智慧医疗在外科医学生教学中运用

2022-09-21 16:46:06 来源:写作指导

智慧医疗在外科医学生教学中运用

摘要:把智慧医疗融入到医学生的临床教育教学,能够帮助医学生更加直观地学习临床专业知识,提高学习效率,弥补传统医学的不足,整合教育资源。智慧医疗在外科医学教学中的应用模式主要有:5G网络技术和医学的融合发展、虚拟现实技术提高给医学生沉浸式的体验、3D技术优化提升了外科临床教学实效。下一步,要加强智慧医疗技术与外科教学相结合的顶层设计,把智慧医疗工程技术运用到医学院校的建设中,利用智慧医疗技术探索外科教学新方式,加强智慧医疗背景下外科医学生的数据素养教育。

关键词:智慧医疗;外科教学;医学教育;研究现状

智慧医疗是医科、理科、工科高度结合和相互交叉的一个新领域[1],是以生命科学和信息技术相融合为基础形成的一门新兴学科。从概念上看,时下学界对“智慧医疗”的界定主要集中于通过现代技术手段对大众健康相关数据信息进行精准管理和有效利用,即以医疗数据为核心,以民众电子病历、健康档案为基础,充分利用现代信息技术手段构建集信息精确安全、政府统一监管、医务人员应用、医疗健康管理为一体的高效智慧系统[2]。当前,智慧医疗在远程诊疗、手术操作、远程急救、远程监护、远程示教、智慧机器人、移动医护等领域的应用取得了较好的实践效果[3]。智慧医疗已经深入生活的方方面面,并且逐步延伸到医学教育领域,在医学教育中能够整合教育资源,强化医学相关知识领域的信息交流和共享,推动高等医学人才的培育赶上时代步伐,促进前沿高等医学人才培养体系的完善和发展[4],把智慧医疗融入到医学生的临床教育教学,能够帮助医学生更加直观地学习临床专业知识,提高学习效率,同时弥补了传统医学的不足。当前国内外对智慧医疗在医学生教育中的应用研究,主要集中在智慧医疗对教育的促进作用、教育模式、教学设计等方面。

1智慧医疗促进医学教育的进步

1.1智慧医疗能够提高医学生的学习效率

21世纪以来,随着技术应用的推广普及,智慧医疗也开始在临床医学教育中崭露头角。通过多媒体课件、3D成像技术及裸眼3D来呈现人体的组织、器官、系统等结构,提高了临床医学教育的教学水平,赋予了临床医学教育新的教学方法和技术手段[5]。尤其在外科解剖方面,智慧医疗直观清晰的技术优势极大地提高了学生学习的积极性和学习效果,例如3D模型的使用缓解了人体解剖学习中受限于各种生物标本和人体标本数量不足的现状,多媒体课件的使用让医学生可以反复地观看学习,使学习效率大大提高,同时给予了医学生更加有效的巩固复习。

1.2智慧医疗能够弥补传统教学的不足

我国的医学教育资源虽然较为丰富,但更多的是传统的讲授,方法较为单一,内容较为抽象、晦涩,很难将教学内容、教学资源与课程实施有效融为一体。智慧医疗则在很大程度上弥补了这一不足,例如借助智慧医疗技术,让学生们及时将所学的理论知识运用于情景化的实践当中,而不仅仅只是局限于书本,有效解决了在临床医学教学中理论与实践相脱节的难题,使临床医学教育一改过去单一抽象的扁平化教学,呈现出丰富多样、多姿多彩的教育教学风貌。其次,智慧医疗还能克服教材内容更新慢的缺点,它能够把最新的学科动态、发展前沿等相关知识信息及时生动的展现出来,最大限度地拓展了学生的学习时间和空间,使学生能够在较短时间内便捷高效地获取知识信息,及时有效地丰富和更新知识储备[5]。

1.3智慧医疗能够整合教育资源

目前我国医疗教育资源分布极不均衡,主要表现为东部发达地区与西部落后地区之间的不均衡、顶尖医学院校与普通医学院校之间的不均衡,优质医疗资源主要集中在东部地区和顶尖医学院校,而智慧医疗的应用可以解决东西部地区、顶尖院校和普通院校优质教育资源的不均衡问题,实现跨区域、跨校际、甚至实时优质资源共享,即使是普通院校的学生,也能不出校门就能聆听到顶尖医学院校最前沿的医学讲座,接触到最优质的教育资源[6],这样就整合了教育资源并合理分配教育资源。

2智慧医疗在外科医学教学中的应用模式

2.15G网络技术和医学的融合发展

5G技术为远程诊疗、多学科会诊、医疗检测和护理、应急救援和远程手术等场景提供了技术支撑,并逐步推广应用,取得较好的应用效果。5G智慧医疗在医学教育中可以构建远程教学系统,例如对于外科医学生来说,可以通过观看远程手术视频学习相关的手术操作技能。远程手术是通过实时网络技术来实现,使医生亲自对远程的患者进行诊治,例如在5G网络技术下将患者现场影像与医生控制远程医疗器械的一举一动转化为数字信息互相传递来进行手术操作,同时转化为视频供医学生观看[6]。外科医学生观看远程实时手术比传统课堂教学更加直观,更容易理解。

