超聲訓練模型在醫學院校超聲實訓教學的應用

孫丹丹，于淼，姜昱竹，李玲玲，王洪羽，李改（吉林醫藥學院臨床醫學院，吉林 吉林 132013）

超聲檢查需要超聲醫生同時具備高超的操作技能和精湛的診斷能力，清晰、穩定的圖像顯示直接關系到超聲診斷的正確性[1]，所以在超聲醫學的教學中更加注重檢查技術的訓練。醫學仿真是醫學教育的重要組成部分，廣泛應用于各個學科和領域[2]，在超聲實訓教學中體模的應用也展示出了極大優勢，具有良好的應用前景。

超聲仿真體模是由在超聲頻段內，聲速、衰減系數、背向散射系數等特征類似于軟組織的材料制成，內部還可嵌埋模仿人體常見病灶的靶標，如囊腫、腫瘤、結石等。體模通常參照真實人體外形和臟器結構按1∶1比例大小制作，同時能匹配臨床真實超聲探頭進行探查，已成為超聲實訓教學良好的教具[3]。

1 超聲仿真體模的優勢

有研究比較了在超聲實訓期間使用和不使用體模的兩組學生在訓練后的信心、知識和技能水平，發現使用體模進行超聲實訓的一組的教學效果好于不使用體模組[3]。超聲仿真體模的優勢主要體現在以下幾個方面。

1.1 豐富了課堂教學資源

在超聲教學中，體模很大程度上解決了教學資源匱乏的問題，可持續地為教師和學生提供清晰的正?；虿±斫馄是忻媛曄駡D，是進行實訓教學的寶貴資源[4]。目前教學中均配備真實超聲檢查設備，在學生操作時互為模特的方式限制了練習的數量和質量。超聲波具有生物學效應，不能對同一個對象進行反復無限制的掃查，同時長時間暴露也會引起志愿者的不適。受超聲成像原理的限制，被檢查者需要在檢查前做好相應準備，如空腹、憋尿等，學生之間互為模特時這一點很難保證，從而使檢查效果受影響。使用模型可以隨時進行掃查，練習時長和重復性也不受限制，可大幅度增加學生操作練習時間。

1.2 擴展了實訓內容

傳統的實訓教學中，某些部位的檢查和操作受到限制，如乳腺、婦科、陰囊等涉及到隱私的部位難以找到合適的模特或標準化病人，眼、胚胎等對于超聲波敏感性高的組織出于安全性考慮不適宜學生進行操作練習，腔內超聲、介入超聲等侵入性、創傷性的操作無法進行等。仿真體模的使用可以很好地彌補以上局限性，擴展實訓課授課內容，保證學生學習的系統性、全面性。

1.3 可滿足典型病例訓練的需求

模型中嵌埋了模擬臨床病灶的靶標，并可根據客戶使用需求進行定制，成像效果與真實人體極為相似，可彌補教學中無法實際接觸臨床真實病歷的不足，替代平時的圖片化教學方式，增加學生對疾病的認知程度和操作過程的真實性。

1.4 提供了積極安全的實踐機會

仿真體模的使用為學生提供了積極和安全的學習和模擬實踐的機會，可以進行頻繁的重復練習、沒有臨床風險，減少了學生的緊張情緒，能有效地增強教學效果。

2 超聲仿真體模存在的不足

隨著醫學教育的改革和對應用型醫學影像技術人才的培養需求，體模會更廣泛地應用于超聲檢查技術的實訓教學[5-6]。超聲仿真體模仍有許多功能有待于開發和完善，以更好地滿足影像技術教學和實踐的需求。實際應用中現有超聲仿真體模存在的不足主要體現在以下幾個方面。

2.1 國產化率較低、價格較高

我國的超聲影像設備質量檢驗用超聲體模和試件具有良好的國產化、標準化水平，并制定了完備的國家標準[7]，但對于教學用仿真訓練模型，國產模型主要集中在基于模擬超聲探頭、三維還原技術等的虛擬教學系統和各種類型的穿刺訓練模型。目前受制作材料的限制，適合在醫學院?；A教學階段使用的，通過真實超聲探頭成像的，圖像細膩、對人體各層次結構復原度高的模型價格較高，限制了其品類開發和廣泛使用。

2.2 僅適合B型超聲成像

對仿真體模進行超聲掃查時主要采用的成像方式為二維B 超，適合進行基礎檢查操作和基本檢查手法的訓練，但與臨床日常的超聲檢查之間還存在差距。如無法顯示出組織、器官的運動情況，心臟、大血管的檢查受到限制。不能進行配合呼吸，部分檢查和實驗操作無法進行。不能進行彩色多普勒血流成像、血流速度頻譜、能量多普勒等常用超聲檢查技術的操作練習[4]。

