差错都可以给病人带来更多的痛苦,甚至失去生命,故很难在真实危重病人身上练习操作。因此,如何培养造就合格的急诊医生从来都是我们面临的难题之一。简单模拟训练器或模拟人仅给我们提供了练习急救技能操作的机会,高端仿真模拟系统才真正给我们开创了一个实际应用急救技能和锻炼培养非技术性综合抢救能力的广阔空间。

通过近一年的应用尝试,结果显示,使用高端仿真模拟系统进行培训,不仅可以巩固提高学习者掌握基本急救技能的水平,还可以明显减少医生在急重症病人抢救过程中出现人为错误的机率。这不光是因为学习者有机会在真实场景下应用真实仪器设备合作实施抢救,可以发现每一个人实际应用单项技术的缺点,以及抢救人员相互间配合协调的问题,更重要的是在没有任何风险的情况下允许犯错误,通过操作录像分析,自己的错误成为了自己的老师,引入了“从自己的错误中学习”的概念方法[5,6]。对于年轻医生可以积累经验,汲取教训;对于高年资医生同样可以更新知识、熟悉掌握新仪器,这也是95%不同年资的受训者均认为收获很大的原因。通过自行编写培训软件程序可以模拟不同年龄、不同健康状态、不同性别、不同职业的各种病人,设计各种复杂程度的疾病情景(scenarios)对医学生及不同年资医生有针对性地进行培训。甚至在实施训练中根据参加者技能掌握情况,随时调整程序难度,以达到不同程度的培训目的。还可以临时设置“特殊情况”,如断电、脱管、呼吸机故障等难以遇到或重复的临床意外,锻炼组员合作应急处置能力。同时,由于软件使用的无限可重复性,使所有受训者学习机会均等,不光能够保证教学质量,还可以用于不同年资医生专业能力的考核评估[7,8]。

总之,使用高端模拟技术进行急诊医学培训的优点很多,包括:①可以练习侵入性操作而没有任何危险;②可以练习使用真实的仪器设备;③可以模拟临床难以遇到的各种特殊情况并学习应急处理;④可以允许犯错误并从错误中学习;⑤可以反复练习并统一教程内容;⑥可以进行小组合作演练,