醫(yī)學(xué)專業(yè)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)踐能力的關(guān)鍵物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，在醫(yī)學(xué)教育中起著至關(guān)重要的作用。為了拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度，延展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平，清華上醫(yī)高度注重虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)工作，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變革和實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)。
新技術(shù)推動(dòng)新實(shí)踐，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的舉辦，在過去實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)“理論+實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式的新升級(jí)，還能幫助醫(yī)學(xué)生突破實(shí)驗(yàn)室化學(xué)空間和實(shí)際操作時(shí)間的局限，更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)、熟練專業(yè)技能、鍛煉實(shí)踐能力，同時(shí)培養(yǎng)她們的自主學(xué)習(xí)意識(shí)。
官微聚焦這一新技術(shù)，于近日介紹了公共衛(wèi)生大學(xué)、藥大學(xué)和護(hù)理大學(xué)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（），以及兒科診所、婦產(chǎn)科診所和眼耳鼻外科診所的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（）。明天，讓我們繼續(xù)走進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)大學(xué)系統(tǒng)解剖學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和病理解剖學(xué)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。
系統(tǒng)解剖學(xué)：人腦解剖與影像結(jié)構(gòu)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)
戴上醫(yī)用手套，當(dāng)心翼翼地將腦標(biāo)本捧到放療燈下，對(duì)照著教科書鉆研起腦部的結(jié)構(gòu)及其功能分區(qū)——這是系統(tǒng)解剖學(xué)課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中常見的一幕。該課程根據(jù)人體的臟器功能系統(tǒng)，探討正常人體臟器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能及其生短發(fā)育規(guī)律，是醫(yī)學(xué)教育中最重要的課程之一。其中，“人腦”作為人體最復(fù)雜的臟器，才能確切把握人腦各結(jié)構(gòu)的形態(tài)、影像和鄰近關(guān)系，是醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)。
基于傳統(tǒng)“理論+實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式中存在的“盲點(diǎn)”，基礎(chǔ)醫(yī)大學(xué)解剖與組織胚胎學(xué)系開發(fā)了人腦解剖與影像結(jié)構(gòu)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，作為課程的線上教學(xué)部份供醫(yī)學(xué)生補(bǔ)充學(xué)習(xí)。
該系統(tǒng)設(shè)置了“解剖腦”、“數(shù)字腦”和“虛擬腦”三大模塊。“解剖腦”以志愿者捐贈(zèng)的真實(shí)人腦進(jìn)行3D掃描、建模而成；“數(shù)字腦”則在高精度數(shù)字的人腦斷層解剖和正常人腦的磁共振影像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，借助圖象分割、三維重建和可視化技術(shù)，展示腦部結(jié)構(gòu)在各層面上的形狀、位置，仿真度高達(dá)100%；“虛擬腦”則是將時(shí)下熱門的VR技術(shù)應(yīng)用到了醫(yī)學(xué)解剖領(lǐng)域。
在清華學(xué)院人體科學(xué)館的虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室外，李文生老師率領(lǐng)中學(xué)生們熟悉人腦解剖與影像結(jié)構(gòu)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。
操作中，“虛擬腦”將為朋友們構(gòu)建起人腦的三維結(jié)構(gòu)提供輔助，中學(xué)生戴上虛擬頭盔后，可通過聯(lián)通搖桿將虛擬場(chǎng)景中人腦結(jié)構(gòu)的各個(gè)部位“解剖”出來。借助正常和腫瘤人腦MRI多模態(tài)影像建模數(shù)據(jù)，“虛擬腦”將通過圖象分割、融合、三維重建和VR技術(shù)，360度全方位地展示腦部的外型功能區(qū)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。極具真實(shí)感和沉溺感的訓(xùn)練環(huán)境除了能迸發(fā)醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠加深她們對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)位置及其空間鄰近關(guān)系的理解，同時(shí)鍛練她們獨(dú)立發(fā)覺問題和解決問題的能力。
據(jù)介紹，人腦解剖與影像結(jié)構(gòu)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)還將不斷更新升級(jí)，加入更多全腦標(biāo)本和腦斷層標(biāo)本，呈現(xiàn)出更優(yōu)質(zhì)、立體的療效，幫助醫(yī)學(xué)生熟悉把握更多、更全面的解剖知識(shí)。不僅面向醫(yī)大學(xué)的中學(xué)生，未來該系統(tǒng)也會(huì)面向骨科學(xué)工作者開放，為她們提供一個(gè)科普性學(xué)習(xí)平臺(tái)。
醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)：遺傳咨詢虛擬仿真診室
