CN115359920A - 一种护理学临床仿真教学平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种护理学临床仿真教学平台，包括数据库、操作对比系统和实时数据系统，并借助数学统计方法实现对病征严重性、医疗器械和药品的治疗能力的数字化表示，从而实现快速准确的反馈仿真操作效果的目的。该临床仿真教学平台不仅可供使用者进行学习、练习或者考试之用，更可以利用现代化信息技术，实时或延迟传输患者的体征数据、医疗现场的音视频信息供使用者参考使用，可以同步或延迟一定时间进行护理实操，体验真实的护理氛围，为医学专业学员走向实际工作岗位打下基础，提升医疗教学水平。因此本发明公开的护理学临床仿真教学平台具有显著的使用价值和广阔的市场空间。

Description

一种护理学临床仿真教学平台

技术领域

本发明涉及一种医学仿真平台，尤其是涉及一种护理学临床仿真教学平台，用于护理学专业学生的学习、实习。

背景技术

医学作为一门特殊的学科，更需要相关人才具有专业的知识、熟练的技能以及丰富的经验，以应对临床中可能出现的各种问题，保障人民的健康和生命安全。因此如何培养更专业的医学人才，是我们当前医学领域、尤其是医学教育领域所面临的一大问题。

医学教育涉及的理论知识多，内容抽象难以理解、模型示教范围有限且与临床实际差距较大，因而需要更多的临床实际操作锻炼。但受限于实际情况，模拟实训成本高，操作的不可逆性更是可能给病人带来巨大的身心伤害，因此现场实操对于病人、学生、学校和医院均具有极高的风险。正是由于以上两方面的矛盾，当前医学专业学生的实操机会少，理论知识与操作技能的综合运用能力有待提高，为医学人才的培养带来巨大的不利。

随着信息化技术的发展和日益普及，传统的产业与信息化技术融合所带来的飞跃式提升已经被我们所熟知。因此，将医学和信息技术进行融合，尤其是将医学教育与信息技术深度融合，培养具有丰富临床经验的医务工作者，是全社会的普遍期待和需求。

近年来，推动医学教育与信息技术的融合发展，利用信息技术提高医学教育水平这一目标已被逐渐提上日程。

我国相关部门近年来多次发出相关通知和意见，对加强医学教育和信息技术的融合做出要求和指示。例如《关于加快医学教育创新发展的指导意见》《关于加强医教协同实施卓越医生教育培养计划2.0的意见》等文件都指出，要加快推进现代信息技术与医学教育的深度融合。

护理学，是医学科学中的一门独立学科，包含了自然科学如生物学、物理学、化学、解剖学、生理学等知识；同时也是一门技能极强的学科，对相关人员的实践，动手能力也有较高要求。护理学专业人员，往往从事医院内的临床操作、病人护理，如新生儿和产妇的护理、老年人的保健和疾病预防等工作。其面对的情况复杂，病患配合度较低，故而对于相关人员的理论知识以及实践操作的要求更高。

因此，基于上述医学教育发展和临床护理需求、以及护理学的特殊性，研究开发相应的系统和平台，提升护理学专业的学生实际操作能力，是很有必要的且具有重要意义。

目前世界主要经济体在医疗护理与信息技术结合方面，都已做出了卓有成效的探索。

中国专利申请201010558144.0公开了一种临床护理的训练、考核系统及其训练、考核方法。该专利申请作为较早的相关技术，披露了可以为学员提供音视频、图片和文字的护理学教学系统，可以供学员练习和考试之用。

中国专利201910110289.5公开了一种基于虚拟现实的手术培训与考核方法，包括数据库模块和执行模块，在数据库模块中存储相应的数据、场景等信息，可供使用人员通过执行模块执行诸如培训与考核、医疗器械和药物选择、手术治疗方案选择等，从而实现完成手术培训与考核、验证和模拟治疗方案等目的。

