【胸腔穿刺虚拟教学训练系统】
功能、作用介绍：
1. 虚拟现实技术定义及作用和特点
虚拟现实(Virtual Reality, VR)，是由美国VPL公司创建人Jaron Lanrer在20世纪80年代初提出，也称灵境技术或人工环境。这种技术是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种技术制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知系统行为的高级的人机交互技术。虚拟环境通常是由计算机生成并控制的，使用户身临其境地感知虚拟环境中的物体, 通过虚拟现实的三维设备与物体接触, 从而真正地实现人机交互。它具有多感知性、沉浸感、交互性、构想性等特点。最早在航空、军事、核工业等高危行业有一定的发展。
2. 虚拟现实技术医学教育中的应用
伴随着虚拟现实技术的发展，医学教育尤其是临床医学教育中相关的应用也备受各国关注。在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，借助跟踪器、感觉手套，可以很容易地了解人体内部各器官结构。操作者可以通过视觉、听觉、嗅觉、触觉和加速度等多种感觉通道感知计算机模拟的虚拟世界，也利用计算机输入设备或者外围设备，通过语言、手势进入虚拟环境，在虚拟环境中进行实时交互，并且能够感知和操作虚拟环境中的各种对象.进而获得身临其境的感受和体验。国外已经有腔内镜、腹腔镜、关节手术模拟器等相关产品，但是昂贵的价格限制了其应用。然而，正因如此，也给了虚拟现实技术在国内更大的发展和普及的空间。
虚拟医学系统与其他教学方法和系统相比有其独有的特性。计算机辅助的模拟技术可将医学教学中复杂的实验及操作数字化, 通过直观的表达学生易于学习和掌握, 在传统教学方法和模式的基础上, 提供多样性的主动学习的环境, 具有较强的人机对话功能, 容易建立起双向交互式人机界面, 使学生从被动学习到主动积极灵活的学习, 提高教学水平和教学质量。
3. 胸腔穿刺虚拟教学训练系统开发经过
胸腔穿刺是临床医学教学中一项重要的教学内容，也是学生必须掌握的一项基本实践技能。长期以来，临床教师多采用模具进行教学。即使是数万元的模具，穿刺时手感不真实仍然是不可回避的，尤其是模具易损耗，限制了实际的使用。为了能够弥补上述模具显现的不足，促进临床教学的发展，自2012年初开始，上海交通大学六院临床医学院与敏行医学公司合作，共同研发了“胸腔穿刺虚拟教学训练系统”。相似的产品在国内外文献中尚未见具体报道。因此，此产品在国际、国内医学模拟教学领域中处于领先地位，设备的研制和使用受到了国内外同行的高度关注。
4. 胸腔穿刺虚拟教学训练系统功能简介
该系统可以让学生根据不同病例及病史描述，做出临床判断，进行预处理后进入穿刺操作，完成操作后，继续完成一定数量的选择题。
进入练习界面后，学生首先会看到一份病例简介，学生要判断该患者是否可以进行胸腔穿刺。例如，病史提示有凝血功能障碍时，学生必须先点击“禁忌症处理”，才能进入下一环节。在演示和训练模式下，系统具有器械选择判断及提示功能。穿刺定位步骤具有明显的体表标志，并具有三维剖面图辅助功能，加深学生印象。穿刺部位需要消毒三次，系统具有操作自动判断及纠错功能，如果消毒范围过小、或有留白，必须重新进行消毒。模拟麻醉全过程，多角度进针，注射皮丘，垂直进针逐层麻醉。穿刺到不同部位和组织，对应具有不同的阻力和突破感。可进行多次抽液操作，抽液量可控制。系统自动判断引流导管的闭合状态，并给与提示。局部麻醉和穿刺过程中的进针突破感完成模拟真实感觉，而且教师可以根据病例胸膜厚度的特点，设定阻力大小的变化。抽吸积液可模拟送检，进行实验室化验。系统还根据学生实际操作情况，模拟了各种病理情况，如出血、气胸、肺损伤等。
该训练系统的主要优点有：(1)提供真实的“沉浸感”训练微环境，可反复、无风险训练。(2)交互式力反馈系统，可提供到每一个解剖层次的精准操作感觉。(3)虚拟技术呈现多样式病人，满足不同训练要求，同时体现人文关怀、避免操作风险。(4)使用虚拟技术，穿刺过程中不使用耗材，可以反复不限次数的练习。(5)打破教学时间、空间的限制，激发学生学习的兴趣。
5. 胸腔穿刺虚拟教学训练系统教学使用情况
该系统目前用于上海交通大学医学院部分本科生的实践技能培训与考试。主要分为：四年级学生临床见习中初步介绍胸穿技术;五年级学生临床实习中重点训练胸腔穿刺操作及用于出科考试;长学制学生临床轮转中培训和考试前培训。
作品名称：胸腔穿刺虚拟教学训练系统
完成单位：上海交通大学六院临床医学院、苏州敏行医学信息技术有限公司