遺傳病的發(fā)病率并不高，還有不少屬于罕見病，為此，在短期的臨床見習(xí)過程中，醫(yī)學(xué)生無法接觸到足夠多的相關(guān)病例；而當(dāng)碰到這種病例時(shí)，朋友們又大多不具備遺傳咨詢的專業(yè)資格，出于倫理、保密等誘因，未能更好地和病人接觸、溝通，更難以獲得病人的樣本進(jìn)行遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。為了更好地解決上述矛盾并規(guī)避倫理風(fēng)險(xiǎn)，基礎(chǔ)醫(yī)大學(xué)細(xì)胞與遺傳醫(yī)學(xué)系在原有積累的大量珍稀遺傳病視頻和資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)了遺傳咨詢虛擬仿真診室，為醫(yī)學(xué)生創(chuàng)造虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，幫助她們?cè)谄鋵W(xué)校習(xí)和完成醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的確診操作。
步入遺傳咨詢虛擬仿真診室，醫(yī)學(xué)生將變身“福爾摩斯”，找尋任何可能幫助確診遺傳病的誘因：病程要看全，出生史、發(fā)育史、用藥史、致畸因子曝露史，還要考慮家族史；確診的根據(jù)更要追求嚴(yán)謹(jǐn)，咨詢對(duì)象的臨床病癥、體格檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果、家系信息……一樣都不可以忽視，在這種醫(yī)學(xué)資料和文獻(xiàn)檢索的基礎(chǔ)上，醫(yī)學(xué)生對(duì)咨詢對(duì)象所患肝病的種類進(jìn)行初步判定后，將跳轉(zhuǎn)步入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。面對(duì)人體染色體標(biāo)本制備、基因組DNA抽提、PCR擴(kuò)增、產(chǎn)物的酶切鑒別、瓊脂糖凝膠電泳五個(gè)實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)生將根據(jù)實(shí)驗(yàn)提示，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判定遺傳病所屬的類別，并結(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)給出建議。
校園封閉管理期間，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，最大限度地填補(bǔ)了實(shí)地操作的缺位，做到疫情下在線實(shí)驗(yàn)罷課不停教。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課上，朋友們?cè)诰€學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)后，按照相應(yīng)的病例，在班主任的指導(dǎo)下，通過遺傳咨詢虛擬仿真診室進(jìn)行操作和學(xué)習(xí)，完成病例剖析報(bào)告，并在課堂上展示；老師再依照中學(xué)生學(xué)習(xí)操作的情況和病例報(bào)告對(duì)她們進(jìn)行考評(píng)，并通過交流反饋，達(dá)到翻轉(zhuǎn)課堂的療效。
病理解剖學(xué)：胃壞疽型腫瘤病理學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)課程
病理解剖學(xué)是醫(yī)學(xué)教育中最重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，也是一門臨床實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。但是，在大專教育階段，醫(yī)學(xué)生僅在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程學(xué)校習(xí)病理解剖學(xué)相關(guān)知識(shí)；在臨床見習(xí)和實(shí)習(xí)階段，醫(yī)學(xué)生鮮有在臨床病理科操作的機(jī)會(huì)和經(jīng)歷。對(duì)此，基礎(chǔ)醫(yī)大學(xué)病理學(xué)系設(shè)計(jì)開發(fā)了胃腸炎型腫瘤病理學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)課程。
胃腸炎型腫瘤病理學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)課程負(fù)責(zé)人王淑陽副院長介紹道：“該課程依托病理解剖學(xué)課程，以中學(xué)生發(fā)展為中心，突出病理形態(tài)學(xué)教學(xué)特性，強(qiáng)化理論結(jié)合實(shí)踐、基礎(chǔ)結(jié)合臨床，通過模擬臨床病理科的病理確診過程舉辦探究式學(xué)習(xí)，推動(dòng)中學(xué)生病理確診思維的完善和對(duì)基本腫瘤、常見癌癥的病理確診能力的初步產(chǎn)生?！?span style="display:none">SvB物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
朋友們可以先在平臺(tái)上觀看講解視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)，提早了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，之后通過對(duì)數(shù)字系列切塊的觀察、3D大體標(biāo)本的剖析，自行找尋腫瘤、描述腫瘤特性并作出正確的病理確診，進(jìn)而把握病理學(xué)基本腫瘤和常見病的確診和鑒定確診。通過人機(jī)交互性操作，醫(yī)學(xué)生可以在線進(jìn)行大體取材、制片、閱片、診斷、完成報(bào)告，體驗(yàn)一個(gè)病例的確診全過程。
相比較傳統(tǒng)教學(xué)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有助于醫(yī)學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后備考，以及反復(fù)訓(xùn)練和操作，同時(shí)有效解決了特殊時(shí)期中學(xué)生難以實(shí)際動(dòng)手操作標(biāo)本取材、制片的難點(diǎn)，讓中學(xué)生才能更形象地認(rèn)識(shí)病理確診的過程，更容易地把握胃胃炎型腫瘤的確診和鑒定確診?！案匾氖牵t(yī)學(xué)生作為操作主體步入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，能充分迸發(fā)她們的主動(dòng)性和探求性，為深層次的醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)和醫(yī)學(xué)科研打下基礎(chǔ)。”