中国专利201310466833.2公开了一种3D护理情境模拟数字学习系统，包括虚拟实境场景数据库、物件数据库、护理事件数据库及显示事件任务对应的场景背景地图与物件的互动界面平台。通过互动界面平台呈现各类医护任务相关信息，将学理与临床专业相结合，从而提升护理成效，提升医疗照顾品质。

目前相关的仿真平台，主要是利用数据库中既定的资料，由使用人员根据理论知识进行选择操作，并对选择结果进行固定模式的评价。这种平台虽然不会带来对患者不可逆的影响，安全无负担。但仍然存在无法模拟出真实的医疗护理场景、不能提供临床护理的氛围感和压力感等问题，所以使用人员一旦脱离教学环境走入真正的医疗环境，难免会有不适应、忙中出错的情况发生。

发明内容

鉴于以上现有的医学仿真平台所存在的问题，本发明提供一种护理学临床仿真教学平台，可以为使用人员提供模拟真实的护理实操环境的机会，帮助使用人员适应医学护理中的各种突发状况以及紧迫、压力感。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种护理学临床仿真教学平台，包括数据库、操作对比系统和实时数据系统。

下面对上述三个系统进行详细说明：

（1）数据库包括场景库、护理方案库、器械及药品库、体征数据库：

场景库包括护理学基础场景及常见进行护理操作的场景以及对应的虚拟病患。例如，运用3DMAX构建的护士站、治疗室、病房、手术室等场景，以及配套的洗手消毒区、无菌手术衣穿脱区等；也包括如车祸现场护理场景、晕厥现场护理场景、溺水现场护理场景、老年人病床护理场景等，另外，各场景对应的病患预存有相应的身体健康问题及病情简述，如车祸现场护理的病患，有体外伤、颅内伤、内脏出血、骨折等健康问题，同时伴有心脏疾病。

护理方案库、器械及药品库包括各护理场景中对应的、常见的各类护理方案以及对应常备的各种检测、护理设备、器械、药品，包括方案的操作要领、处理步骤和方式，护理设备和药品的使用要求、用量、效果、副作用信息等，可以供平台使用人员选择与使用。

体征数据库包含虚拟病患的主要体征参数，包括但不限于身高、体重、年龄、性别、心率、心电图、血压、呼吸、体温、血氧饱和度、有创血流动力学等监测数据。体征数据库还包含有不同年龄、性别、健康状况等人群的典型体征数据，该数据为基准数据。

数据库是本发明公开的护理学临床仿真教学平台的基础，其中的各项资源可供其他系统选择、调用，并对各项操作进行响应，如改变虚拟病患的体征数据等。

（2）操作对比系统包括选择及操作模块、评价模块、显示系统：

选择及操作模块与数据库直接相连从而读取其中的场景、虚拟病患信息和体征数据、护理方案、器械及药品等，并通过显示系统呈现出相应的场景和设备的3D画面、各项体征信息等。

更具体的，使用人员通过显示系统的可视界面进行场景的选择，选择及操作模块读取场景库中的相关信息并通过显示系统显示场景、虚拟病患的3D画面；选择及操作模块同时会读取护理方案库、器械及药品库、体征数据库中已存储的该所选择场景通常所需的护理方案、所需器械和药品，并同样在显示系统中显示。使用人员选择各类护理方案、操作各类设器械、使用各种药品对虚拟病患进行虚拟护理操作。

操作过程中及结束后，评价模块会根据记录到的使用人员操作信息与数据库中各个子库所存储的标准信息进行对比，评价使用人员实操的正确性、规范性，给出相应的分数。

需要说明的，本发明所属的教学平台可以注册多个账号，对不同账号配置相应的权限。例如学员使用该系统，其分数会保留在系统中，系统管理员（如任课教师等）可以进行分数的统计、分析等常用操作。

需要指出的是，使用人员利用上述数据库和操作对比系统，即可执行系统预设的不同场景下的不同护理操作的虚拟练习。如需对当前真实发生的临床医疗护理事件进行教学和仿真操作，需调用下述的实时数据系统，具体说明如下。