2.3 模型狀態單一、固化

人體具有差異性、變化性、復雜性，而模型只能預制單一情況下的機體狀態。模型通常是基本標準體型的人體設計的，學生在操作過程中無法體會患者不同體型和不同機體狀態情況下圖像獲取手法的細微差異。模型中病灶較少且病變位置固定，學生訓練過程專注于尋找特定病灶，而不是帶有不可預測性的掃查和分析。體模不可能完全替代“真人”來作為臨床訓練對象，更不能完全替代真正的臨床超聲實踐。

3 虛擬仿真模型

又稱超聲模擬人，采用磁力定位技術或光電轉化技術與圖形圖像處理算法相結合，通過捕捉模擬超聲探頭及仿真人體模型的相對位置，顯示模擬超聲圖像。該模型的優勢在于可以提供大量病歷，并具有M 型、彩色多普勒、脈沖多普勒、連續多普勒功能及二維、血流動力學測量功能。但由于不是基于真實超聲探頭的成像，操作感覺及聲像圖質量不及仿真體模，同時也存在隨著時間的推移內置的芯片靈敏度降低，無法感應超聲探頭，使用壽命短的問題[8]。虛擬仿真模型和超聲仿真體模各有側重，在條件允許的院校，二者配合使用可以發揮各自所長，更加全面地進行實訓教學。

4 仿真體模進入實訓課堂后教學方法的改革

仿真體模進入實訓課堂可以提高學生操作的次數和范圍，但傳統實訓課授課時“教師講授-操作示范-學生操作”的模式，并不能充分發揮學生的主動性，只有將體模的使用與靈活多樣的教學方法相結合，才能提高超聲檢查技術實訓教學的質量和效果。

4.1 構建以學生為主體的實踐教學體系

學生是整個教育環節的主動實施者，是教學活動的核心所在[9]。只有“以學生為主體”進行教學設計，才能充分調動學生的主觀能動性，激發學生自主探索、主動學習的熱情，才能激發學生對所學知識體系進行有意義的自主構建和整合，進而培養其臨床診斷思維和分析處理能力。傳統的實訓教學過程中，學生輪流操作、教師逐一指導，教師忙得不可開交，學生疲于應付，但收效甚微。研究表明學生之間的互學互動往往勝于教師的重復說教[9-10]。謝澤涵等[10]在腹部超聲實訓教學中將Sandwich 教學法與超聲體模相結合，通過交叉學習和學習匯報等流程轉變教學方式，結果顯示新方法在增加學習興趣、提高溝通表達能力、提高分析及解決問題的能力、提高團隊協作能力、對理論知識的理解等方面更有幫助，實驗組學生也獲得了更高的腹部超聲檢查技術OSAUS評分。結合超聲體模實現主體性教育，可以使學生更快更好地掌握超聲實踐技能，提升實訓課教學效果和實用性人才的培養。

4.2 探索基于任務驅動的實訓教學模式

任務驅動法是一種以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念，學生在教師的幫助下，在目標問題的驅動下，主動應用學習資源，進行自主探索和互動協作，在完成既定任務的同時產生一種學習實踐活動[11]。該教學方法在醫學影像學理論教學的應用中顯示可以很好地調動學生的學習興趣和培養其獨立思考能力，學生參與度高，滿意度高，自主學習能力有所提高[11]。實訓課學時少、上課學生人數多、設備有限，僅通過課上時間無法滿足所有學生的上機需求。通過分組做任務，或與翻轉課堂相結合的方式，學生自行安排課余時間在實訓室完成學習任務，課上進行成果展示和教師指導，通過這種方法學生根據自身操作情況調整練習時長，可以取得更好的教學效果。任務的設置可以以器官或系統為單位，整合解剖、生理、超聲檢查技術、疾病等多方面內容。既促進了檢查技術的學習，又可以整合各學科知識，鍛煉學生自主解決臨床問題、擴展和靈活運用知識的能力[12]。

4.3 合理利用情景教學法

醫學的服務對象是人，實訓課的教授內容不僅是檢查操作的技術，還要始終堅持加強醫學人文素養的融入和教育，培養充滿人文關懷和人性溫暖的醫學生。長期面對模型操作，學生容易忽視醫患溝通技能的訓練和對病患的人文關懷。合理利用情景教學法，通過課堂上角色扮演、情景模擬、醫院見習等多種方式，模擬和體驗醫院超聲檢查的工作環境和檢查情景，不但可以提高學生的實踐操作能力，鞏固專業知識，還可以提升職業技能和職業素質[13]，為學生進入臨床打下了基礎。

虛擬現實、虛擬仿真、VR交互、思維訓練、線上+線下等新技術的不斷出現，推動著醫學影像技術專業高質量的發展，醫學院校的超聲實訓教學也必須與時俱進。超聲仿真訓練模型的應用給教學提供了一種新的視角，豐富了實訓教學內容和手段。把應用體模教學與傳統教學手段、靈活多樣的教學方法有機地結合起來，最大化體現體模在超聲檢查技術教學中的價值，可以有效提高超聲實訓教學的效果和質量。