家兔動脈血壓調(diào)節(jié)虛擬仿真實驗的設(shè)計與應(yīng)用探討

摘 要：探討家兔動脈血壓的調(diào)節(jié)實驗項目的虛擬仿真設(shè)計思路，在教學(xué)應(yīng)用過程的反思與體會，進(jìn)而對虛擬仿真實驗項目的設(shè)計提出修改建議，以待進(jìn)一步提高機能學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：實驗設(shè)計 機能學(xué)實驗 虛擬仿真

中圖分類號：G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-9082（2019）10-0104-01

機能實驗學(xué)是由三門機能相關(guān)學(xué)科實驗部分，有機融合形成的一門醫(yī)學(xué)實踐課程體系[1]，家兔動脈血壓的調(diào)節(jié)是機能學(xué)實驗經(jīng)常開始的實驗項目之一，該實驗常規(guī)以家兔作為實驗對象，由醫(yī)學(xué)生按次序進(jìn)行手術(shù)操作，包括：家兔捉拿、稱重、麻醉、捆扎固定、備皮、切開頸部皮膚筋膜暴露氣管、氣管插管、游離神經(jīng)、動脈插管，連接換能器與機能實驗系統(tǒng)。后續(xù)加藥觀察不同神經(jīng)體液因素對家兔動脈血壓的影響，電刺激減壓神經(jīng)觀察減壓反射對心血管活動的調(diào)節(jié)等;實驗過程操作復(fù)雜，極易失敗，非常適合開展虛擬仿真實驗輔助教學(xué)[2]。

一、虛擬仿真實驗設(shè)計思路

在動脈血壓調(diào)節(jié)實驗中，學(xué)生操作易失誤及危險性比較大的步驟是虛擬仿真或三維重現(xiàn)的切入點。

1.家兔的捉拿

實驗用家兔一般比較溫順，常規(guī)捉拿是一只手抓住家兔頸背部皮膚輕輕提起，另一只手同時托起臀部。但是有些家兔性格可能比較暴躁，出現(xiàn)四肢亂抓、扭動和晃頭等不配合動作，導(dǎo)致同學(xué)被抓傷或蹬扯傷。因此可在此項實地操作前，讓學(xué)生觀看虛擬仿真的家兔捉拿動畫或播放微視頻介紹捉拿要領(lǐng)和注意事項。從而降低學(xué)生動物捉拿的受傷概率。

2.家兔麻醉

抽取計算后麻藥量后，找到家兔耳緣靜脈，拔毛，用手指輕彈使靜脈擴張，以便穿刺;用一手食指和中指夾住靜脈近心端，拇指和無名指夾住靜脈遠(yuǎn)心端，另一只手持注射器以遠(yuǎn)心端開始，準(zhǔn)備穿刺進(jìn)針。進(jìn)針部位、角度、速度，進(jìn)針前排空空氣，進(jìn)針后先回抽等等，注意事項繁多。注射麻藥過程中先快后慢，同時主要麻醉效果的觀察等。上述操作帶教老師再三強調(diào)和示教后，仍有一至兩組/室出現(xiàn)家兔麻醉操作不成功。上述步驟操作都非常適合做虛擬仿真的三維重建或微視頻的錄制，并采取局部區(qū)域放大鏡放大操作;更有利于學(xué)生深入觀察，并強化學(xué)習(xí)加深印象。

3.頸部備皮

頸部備皮操作不是太復(fù)雜，應(yīng)用虛擬仿真操作的目的是可以重復(fù)觀看示范的備皮步驟，并著重強調(diào)剪下的毛應(yīng)及時放入污物缸，防止兔毛漂浮在空氣中。

