浅析研究医学检验专业虚拟临床教学实验室的构建

浅析研究医学检验专业虚拟临床教学实验室的构建

代娇田甜代雨通讯作者

曲靖医学高等专科学校云南曲靖655000

摘要：网络虚拟实验室是通过整合终端技术与网络技术，为医学检验专业学生提供网络实验环境的全新教学模式。网络虚拟实验室具备突破传统教学时空限制的优势，但在实际应用中需要结合临床生物化学与检验实验的真实性与客观性。采用3dsMax和Unity3D技术建设医学检验专业虚拟临床教学实验室，涵盖检验专业常用自动化检验仪器，建设内容包括质量控制、校准定标、维护保养和报警处理等，有效解决实验室检验仪器设备落后缺乏、试剂耗材浪费、生物安全隐患等问题，同时也带动教育技术和教学手段的革新。

关键词：研究医学检验专业；虚拟临床教学；实验室

医学检验技术是一门实践性科学，在传授给学生理论知识的同时更侧重技能的培养。因此实验教学在医学检验技术专业中占据了重要的地位。然而由于医学检验专业实验中实验仪器种类繁多且昂贵、试剂用量大、导致实验误差因素多；形态学部分教学难、过程长、资源少等，使很多实验无法开展。随着自动化检验仪器在临床检验工作广泛应用，仍然以传统手工检验项目为主的教学也与实际工作脱节。为了提高医学检验专业课的实验教学水平，完善实验教学体系，促进学生的自主学习能力，培养学生的综合素质，深入探索及搭建虚拟仿真实验教学平台具有重要的现实意义。

一、医学检验虚拟临床教学实验室的建设内容

在采集检验科实验室全景和各种检验仪器设备的文字、照片、操作视频等原始真实素材的基础上，建成医学检验虚拟临床教学实验室系统全面而开放的底层数据库，包括用户信息数据库、视频数据库和操作信息采集数据库。虚拟临床教学实验室分为漫游版、学习版和考核版，并通过Web服务协议实现网页、光盘、IOS、安卓等运行方式，可以初步了解实验室的基本情况。

二、虚拟临床教学实验室在实验教学中的优势

虚拟实验室可提供一个基于网络的实验教学、技术交流、共同研究、协同工作的平台，是一种基于计算机技术的全新科学研究与工程设计方法。在实验教学中使用虚拟现实技术，可充分调动参与者的感觉和思维器官，使他们可从各个角度、细节进行观察、学习和掌握。医学检验专业虚拟临床教学实验室在学习效率、经费投入、生物安全等方面较真实实验室更具优势，有助于培养和提升检验专业学生实践能力，特别是检验仪器操作实践能力。

1.提高学习效率

近年来随着高校招生规模的不断扩大，高校实验教学资源和实习资源的需求量急剧增加，原有的教学条件难以满足教学要求、实现教学目标。由于教学条件、教学经费的限制和不足，学校单纯用于医学检验实验教学的仪器设备非常少。由于这些仪器设备造价昂贵、维护成本高、操作复杂、数量有限，学生实际动手操作不但受到限制，而且不可能人手一机，致使学生的学习效率不高。虚拟临床教学实验室突破了真实实验室在空间和时间上的限制，使实验教学不再囿于有限的实验室空间，能极大地提高学习效率。

2.节省资金投入

近年来，高等医学院校投入大量资金购置了自动化检验仪器设备。虽然这些仪器设备对学生动手实践能力的培养发挥了一定作用，但也存在一些问题需要认真解决。一方面，当前自动化检验仪器设备层出不穷、种类繁多，院校投入的资金只能购买部分仪器设备，有些甚至是低端产品，无法覆盖全部，同时也存在学习效率不高的问题；另一方面，在实际教学过程中存在着实验成本高、浪费实验试剂、耗材等的问题。虚拟临床教学实验室不需购置真实检验仪器设备，也不存在实验仪器设备维护保养和试剂等消耗问题，而且可以反复多次使用，节省大量资金，在实验室建设经费紧张的情况下，虚拟实验室显示出巨大的资金优势。

3.避免生物危害

检验科承担着医院各种病患的血液、体液以及排泄物等标本的检验工作，包括实习生在内的检验人员密切接触具有高度传染性的各类标本，存在很大的生物安全隐患。实验室花费大量人力、财力和物力进行检验标本管理、废弃物处理、人员安全操作管理及重大生物事故的应急管理等，但仍不可能完全避免生物危害。虚拟临床教学实验室等同于真实的实验环境，却不用接触真实的检测标本，更不会产生医疗废物，完全不存在生物危害的问题。

三、医学检验虚拟临床教学实验室的实现

1.数字模型构建

三维数字模型的构建是实现虚拟交互的基础，本文采用3dsMax作为建模工具，对检验科实验室全景和各种检验仪器设备进行全方位、多角度的拍摄采样，然后在3dsMax中按比例构建数字模型，包括场景设置、建筑材质设计、场景动画设置、运动路径设置等。实验室中各种检验仪器均可进行选择、移动、旋转等基本操作。

2.交互程序开发

3dsMax是一款全面整合的专业游戏引擎，具有跨平台发布、高效能优化、高性价比等特点，包含图形、音频、物理、网络等多方面的引擎支持，其内置的NVIp、PhysX物理引擎能够带来逼真的互动感觉，并支持所有主流文件格式，可与大多数相关应用程序协同工作。3dsMax可通过用户交互按钮控制灯光、声音、基础动作、自定义动作和摄像机等动态加载任意三维模型资源。在3dsMax中制作用户交互动作非常方便，只要在该动作对应的栏目输入动作名称并设置相应的动作示意图即可。

结束语

虚拟现实技术利用计算机模拟真实实验环境，以其特有的多感知性、沉浸性和交互性对传统教学产生巨大影响。在医学检验学科领域，虚拟临床教学实验室不仅有效解决了实验室检验仪器设备缺乏、试剂耗材浪费、存在生物安全隐患、学习效率不高等问题，也带动了教育技术和教学手段的革新，丰富了实验教学的形式、内容和方法，开辟了实验教学改革的有效途径，虚拟实验室将以其显著优势成为实验教学改革的重要发展方向之一。

参考文献：

[1]陈英利，张婷婷，徐明辉，张霞，李婷婷，周单洋，常亚娟.医学检验技术专业临床模拟实验室建设与教学实践[J].检验医学与临床，2017，14（02）：303-305.

[2]张继瑜，亓涛，王前，郑磊，周芳，胡小佳.医学检验专业虚拟临床教学实验室的构建[J].实验技术与管理，2014，31（12）：101-103+113.

[3]陈晓东，陶志华，袁谦.医学检验专业要重视临床实验室管理教学[J].检验医学教育，2006（03）：17-18.