（3）实时数据系统包括临床数据记录系统、临床数据传输系统、仿真数据反馈系统：

临床数据记录系统用于记录医护人员在临床护理病患过程中的各项操作、动作、语言交流内容以及患者体征数据等。

临床数据传输系统，用于将上述临床数据记录系统记录的内容和数据传输到显示系统中。

通过以上两个子系统，实际的临床病患护理过程中的各种操作、用药情况、患者体征数据等可以按需传输到本发明实时仿真平台使用者的显示系统中。使用者不需要在现场实际操作，即可通过本发明的实时仿真平台，执行相应的护理操作，体验真实的护理过程及氛围，而不会对病患造成任何真实的、不可逆的影响。

仿真数据反馈系统记录使用者选择和执行的操作，并读取数据库中存储的各项操作、护理方案，根据仿真数据反馈系统中预先设置好的器械、药品的相关效果数据（反馈数据），将该数据响应到病患当前的身体指标数据（病征数据）中，得到护理操作的结果反馈，并返回在显示系统中呈现。

由此，实时数据系统构成一个闭环，即获取病患等相关数据、传输至仿真教学平台的显示系统中，使用人员进行仿真操作，通过仿真数据反馈系统读取反馈数据和病征数据进行运算（简单的求和运算即可表明护理的效果）并反馈至使用人员。继而重复该循环仿真真实的护理环境。

另外，实时数据系统获取临床医疗护理事件的数据传输至显示系统中时，仿真教学平台使用人员可以选择通过以下任一种方式进行：

方式一：实时将临床医疗护理事件的数据全部传输至显示系统中；

方式二：延迟所选时间，将临床医疗护理事件的数据全部传输至显示系统中，一般可以延迟1-10min；

方式三：仅将初始获取的临床医疗护理事件的数据传输至显示系统中，主要是指传输在真实护理事件中，开始对患者进行护理治疗时患者的基础信息以及体征数据。

通过实时数据系统，并选择上述三种方式之一，仿真教学平台的使用人员可以与医护人员同步执行护理操作（方式一）或者略有延迟的进行护理操作（方式二），其中方式二可以给予使用人员充足的思考时间及操作执行时间，尤其是对于尚不熟练的学员更为有用；使用人员也可利用病患的真实临床数据结合自己的经验独立执行护理操作（方式三），并最终依靠平台存储的数据进行对比、反馈。通过本发明的仿真教学平台，学员可以体验真实的护理事件及其氛围感和临床治疗中争分夺秒的压力，同时利用系统中现有数据对自己执行的护理方案的可行性作出基本判断。

需要说明的是，方式二中延迟传输的相关技术属于目前音视频传输技术中的成熟技术，例如在大型晚会、体育运动的现场直播直播中所广泛采用的延时技术。本领域技术人员对如何实施方式二的技术，不存在疑惑或者不清楚。

进一步地，仿真数据反馈系统中预置所述器械和所述药品的反馈数据，即预先设置好针对临床护理中常见病征的对症治疗器械或者治疗药物的效果数据，该数据经过归一化处理，更科学更且可以更直观的反映出该器械或者该药物的病征的治疗效果。同样的，对于某病征对病患健康的影响程度，通过归一化处理得到的称之为病征数据，反应的是该病征对人体的伤害程度或者致命程度。其中，反馈数据为负值，病征数据为正值，通过两者简单加和即可表示出某一治疗器械或者药物对该病征的治疗效果。

进一步地，反馈数据是器械或药品的效果数据，反馈数据获取方法如下：以针对某一病征（如出血）的通常治疗器械（如止血带）的效果值eff为基准且定为100，并由此确定出其他针对该病征的治疗器械（如止血钳）的效果值，效果值应不小于1。上述eff值可以通过相应领域的医疗专家团队根据临床经验确定，之后按照下式进行归一化处理得到反馈数据，

其中，eff值为器械的效果，eff_max为针对所述该病征的治疗器械或药品的最大效果值。

同样的，对于某病征对症的药品的反馈数据，与上述方法相同，不再赘述。

发明人通过分析及数据统计，治疗器械和药品对病患的某种健康问题的效果，通常随着药品和器械的用量/质量增加，呈现出效果增减减缓的趋势，经数据统计和拟合，利用对数函数进行归一化处理可以对器械和药品的治疗效果有较为准确的评价。

