基于人工智能虚拟腰穿模拟技术在临床综合实践技能的应用探讨

基于人工智能虚拟腰穿模拟技术在临床综合实践技能的应用探讨

赵维纳 1,2 ，刘平 1 ，孙丽 1,2 ，谭琳 1 ，尹昌浩 *1,2

1. 牡丹江医学院附属红旗医院 2. 黑龙江省缺血性卒中防治重点实验室，牡丹江， 157000

［中图分类号］ Ｇ645　　［文献标识码］ Ａ

Application of Virtual Lumbar Puncture Simulation Technology in Clinical Comprehensive Practice Skills

Weina Zhao^1,2,Ping Liu¹，Li Sun^1,2,Lin Tan¹,Changhao Yin^*1,2

1. Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical University 2.Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Prevention and Treatment of Ischemic Stroke,Mudanjiang,157000)

^*Corresponding author:Changhao Yin:yinchanghao7916@sina.com

Abstract:

Purpose: By exploring the training methods of virtual lumbar puncture simulation technology in clinical comprehensive practical training, it will increase the practical operation opportunities of medical students and improve the level of medical services.

Methods:There are 96 students majoring in clinical medicine in our research.All students received the traditional rubber-like lumbar puncture training, the experimental group received a virtual simulation of the lumbar puncture system training, and the control group received another traditional rubber-like lumbar puncture training.After two training sessions, they passed the traditional rubber model test.Evaluation methods are pided into two forms: skill assessment and questionnaire.

Results: The operating skills assessment score of the experimental group was (84.17±5.47) points, which was better than the control group (81.90±5.33) points, the difference was statistically significant (P = 0.026).The number of humanistic care (0.79±0.41) was higher than that of traditional rubber model training group (0.35±0.48) (P＜0.001); The teaching method satisfaction of the virtual simulation lumbar puncture system training group (83.27±4.57) is higher than that of the traditional rubber model training group (80.40±4.81) (P <0.006). There was no statistically difference in the completion time of lumbar puncture between the two groups (P=0.973).

Conclusion:The construction of medical virtual teaching system through artificial intelligence can improve the shortcomings of traditional teaching methods and teaching means, students' learning interest and efficiency, and their practical ability of clinical comprehensive skills.

Key words: Artificial intelligence; Virtual lumbar puncture simulation technology; Clinical comprehensive practical skills

摘要：

目的：通过探索临床综合实践训练中虚拟腰穿模拟技术的训练方法，增加医学生的实践操作机会，从而提高医疗业务水平。

方法：研究对象为96名临床医学专业的学生。所有学生均进行一次传统橡胶模型腰椎穿刺训练基础上，实验组再进行一次虚拟模拟腰穿系统训练，对照组再进行一次传统橡胶模型腰椎穿刺训练，两次课程训练后，进行通过传统橡胶模型考试。评定方式分为技能考核及问卷两种形式。

结果：实验组操作技能考核成绩为（84.17±5.47）分，优于对照组（81.90±5.33）分，差异有统计学意义（P = 0.026）；人文关怀次数（0.79±0.41）高于传统橡胶模型训练组（0.35±0.48）（P＜0.001）；虚拟模拟腰穿系统训练组的教学方式满意度（83.27±4.57）高于传统橡胶模型训练组的满意度（80.40±4.81）（P ＜0.006）。两组之间的腰穿完成时间无统计学差异（P = 0.973）。

结论：通过人工智能构建医学虚拟教学系统，改善传统教学方式和教学手段的不足，提高学生的学习兴趣与效率，改善临床综合技能的实践能力。

关键词：人工智能；虚拟腰穿模拟技术；临床综合实践技能

综合的临床实践能力是基本的临床能力，是医学生在临床工作中应该具备的一些基本理论、基本知识、基本技能和基本素质，也是评价医学人才培养质量的重要指标^[1，2]。加强对医学生临床技能的培养，提高他们的临床实践能力，是临床教学的主要任务。传统的培训模式是以床旁教学为主进行的，但是目前医学生的临床综合实践机会越来越少，为解决这一客观问题，本文拟通过人工智能构建的医学虚拟教学系统，改善传统教学方式和教学手段的不足，在临床综合实践中进行腰穿虚拟模拟技术培养医学生，增加了医学生的实践操作机会，提高医疗业务水平。

1 材料及方法

1.1研究对象：选择牡丹江医学院2016级两个班临床医学专业的96名学生作为研究对象。

1.2研究方法：横向观察性研究。用随机数字分类方法将学生平均分为两组，实验组进行一次传统橡胶模型腰椎穿刺训练后，再进行一次虚拟模拟腰穿系统训练，对照组进行两次传统橡胶模型腰椎穿刺训练，两次课程训练后，对腰椎穿刺进行通过传统橡胶模型考试。通过技能考核和问卷调查两种形式对两组学生的培训效果进行评估。

1.3 效果评价：技能考试成绩：根据准参照《全国高等医学院校大学生临床技能竞赛细则》进行评分，满分为100分。评估腰椎穿刺的人文关怀次数，以考核学生的医患沟通意识的能力。评估学生腰椎穿刺的完成时间，以考核以腰穿操作的熟练度。评估学生的教学满意度，以提高学习兴趣，提高学习效率，提高临床思维能力和教学态度，以考核教学效果^[3]。

1.4统计学分析：采用22.0软件进行统计学分析。计量资料表示为均数±标准差（ｘ±ｓ），用独立样本ｔ检验。计数资料表示为例数及百分数，用 χ² 检验进行组间两两比较， P<0.05 差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料：

