APSF Newsletter：整合模拟器：把现实和虚拟仿真天衣无缝整合用于技能和安全培训

引用 南粤麻医 2014-12-7 23:20

APSF Newsletter  Volume 29, No.1, 1、19

整合模拟器：把现实和虚拟仿真天衣无缝整合用于技能和安全培训

河南省人民医院麻醉科    郑向明 翻译

佛罗里达大学医学院麻醉科彭勇刚 审校

SemLampotang, PhD, David Lizdas, Albert R. Robinson III, MD, Olga Ihnatsenka, MD,Nikolaus Gravenstein, MD  Department ofAnesthesiology, Center for Safety, Simulation & Advanced LearningTechnologies, Uni versity of Florida.

    模拟仿真教学已被接受为医疗卫生系统公认的医学教育和培训内容，发展形成的模拟讲座目前已被列为高水准维持认证麻醉学考核组成部分。从初期由斯坦福大学和佛罗里达大学设计的以麻醉学为中心的人体模拟人模型到包含生命体征比如呼吸音和心音，眼征和胸廓运动的人体模型1,2， 麻醉患者安全基金会（APSF）开创并引领了模拟人模型的发展。包含解剖和生理设计的病人模拟也将应用于其他医疗学科的培训。APSF还通过其科研资助项目推动基于屏幕并联网的虚拟麻醉机3,4和其他各种以屏幕为基础的虚拟仿真系统的发展5。

    模拟本身并不是最终目的，而是获得技能的手段，技能主要分3种类型（情感，认知和精神支配）形成技能三角（图1）。情感技能主要指人与人的相互关系，人际交往能力，领导力和团队精神。认知技能包括知识应用和思路等，如决定，策略，风险评估和风险缓解。精神支配技能是以“做”的品质或表现作为中心，比如手灵巧度，手眼协调能力和空间立体能力。

引用 南粤麻医 2014-12-7 23:27

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2014-12-7 23:25 上传

获得三种医疗技能的仿真技术主要有三类 （生物学的，虚拟的，现实的），并构成模拟三角（图1）。如图1所示，两个三角相互对应。现实模拟缺少虚拟成份（气管插管的头部模型或模拟人）有利于精神支配能力的训练（如气管插管或心肺复苏）。虚拟模拟如计算机辅助训练器（CBT）没有现实的可接触的有形元素。在联网的虚拟麻醉机模拟中，是通过鼠标或控制杆指向设备来完成操作的4。虚拟仿真器适合知识和认知技能的传授；例如，虚拟解剖人体层面或通过一种设备来了解隐藏的或不能直观的内部解剖，结构，机制和过程4。病人标准化（人扮演或故意装作一种疾病状态）也是一种模拟形式（生物学），是床边行为举止和询问病史，体格检查或麻醉术前评估等情感技能培训的最好方式。在APSF基金资助下，我们实验室的一个合乎逻辑的结论是，整合模拟仿真器是天衣无缝的整合，其优点在于结合现实和虚拟两种模拟形式，发挥各自优势（图2）。

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2014-12-7 23:25 上传

什么是整合模拟仿真器？正如名字所示，整合模拟器包含现实和虚拟两种元素6。通俗的例子是在电视上观看橄榄球赛进攻需达到的黄线，它是虚拟的并没有客观存在；球场观众看不到这一条黄线。对于整合模拟工作环境，虚拟组件必须准确记录（工程术语）于现实环境；也就是说，其位置精确到好像客观存在一样。进攻需达到的黄线作为例子，如果它偏离本该所属位置3英尺，将会误导观众而不是提高观众的欣赏力。就医疗操作的整合模拟仿真器环境而言，定位精度必须达到亚毫米；例如，虚拟静脉壁与虚拟肺或实体肋骨相对位置的偏移不能超过1mm。此外， 整合模拟器描绘虚拟组件的三维解剖结构如脑，肺，静脉，动脉，神经和韧带，与一维橄榄球赛进攻需达到的黄线比较，有时伴有复杂崎岖环绕的表面。

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2014-12-7 23:25 上传

    安全有效的医疗操作如中心静脉置管（CVA）和区域麻醉（RA） 要求同时具备1）认知技能（比如，在头脑中有一个正确复杂的三维解剖模型，防御策略[如果错过了静脉，沿着轨迹将穿透第一肋骨还是肺脏呢？]，和正确解读手携式超声心动图引导操作下的横断面）。2）精神支配能力（通过左右手推进穿刺针同时移动超声探头，并保持针尖显影在超声平面中，锻炼左右手的灵巧协调性，以及三维空间思维和想象能力）。因此，整合模拟仿真器联合两种模拟技术形式（现实和虚拟），最适于操作技能的模拟训练（精神支配和认知技能两方面）。