进一步地，病征数据获取方法如下：以某一病征的通常对健康的影响程度dam值为基准且定为100，并由此确定出该病征对健康的最大影响程度值dam_max和最小影响程度值dam_min，其中所述dam_min不小于0。一般来说，当某病征和病患其他健康问题（如慢性病、其他创伤等）同时发生时，其对健康的影响会更大，甚至呈指数式的增长。具体地，按照下式进行处理得到所述病征数据：

其中，dam值为所述病征对健康的影响程度，k₁和k₂为经验系数，k₁=0.62，k₂=0.38。

上式是本发明人与数位临床专家经过统计、对比、模拟并拟合得到的一个病征归一化方程，既充分考虑了疾病病征对健康影响的急剧型增加情况、相互作用形成并发症情况等（以上两种情况较为常见，以上式中第一部分表示，即指数部分），又照顾到部分病征对人体伤害程度较为稳定平缓的情况（以上式中第二部分表示，即线性部分），结合数据统计结果得到经验系数，对两部分分别乘以相应的经验系数并求和，最终得到较为科学、完善、评价全面的病征数据归一化方程。

另外，需要说明的是，本发明的仿真教学平台，对于各项器械、药品对患者的效果及反馈作用，是利用经验归纳出的前述方程来衡量确定的，而实际医疗中由于患者体质、医护人员的水平、医疗器械和药品的使用环境等不同，对患者的效果也会不同，因此本发明的仿真教学平台中仿真数据反馈系统所反馈的数据仅供参考。

根据以上说明，本发明的仿真教学平台通过三个系统/模块密切配合，执行使用人的操作和选择，完成评价与反馈，既可以为使用人提供常规的虚拟操作，又可以为使用人提供真实的医护环境，感受实际医疗过程中的紧张与压力。

进一步地，所述显示系统包含显示设备与音频输出设备，通过视觉信息和听觉信息为使用人员提供信息。更进一步地可以包括虚拟现实眼镜，为使用人员提供更逼真的现场环境。

进一步地，所述临床数据记录系统包括摄像设备与音频输入设备。本发明的仿真平台，除了实时传输病患体征数据之外，通过摄像设备与音频输入设备，实时传输现场视频与音频信息，供使用者参考；通过配置虚拟现实输入设备，如利用三维扫描仪快速建模，实现病患和周边环境的三维数字化。

进一步地，数据库还包含试题库，包含护理学各类考试及常见试题、错题，可供使用人员直接选择进行练习和考试之用。使用人员通过显示系统的可视的界面可以选择试题练习或考试，此时选择及操作模块读取试题库中数据形成试题，供使用人员使用。评价模块同样具有自动记录、统计分数和分析等常用功能。

进一步地，实时数据系统中还包含有教师评价模块，即具有管理员权限（如教师）的账号使用本发明的仿真教学平台，教师评价模块可以自动读取该管理员权限下属的账号操作信息，对下属账号（即学员）在对临床医疗护理事件中所采取的护理方案及操作情况进行评价打分。相应分数等数据同样会被操作对比系统中的评价模块所记录、统计和分析。通过引入教师评价更科学，在教学过程中也可以更有针对性的提高学生实操能力。

本发明的有益效果：本发明公开的护理学临床仿真教学平台，融合当前医学仿真平台的优点，集成了各类基础数据库可供使用者进行学习、练习或者考试。更进一步地，本发明公开的实时教学仿真平台，加入实时数据系统，利用现代化信息技术，实时（或有一定延迟）传输患者的体征数据、医疗现场的音视频信息供使用者参考使用，可以同步进行护理操作，体验真实的护理氛围，为医学专业学员走向实际工作岗位打下基础，提升医疗教学水平。