2.2虚拟现实技术提供给医学生沉浸式的体验

虚拟现实(Virtualreality,VR)技术是指利用现代科学技术生成的一种可以创建和体验虚拟现实世界的计算机系统[7],这一技术充分利用计算机在模式识别、图像处理、智能传感、语言处理等方面的优势功能,通过视听感官等的作用,让使用者产生身临其境的感觉。南开大学医学院[8]的一项创新成果虚拟仿真外科手术实训设备就是智慧医疗中的虚拟现实技术在医学教育中的应用体现,南开大学医学院设计开发的虚拟仿真外科手术实训设备将实体设备与计算机在线练习平台相结合,利用仿真硅胶模拟人体皮肤触感等物理特性,通过虚拟实验直观精准地将移植各组织器官等手术器械操作的力度与手术效果传递给学生,增强学生在外科手术操作中的真实感,让学生在较短的时间内掌握外科手术操作过程中的力度和方法,也帮助教师精准有效地实施翻转课堂,开创了临床医学教育和技能训练的新模式。目前该技术也被应用于眼视光医学、口腔医学、临床医学等学科和专业的课堂展示、操作演练、学习考核等环节,在其它多门实验课程中也得到了成功应用。美因茨医学研究中心[9]做了一项实验,35名学生参加了混合学习课程“数字时代的医学”的3门课程,本课程涉及手术中的虚拟现实、增强现实(AugmentedReality,AR)和机器人技术。参与者在机器人手术VR/AR模拟器上尝试自己的基本技能,体验沉浸式的手术操作,并以访谈的形式对这种教学方法进行评估,结果表明与传统教学相比,增强现实和虚拟现实模拟场景在更大程度上提高了参与者的知识水平和认知能力,并且学生们对这种教学方式给出了非常积极的评价。

2.33D技术优化提升了外科临床教学实效

在传统的外科临床教学中,主要采用Halstedian的方法[10],即“看一个,做一个,教一个”,这一教学方法对于医学生来说学习效果受患者数量以及动手操作机会多少的影响。然而,随着经济社会的发展进步,相应的患者对医疗资源的需求也不断提高,这一传统的方法已不能满足临床教学需要,创新教学方法,探索新的教学模式就成为临床医学教育不可回避的一个重要话题。近年来,3D医学影像技术兴起,包括3D影像合成、3D打印等技术,已经被广泛地应用于预防疾病、临床诊断和治疗等领域[11]。在当前的临床医学教育中,如解剖模型不真实、实体标本缺乏等传统教学模式下的不足依然很明显,学生更多时候还是依靠解剖图谱、CT影像、教学视频等开展教学与学习,很难深入地进行知识的传递与学习掌握[12]。此外,因尖锐的医患矛盾的凸显也使得学生动手操作的机会和时间大为减少,现实的临床医学教学面临较多现实问题,传统的临床医学教学面临较大的挑战。3D医学影像技术的出现和使用,通过提供高度仿真3D打印模型,解决了实体标本不足的问题,其重建的三维影像还为临床教学提供了手术模拟训练的机会,在很大程度上解决了当前临床医学教育中面临的教学方式和模式与发展需求不匹配的现实问题[13]。朱开彬等[14]将50名规培研究生分为传统教学对照组25人和3D医学影像实验组25人,在胸外科进行为期3个月的培训,通过考试、实践、调研等多途径了解和探索3D医学影像技术对于外科临床教学的意义,结果实验组的理论成绩和实践技能都比对照组优秀,其中调查问卷显示3D医学影像技术不仅提升了学生的学习主动性、解剖辨识能力,同时还培养了学生的空间思维、病灶定位、手术方案规划等方面的技能。3D技术平台的出现,在满足学生自己动手操作的学习需求的同时,还实现了学生从被动到主动的角色转换,促进学生从要我学到我想学、我要学的升华。3D医学影像技术是智慧医疗的一个重要组成部分,应用3D医学影像技术的教学模式在外科规培教学中弥补了传统教学的不足,极大地推动了外科教学的发展。

3智慧医疗在外科医学生教学中的未来发展方向

3.1加强智慧医疗技术与外科教学相结合的顶层设计

智慧医疗技术在外科教学中的应用涉及多个领域,智慧医疗技术与外科教学相结合的顶层设计需要政府部门、医学院校、研究机构、重点企业等多方参与,更需要国家的统筹指导与整体调控。首先要拓展完善国家数字教育资源公共服务体系,开放教育资源汇聚共享,利用大数据技术汇聚、整合丰富的教学、科研、文化资源,为各级各类医学院校的学生提供海量的学习资源服务[6]。并且在国家的统筹指导和宏观调控下,实现东西部地区,顶尖院校与普通院校之间的资源共享,促进医学教育公平;合理分配智慧医疗相关教学设备在各类各级医学院校中的分布;重点培养智慧医疗领域相关复合型人才,充分发挥智慧医疗技术在外科教学中的优势,制定长远的发展策略和方向。好的顶层设计能够提升智慧医疗技术在外科教学中的使用率,更有利于外科医学生学习运用和掌握智慧医疗技术,从而提升自身的专业知识技能。