4.暴露氣管和氣管插管

家兔頸部手術(shù)是一項復(fù)雜的 操作，從皮膚切開到暴露氣管，學(xué)生雖然手忙腳亂但是基本不會出現(xiàn)大的差錯，關(guān)鍵點在暴露氣管和插管。虛擬仿真重建的關(guān)鍵步驟就是氣管的游離，包括止血鉗的鈍性分離，游離的氣管長度5cm，穿線備用，氣管下插入一止血鉗起支撐固定的目的。切開氣管的位置、切口，氣管插管插入的方向及深度，絲線固定等均需要虛擬仿真重現(xiàn)設(shè)計或微視頻制作，同時在三維重建或視頻錄制時要注意局部關(guān)鍵操作點的局部放大處理。

5.減壓神經(jīng)、迷走神經(jīng)、頸總動脈分離與動脈插管

家兔氣管插管完成后，在氣管兩側(cè)的上方尋找頸動脈鞘。頸動脈鞘內(nèi)包裹的結(jié)構(gòu)依次為頸總動脈、減壓神經(jīng)（最細(xì)）、迷走神經(jīng)（最細(xì)）、頸交感神經(jīng)，尤其適合做虛擬仿真重建，并局部放大強調(diào)。頸總動脈游離4cm左右，穿線，近心端動脈夾夾閉，遠(yuǎn)心端絲線結(jié)扎;接下來用眼科剪在動脈近心端作一斜切口（剪短約1/3），插入動脈插管并結(jié)扎固定。上述微細(xì)操作均是虛擬仿真三維重建的關(guān)鍵點。

二、應(yīng)用探討

在傳統(tǒng)的家兔動脈血壓調(diào)節(jié)實驗項目實施過程中，學(xué)生實驗的成功率約在67%～78%之間，實驗失敗率大約每實驗室1～2組。各項操作的準(zhǔn)確程度參差不齊，遇到操作難題時僅靠回憶之前的教師示教或?qū)嶒炛笇?dǎo)上的文字描述幫助有限。本實驗項目虛擬仿真實驗的輔助教學(xué)有效的彌補了上述缺陷。學(xué)生在開始實驗前，預(yù)先觀看虛擬仿真實驗和觀看實驗操作微課程，了解了每一步實驗操作的流程和注意事項;對操作要點和難點提前有了預(yù)判和再學(xué)習(xí)，有效增強了學(xué)生的動手能力，實驗成功率明顯提高。

在家兔動脈血壓的調(diào)節(jié)實驗項目實施過程中，首先開展虛擬仿真實驗，讓學(xué)生對整個實驗的實施過程、操作重難點有了更清晰的認(rèn)識;再實施動物實驗，實驗過程中出現(xiàn)技術(shù)難題可以向帶教老師請教，也可以自主的再次觀看虛擬仿真實驗加以學(xué)習(xí)。同時實驗步驟的虛擬仿真三維重建和錄制的真實實驗操作視頻可以有機結(jié)合，雙重呈現(xiàn)。避免虛擬實驗的過于重虛而現(xiàn)實不足的弊端。

在機能學(xué)虛擬仿真實驗的構(gòu)建和實施過程中，一線教師和專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)人員的共同協(xié)作特別重要，由一線教師的虛擬實驗設(shè)計思路，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員負(fù)責(zé)具體實施。最終打造虛實結(jié)合，線上與線下有效互動的機能學(xué)實驗教學(xué)的新模式，更好的激發(fā)學(xué)生參與動物的激情，有效的提高機能學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]丁潔，夏天嬌，徐力致. 醫(yī)學(xué)機能學(xué)實驗教學(xué)改革中的問題及對策[J]. 醫(yī)學(xué)理論與實踐，2017，30（3）：462-463.

[2]陳明亮，葛振英，白慧玲，等. 基于醫(yī)學(xué)虛擬仿真平臺的翻轉(zhuǎn)課堂在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的應(yīng)用[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育， 2016， （7）：95-96.

作者簡介：李超彥（1981.10-）男 副教授 碩士 河南商丘人 研究方向：生理學(xué)及機能學(xué)實驗教學(xué)工作