附图说明

图1为本发明公开的一种护理学临床仿真教学平台的组成结构图。

图2为实施例1中显示系统所显示的执行手术操作的场景。

图3为实施例3中显示系统所显示的部分信息。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，通过以下具体实施方式对本发明进行解释和说明。

实施例1

一种护理学临床仿真教学平台，包括数据库、操作对比系统和实时数据系统。

其中，数据库包括场景库、护理方案库、器械及药品库、体征数据库，操作对比系统包括选择及操作模块、评价模块、显示系统，实时数据系统包括临床数据记录系统、临床数据传输系统、仿真数据反馈系统。

其中临床数据记录系统为位于临床护理现场的麦克风、房间4个顶角的摄像头；显示系统为24英寸液晶显示器和音响。

某医务工作者接到120指挥中心指令，前去接一名因车祸导致多发伤的伤员回院治疗。实习学员A进入护理学临床仿真教学平台，选择“车祸多发伤的院内护理”场景，选择及操作模块与场景库连接数据库读取相应场景及虚拟病患的3D模型，并读取车祸多发伤的常见护理方案、常用器械、药品等信息，同步显示在显示系统中。

医务工作者接伤员进入准备就绪的手术室，临床数据记录系统和临床数据传输系统启动，实习学员A的显示系统中同步显示出手术室的音视频画面及伤者的主要体征信息。

实习学员A选择临床数据传输系统实时传送手术室的音视频画面，通过护理学临床仿真教学平台，按照医务工作者所采取的治疗方案，独立模仿的为车祸多发伤患者实施虚拟手术。

术中和术后，仿真数据反馈系统与数据库中存储数据进行对比，评价实习学员A手术过程中各项操作的准确度及带来的效果，为实习学员A的本次实操进行打分评价，并记入其个人数据中。

实施例2

与实施例1不同之处在于，实习学员A选择仅在手术开始阶段传输初始的伤者临床数据及相关信息，之后自由选择治疗方案护理病患至结束。

护理学临床仿真教学平台的实时数据系统获取该因车祸导致的多发伤伤员的初始体征数据及现场医护人员临床判断的伤员某病征（如颅内伤）的dam数据（通常为现场医护人员依据临床经验确定），从而结合仿真数据反馈系统中已预存的伤员所具有病征的dam_max和dam_min，依据

计算出该伤员的该病征数据。

术中，仿真数据反馈系统记录实习学员A所作出的选择和执行的护理操作，并按照

确定其各项护理操作针对该病征的反馈数据值。通过求取

的值，来显示该病 征是否能够得到缓解、治愈，并将反馈结果并呈现在显示系统中。实习学员A根据显示系统 中的数据调整方案或继续完成治疗，反馈结果实时呈现患者最新情况，直至本次医疗过程 结束。

术后，实习学员A的指导教师通过自己的账号登录仿真教学平台观看执行手术操作的医务人员相关音视频及数据，并与实习学员A所进行的治疗过程进行对比，指出其中的不足与优点，并记录本次分数。

在此处需要明确以下两点。首先，任何疾病不适的治愈都是需要一个过程的，并不 是一蹴而就的。例如本实施例中，如

，即可以表明学员所进行的护理操作，对于该 病征的疗效是良好有效的。但也仅仅是表明有效，而不是立即生效（治愈该病征），例如可以 理解为，该护理手段是有效的，按照正常的护理要求（如持续的按摩、恢复性锻炼），可以康 复，但不是在护理过程中完成康复。

其次，本领域技术人员熟知的是，任何患者，通常是多种病征共同的表现。本实施例中仅针对颅内伤进行示例性说明，而患者实际上还可能具有其他健康问题，如骨折、软组织挫伤、皮外伤等等；并且，某一项护理操作也许对多种病征同时具有效果，则需对每一病征进行统计、计算得到反馈数据。

实施例3

一种护理学临床仿真教学平台，包括数据库、操作对比系统和实时数据系统。

其中，数据库包括场景库、护理方案库、器械及药品库、体征数据库和试题库，操作对比系统包括选择及操作模块、评价模块、显示系统，实时数据系统包括临床数据记录系统、临床数据传输系统、仿真数据反馈系统。