2.2 考试成绩和教学效果评价：

虚拟模拟腰穿系统训练组（实验组）技能考核成绩总分高于传统橡胶模型训练组（技能组）（P=0.026），人文关怀次数高于传统橡胶模型训练组（P＜0.001），虚拟模拟腰穿系统训练组教学方式的满意度高于传统橡胶模型训练组（P＜0.006）。两组间的腰穿完成时间无明显统计学差异（

P=0.973）（表1，图1）。

表1 两组考试成绩和教学效果评价

图1 两组考试成绩和教学效果评价

注：*示P＜0.05，**示P＜0.01，***示P＜0.001

2.3 考试成绩和教学效果评价相关性：

腰穿操作技能考核成绩与教学方式的满意度成正相关（r=0.43，P＜0.01），人文关怀次数与教学方式的满意度成正相关（r=0.43，P＜0.01）（图2）。

3讨论

传统的临床实践能力培训通常主要方式为床边教学，病史采集、体格检查和常规腰椎穿刺等一系列操作均在真实患者身上进行，但是，患者不愿积极配合临床教学，也不愿成为教学和操作的实践对象，因此为临床实习生提供的基本技能操作机会大大减少，严重影响了医学生临床技能的培养。 腰椎穿刺是临床综合实践技能的重要组成部分，为了解决这个问题，找到有效而合理的临床实践能力培训方法日趋重要^[4]。

我们的研究结果显示虚拟模拟腰穿系统训练组技能考核成绩总分，人文关怀次数均高于传统橡胶模型训练组。这与虚拟现实腰椎穿刺培训系统在八年制医学生儿科技能培训中所观察到的，与传统的橡胶模拟人的腰椎穿刺技巧操作相比，学生的操作技巧，理论知识和沟通技巧等得分要高得多，虚拟现实腰椎穿刺培训系统可以提高八年制医学生的腰椎穿刺操作技能^[5]。这与我们的研究结果一致，在传统橡胶模型进行腰椎穿刺可以了解腰椎穿刺的实践过程，但是仅仅能得到最后的结果，不能了解操作过程中失败可能的原因，而基于人工智能的虚拟模拟腰穿系统训练可在操作后进行查看操作的过程，找出操作过程的不足，有利于学生分析腰椎穿刺的不足，提高学生腰穿质量，减少大量临床技能培训对带教导师工作量的依赖度，切实提高临床培训质量。传统橡胶模型可以模拟操作过程及最后的脑脊液流出过程，但是不能体会到操作过程中患者的不适感，我们的研究通过虚拟模拟腰穿系统训练的过程体会患者的不适感，与患者进行仿真交流过程，提高学生人文关怀的次数，在腰穿过程中体会医患沟通的重要性。

本研究进一步对技能考核的得分，人文关怀的次数与提高学习兴趣，提高学习效率，提高临床思维能力及教学态度所构成的教学满意度进行相关分析，呈现正相关。研究显示教学满意度越高的学生，在技能考核的得分越高，在操作过程中对患者的人文关怀次数越多，这与基于微课的情景模拟教学模式能够激发学生对腰椎穿刺术的学习兴趣的研究所得到的结果相似，通过积极的参与互动可以显著提高学生腰椎穿刺术的实践能力、评判性思维能力和教学满意度^[3，5]。以上的研究显示拥有较高的教学满意度，同样可以提高学生的学习兴趣，提高学习效率，改善临床综合技能的实践能力。

4 小结

通过人工智能构建医学虚拟教学系统，改善传统教学方式和教学手段的不足，在临床综合实践中进行培养医学生，增加医学生的实践操作机会，提高医疗业务水平，虚拟模拟腰穿系统技术应用于临床综合实践技能腰椎穿刺术培训培养，能够实现优于传统橡胶模型训练的技能考核成绩，优化学生的医患沟通能力，与传统教学方式相当操作完成时间，更为优质的教学满意度，有助于提高学生的学习兴趣及学习成绩，将对现代临床教学产生了深远的影响。

参考文献

[1]卢书明, 马亮亮, 李艳霞等. 医学生临床技能综合培训体系与考核体系的建立与实践[J]. 中国高等医学教育, 2016(12).

[2]张凤华, 王书青, 张晓静等. 谈诊断学实验室的建设发展对医学生综合实践能力培养的影响[J]. 中国高等医学教育, 2009(10):68-69.

[3]翟志永, 郭阳. 基于微课的情景模拟教学模式在腰椎穿刺术实践教学中的应用[J]. 卫生职业教育, 2018, 036(014):62-63.

[4]郑河源，唐 骏，罗建远，等．从执业医师考试看临床技能教学的重要性［Ｊ］．中国高等医学教育，2005(02):69-70．

[5]丁晶, 刘京, 肖一涵,等. 虚拟现实腰椎穿刺培训系统在八年制医学生儿科技能培训中的应用[J]. 中华医学教育杂志 2020，40(11): 913-916.

^*通讯作者：尹昌浩：yinchanghao7916@sina.com

基金支持：黑龙江省高等教育教学改革项目（SJGY20190695）；黑龙江省省属高校基本科研费科研项目（2019-KYYWFMY-0029）；牡丹江医学院附属红旗医院红旗基金项目（2019HQ-02，2019HQ-05）；国家自然基金面上项目（81771795）；黑龙江省财政厅优秀青年人才培养支持项目