【胸腔穿刺虛擬教學訓練系統】
功能、作用介紹：
1. 虛擬現實技術定義及作用和特點
虛擬現實(Virtual Reality, VR)，是由美國VPL公司創建人Jaron Lanrer在20世紀80年代初提出，也稱靈境技術或人工環境。這種技術是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術以及仿真技術等多種技術制造逼真的人工模擬環境，并能有效地模擬人在自然環境中的各種感知系統行為的高級的人機交互技術。虛擬環境通常是由計算機生成并控制的，使用戶身臨其境地感知虛擬環境中的物體, 通過虛擬現實的三維設備與物體接觸, 從而真正地實現人機交互。它具有多感知性、沉浸感、交互性、構想性等特點。最早在航空、軍事、核工業等高危行業有一定的發展。
2. 虛擬現實技術醫學教育中的應用
伴隨著虛擬現實技術的發展，醫學教育尤其是臨床醫學教育中相關的應用也備受各國關注。在虛擬環境中，可以建立虛擬的人體模型，借助跟蹤器、感覺手套，可以很容易地了解人體內部各器官結構。操作者可以通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和加速度等多種感覺通道感知計算機模擬的虛擬世界，也利用計算機輸入設備或者外圍設備，通過語言、手勢進入虛擬環境，在虛擬環境中進行實時交互，并且能夠感知和操作虛擬環境中的各種對象.進而獲得身臨其境的感受和體驗。國外已經有腔內鏡、腹腔鏡、關節手術模擬器等相關產品，但是昂貴的價格限制了其應用。然而，正因如此，也給了虛擬現實技術在國內更大的發展和普及的空間。
虛擬醫學系統與其他教學方法和系統相比有其獨有的特性。計算機輔助的模擬技術可將醫學教學中復雜的實驗及操作數字化, 通過直觀的表達學生易于學習和掌握, 在傳統教學方法和模式的基礎上, 提供多樣性的主動學習的環境, 具有較強的人機對話功能, 容易建立起雙向交互式人機界面, 使學生從被動學習到主動積極靈活的學習, 提高教學水平和教學質量。
3. 胸腔穿刺虛擬教學訓練系統開發經過
胸腔穿刺是臨床醫學教學中一項重要的教學內容，也是學生必須掌握的一項基本實踐技能。長期以來，臨床教師多采用模具進行教學。即使是數萬元的模具，穿刺時手感不真實仍然是不可回避的，尤其是模具易損耗，限制了實際的使用。為了能夠彌補上述模具顯現的不足，促進臨床教學的發展，自2012年初開始，上海交通大學六院臨床醫學院與敏行醫學公司合作，共同研發了“胸腔穿刺虛擬教學訓練系統”。相似的產品在國內外文獻中尚未見具體報道。因此，此產品在國際、國內醫學模擬教學領域中處于領先地位，設備的研制和使用受到了國內外同行的高度關注。
4. 胸腔穿刺虛擬教學訓練系統功能簡介
該系統可以讓學生根據不同病例及病史描述，做出臨床判斷，進行預處理后進入穿刺操作，完成操作后，繼續完成一定數量的選擇題。
進入練習界面后，學生首先會看到一份病例簡介，學生要判斷該患者是否可以進行胸腔穿刺。例如，病史提示有凝血功能障礙時，學生必須先點擊“禁忌癥處理”，才能進入下一環節。在演示和訓練模式下，系統具有器械選擇判斷及提示功能。穿刺定位步驟具有明顯的體表標志，并具有三維剖面圖輔助功能，加深學生印象。穿刺部位需要消毒三次，系統具有操作自動判斷及糾錯功能，如果消毒范圍過小、或有留白，必須重新進行消毒。模擬麻醉全過程，多角度進針，注射皮丘，垂直進針逐層麻醉。穿刺到不同部位和組織，對應具有不同的阻力和突破感?？蛇M行多次抽液操作，抽液量可控制。系統自動判斷引流導管的閉合狀態，并給與提示。局部麻醉和穿刺過程中的進針突破感完成模擬真實感覺，而且教師可以根據病例胸膜厚度的特點，設定阻力大小的變化。抽吸積液可模擬送檢，進行實驗室化驗。系統還根據學生實際操作情況，模擬了各種病理情況，如出血、氣胸、肺損傷等。
該訓練系統的主要優點有：(1)提供真實的“沉浸感”訓練微環境，可反復、無風險訓練。(2)交互式力反饋系統，可提供到每一個解剖層次的精準操作感覺。(3)虛擬技術呈現多樣式病人，滿足不同訓練要求，同時體現人文關懷、避免操作風險。(4)使用虛擬技術，穿刺過程中不使用耗材，可以反復不限次數的練習。(5)打破教學時間、空間的限制，激發學生學習的興趣。
5. 胸腔穿刺虛擬教學訓練系統教學使用情況
該系統目前用于上海交通大學醫學院部分本科生的實踐技能培訓與考試。主要分為：四年級學生臨床見習中初步介紹胸穿技術;五年級學生臨床實習中重點訓練胸腔穿刺操作及用于出科考試;長學制學生臨床輪轉中培訓和考試前培訓。
作品名稱：胸腔穿刺虛擬教學訓練系統
完成單位：上海交通大學六院臨床醫學院、蘇州敏行醫學信息技術有限公司