其中临床数据记录系统为位于临床护理现场的麦克风、抢救病床四个角及正上方共5个摄像头以及一套虚拟现实输入设备；显示系统为2台24英寸液晶显示器、音响及一台虚拟现实眼镜。

某医学教师C需要在抢救室对一名滑倒跌伤至昏迷的老人进行抢救及相应的护理，利用抢救室安装的临床数据记录系统记录抢救护理操作实况，并要求其新学员B通过护理学临床仿真教学平台仿照练习。

新学员B进入护理学临床仿真教学平台，选择“晕厥抢救和护理”场景，选择及操作模块与数据库连接读取相应场景及虚拟病患的3D模型、医疗器械和药品数据。新学员B选择延迟10min传输临床实况及虚拟现实视频数据，按照教师C的护理方案，独立操作模仿练习。

术后，教师C通过自己的账号登录仿真教学平台观看新学员B的护理操作情况，指出其中的不足与优点，并记录本次分数。

实施例4

新学员B继完成实施例3中操作之后，又通过护理学临床仿真教学平台完成多项实时护理操作的练习，已具备考核条件。

实习学员B进入护理学临床仿真教学平台，选择“考试”场景，选择及操作模块与试题库连接读取考试题，实习学员B进入考试界面，在护理学临床仿真教学平台执行各项护理操作。

考试结束后，评价模块与数据库中数据对比，平台最终给出实习学员B的分数并做好统计分析。

Claims (10)

1.一种护理学临床仿真教学平台，包括数据库和操作对比系统，所述数据库包括场景库、护理方案库、器械及药品库、体征数据库，所述操作对比系统包括选择及操作模块、评价模块、显示系统，其特征在于，所述护理学临床仿真教学平台还包括实时数据系统，所述实时数据系统获取临床医疗护理事件的数据，并通过以下任选之一的方式，将所述临床医疗护理事件的数据传输至所述显示系统中：

方式一，实时将所述临床医疗护理事件的数据全部传输至所述显示系统中；

方式二，延迟所选时间，将所述临床医疗护理事件的数据全部传输至所述显示系统中；

方式三，仅将初始获取的所述临床医疗护理事件的数据传输至所述显示系统中；

其中，所述临床医疗护理事件的数据包括医护人员在护理病患过程中的操作、语言，患者的体征数据。

2.根据权利要求1所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述实时数据系统包括临床数据记录系统、临床数据传输系统、仿真数据反馈系统。

3.根据权利要求2所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述实时数据系统还包括教师评价模块。

4.根据权利要求2所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述仿真数据反馈系统中预置器械和药品的反馈数据，并预置所述临床医疗护理事件中主要病征的病征数据；所述反馈数据为负值，所述病征数据为正值。

5.根据权利要求4所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述反馈数据是所述器械或所述药品的效果数据，所述反馈数据获取方法包括，以针对某一病征的通常治疗器械或药品的效果值eff为基准且定为100，并由此确定出其他针对该病征的治疗器械或药品的效果值，所述效果值eff不小于1，所述效果值按照下式进行处理得到所述反馈数据，

其中，eff值为所述治疗器械或药品对所述病征的效果值，eff_max为eff值中的最大效果值，eff值按照器械和药品分开统计。

6.根据权利要求4所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述病征数据获取方法包括，以某一病征的通常对健康的影响程度dam值为基准且定为100，并由此确定出该病征对健康的最大影响程度值dam_max和最小影响程度值dam_min，其中所述dam_min不小于0，按照下式进行处理得到所述病征数据，

其中，dam值为所述病征对健康的影响程度，k₁和k₂为经验系数，k₁=0.62，k₂=0.38。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述所选时间，为1min-10min。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述显示系统包含显示设备与音频输出设备、虚拟现实眼镜。

9.根据权利要求2-6任一项所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述临床数据记录系统包括摄像设备与音频输入设备、虚拟现实输入设备。

10.根据权利要求1所述的一种护理学临床仿真教学平台，其特征在于，所述数据库还包括试题库。

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