3.2把智慧医疗工程技术运用到医学院校的建设中

早在2018年,总书记在致中国国际大数据产业博览会的信中就明确指出,当今世界,以互联网、大数据和人工智能为代表的新一代信息技术日新月异,在医学教育和临床技能教学领域制定和确立临床技能中心的教学信息化发展策略和方向时,应思考如何把信息化手段作为推动临床技能教学改革的巨大引擎,从根本上解决临床医学教育存在的难题。国内最先引进智慧医学教育理念,建立了智能型临床技能中心,并形成相应的一整套教育和管理体系的是贵州医科大学[15]。当前,学界对智慧医学教育理念的界定和解读,主要是围绕在现代技术条件下如何解决医学教育中存在的问题,以提高教学质量,培养具有时代性的先进医学人才展开探讨。概括来说,就是在传统教学方法和手段打牢医学理论知识的基础上,结合学生学习个性化、时代化的特征,充分利用互联网、大数据、人工智能和虚拟仿真等现代技术,把在疾病诊断和治疗过程中的碎片化知识点串联起来,融会贯通,将人文精神与科学技术、理论指导和实践操作有机结合,创新完善临床技能教学、管理及评价体系,打造新的教学模式,以深入培养和提高学生的临床思维能力、实践操作水平、工作胜任能力。因此,临床医学教育相应的需加强智慧校园建设,把智慧医疗技术融入医学教育的始终,在教学、科研、管理、评价体系等方面多途径、全方位增强师生智慧医学意识、增强相关信息储备,推动医学教育从技术应用型向能力素质型的拓展转化。并充分应用智慧医疗工程技术解决教学、学习、生活中的诸多问题。智慧医疗技术的应用对于我国高等医学院校的改革注入了新鲜血液。

3.3利用智慧医疗技术探索外科教学新方式

传统的外科医学教学方式已经不能满足现代医学教育发展的需要,我们要利用智慧医疗技术探索新型的外科教学方式,例如,可通过5G+AR/VR、混合现实(MixedReality,MR)技术,在教学中引入实际工作场景,构建结合虚拟现实的混合现实场景,让学生在真实的案例中做到理论与实践结合[6]。外科医学生需要具备较强的实践动手能力,传统的医学教育缺乏对外科医学生实践能力的培养,所以利用智慧医疗技术探索出能够多方面培养外科医学生实践能力的教学新方式是未来的重要发展方向。

3.4加强智慧医疗背景下外科医学生的数据素养教育

数据素养[16]是智慧医疗发展的必然要求,眼下医学生的数据素养教育现状较之智慧医疗发展的实际需要有一定的滞后性。现有的研究数据对该问题主要从3个方面进行阐述:一是医学生应该树立数据意识,充分认识数据的价值;二是医学生要学会在法律和伦理道德范围内获取和使用数据;三是医学生应该培养对数据的敏感性,并掌握一定的数据获取方法和使用能力。目前我国医学院校开展数据素养教育还存在诸多的问题,例如:对数据素养的重要性认识不够、数据素养教育的师资力量薄弱、培养体系不完善等。针对这些问题,未来我们需要加强对外科医学生的数据意识的培养、加强师资培养、探索合适的数据素养培养体系。

4小结及展望

智慧医疗融入外科医学生的教学当中是大势所趋,随着时代的发展和科技的进步,智慧医疗技术的应用越来越重要。在外科医学生的教学中,智慧医疗技术极大的丰富了教学资源,丰富了教学方式,弥补了传统教学的不足,同时为医学生提供了更多的学习资源和更便捷的学习方式,不仅激发了医学生的学习兴趣,还提高了他们的学习效率尤其是实践动手能力。智慧医疗技术的应用将会为我国医疗行业培养更高水平的临床医学人才,为推动实现“健康中国2030”目标培养中坚分子,奠定更坚实的人才基础[17]。此外,智慧医疗在外科医学教育中的应用还有很大的发展空间,同时也存在着一些不足,例如对于医、理、工方面融合的复合型人才比较缺乏,还需要深化改革目前的教学培养体系,培养出能够熟练运用智慧医疗技术的复合型人才。智慧医疗在医学教育中的应用不均衡不充分,智慧医疗设备在各地区、各类各级医学院校分布不均衡,医学生们对智慧医疗理念的认识不够充分等问题,在各大医学院校深入推广和普及智慧医疗理念、技术、设备等就显得尤为重要。此外,具有科研能力的医学院校应该积极参与智慧医疗设备和技术的设计研发,是推动智慧医疗技术在医学教育中应用的关键。

作者:李仙悦 王峻峰 胡苹苹 郑祁 晋云 单位:云南省第一人民医院肝胆外科 云南中医药大学第一临床医学院 云南省第一人民医院数字医学研究中心 首都经济贸易大学劳动经济学院