整合模拟器的具体例子是CVA7仿真器和RA仿真器；

视频网址

http://simulation.health.ufl.edu/research/cvl_intro.wmv

http://simulation.health.ufl.edu/research/ra_sim.wmv

附件为全文

引用 南粤麻医 2014-12-7 23:44

本帖最后由 南粤麻医 于 2014-12-7 23:46 编辑

    RA和CVA整合仿真器是源于医学成像 (MRI、CT) 真实的解剖学三维解剖组件。整合仿真器的现实组件如肋骨，头颅，和皮肤是通过三维打印机再现高仿真人体模型。许多医疗操作都会应用针或带金属导芯的导管。亚毫米分辨率的小型磁传感器可跟踪实体针的顶端位置（X，Y，Z）和方位（卷，偏航，螺距），以确定针尖是否在虚拟三维组件比如静脉所占据的空间，然后注射器可模拟回抽淡蓝色给出正确的信息反馈。整合模拟仿真器设计的三维彩色可视化（实时视觉增强） 能够使用户形象地看到“盲目”和引导下操作时虚拟复制针与内部组件的相互反应。模拟器可采集操作期间使用者的全部动作，事后回放操作过程（总结）并自动计算出一个客观透明的评分。一般来说，虚拟组件模拟软组织，而现实组件是可触摸的，有时作为解剖标记，用来模拟骨骼结构例如锁骨，胸骨切迹，和棘突。混合模拟器无需触觉装置，使用者通过感觉实体针和实体结构之间相互机械作用这么一种低成本方法来获得触觉信息反馈。用于引导CVA和RA等操作的超声技术，很容易整合介入并进一步增强整合模拟仿真器的功能和真实性。

    CVA模拟仿真器被授予2011年度ASA最佳科学和教育展览一等奖，RA模拟仿真器获得2013年度ASA最佳病人安全展览的APSF Ellison Pierce奖 。在模拟环境中，CVA模拟仿真器降低了中心静脉置管时医源性气胸的发生率7，该并发症最近已被归属到严重的事件报告（以前称为“无事件”）。通过结合最好的虚拟和现实模拟，整合模拟仿真器代表了新一代病人模拟器和训练工具，在模拟医疗操作时，增强解剖认知（更好的三维解剖模型和安全的可视化技术 ），和精神支配技能（针尖显影在超声平面），从而进一步提高病人的安全性。APSF研究基金项目提供了重要而及时的模拟研究资金，不断产生新的成果，并促进病人安全。

References

1.    GravensteinJS. Simulators studies for role in patient safety. APSF Newsletter 1988;3(1):7-8.Available at:

http://apsf.org/newsletters/html/1988/spring/

2.    CooperJB. APSF awards four 1989 patient safety research grants. APSF Newsletter 1988;3(4):34.Available at: http://apsf.org/newsletters/html/1988/winter/

3.    BrullSJ. APSF awards 4 grants. APSF Newsletter 2004- 05;19(4):46-47. Available at:

http://apsf.org/newslet- ters/pdf/winter2004.pdf

4.    FischlerIS, Kaschub CE, Lizdas DE, Lampotang S. Understanding of anesthesia machinefunction is enhanced with a transparent reality simulation. Simul Healthc 2008;3:26-32.

5.    KeatsAS. APSF awards three research grants. APSF Newsletter 1987;2(4):32. Available at:

http://apsf.org/ newsletters/html/1987/winter/

6.    LampotangS, Lizdas D, Rajon D, Luria I, Gravenstein N, Bisht Y, Schwab W, Friedman W,Bova F, Robinson A: Mixed Simulators: Augmented Physical Simulators withVirtual Underlays. Proceedings of the IEEE Virtual Reality 2013 meeting978-1-4673-4796-9/13: 7-10, 2013.

7.    RobinsonAR III, Gravenstein N, Cooper LA, et al. A mixed-reality part-task trainer forsubclavian venous access. Simul Healthc 2014;9:56-64.

引用 Naci... 2022-7-9 18:26

好是好，得花票子呀

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