способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии с использованием виртуального компьютерного тренажера

Формула изобретения

Способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии, отличающийся тем, что способ реализуется с использованием виртуального компьютерного тренажера, при этом, обучаемый, взаимодействуя со специализированными периферийными устройствами для имитации действий инструментами, передает управляющие сигналы в комплекс специализированного программного обеспечения для управления компьютерной операционной сценой; в составе этого комплекса блок моделирования объектов компьютерной операционной сцены на основании математических моделей создает компьютерную операционную сцену, состояние которой изменяется в результате действий обучаемого; информация о событиях, произошедших с компьютерной операционной сценой, передается в блок регистрации событий в ходе симуляции операции, который осуществляет регистрацию действий обучаемого и/или изменений состояния операционной сцены с необходимыми наборами параметров; из блока регистрации событий в ходе симуляции операции информация передается в блок оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий, который обрабатывает зарегистрированные события, применяя к ним формализованные критерии значимости и правильности выполненных действий; из блока оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий совокупность оценок действий обучаемого по завершении моделирования операции передается в блок итоговой оценки действий для получения итогового набора оценок правильности действий обучаемого в течение всей операции и выставления окончательной общей оценки выполнения операции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к способам обучения студентов, врачей хирургическим манипуляциям с использованием виртуальных компьютерных тренажеров.

Известен способ обучения практическим навыкам на основе использования тренажеров, позволяющих отрабатывать практические навыки проведения паранефральных новокаиновых блокад, наложения различных видов хирургических швов [1].

Известен способ обучения выполнению важнейших сестринских и врачебных манипуляций на основе тренажеров, повышающих чувственное восприятие проводимого метода исследования и отрабатывающих точность техники исполнения манипуляций [2]. Тренажеры позволяют усвоить манипуляции внутривенного, внутримышечного введения медикаментов, закрытый массаж сердца, искусственное дыхание, переливание крови, спинномозговую, плевральную пункции и др. Освоение манипуляций проводится во время самоподготовки обучаемых под контролем преподавателя.

Недостатком способов является то, что они предусматривают техническое освоение конкретных манипуляций и не носят системный характер, позволяющий осуществить единый целостный подход в подготовке и оценке правильности действий обучаемых. При этом оценка, выставляемая преподавателем, не может носить объективный характер, а строится только на внешних признаках последовательности выполнения того или иного действия.

Известен также способ профессиональной подготовки обучаемых, включающий овладение практическими навыками выполнения лечебно-диагностических процедур и систему контроля знаний, отличающийся тем, что овладение практическими навыками осуществляют в игровой форме поэтапно, при этом на первом этапе формируют тактильную память в объеме навыков первой медицинской помощи, сестринских и фельдшерских умений за счет освоения алгоритма действия каждой манипуляции на основе использования учебных тренажеров и муляжей, по окончании первого этапа преподаватель выставляет оценку, на втором этапе отрабатывают умение общения с пациентами и самостоятельное клиническое мышление путем решения ситуационных задач в условиях, максимально приближенных к реальным, с использованием подготовленных пациентов-актеров, при этом контроль знаний обучаемого на этом этапе осуществляют с использованием системы объективного контроля процесса усвоения в режиме реального времени с использованием видеозвукозаписи, с последующим индивидуальным общением с преподавателем, второй этап проходит под одновременным контролем пациента-актера, эксперта и преподавателя, которые после завершения этого этапа оценивают качество знаний студента, и на основании выставленных на всех этапах оценок выставляют итоговый рейтинговый балл [3].

Недостатками данного способа остается субъективизм преподавателей и его помощников при выставлении итоговой оценки обучаемому, невозможность применить подобную оценку действий при выполнении сложных оперативных вмешательств, в частности эндоваскулярных операций. Данный способ взят нами за прототип.

Целью изобретения является повышение эффективности профессиональной подготовки обучаемых эндоскопической сосудистой хирургии за счет оптимизации контроля усвоения знаний, объективизации и повышения точности оценки действий обучаемых.

Эта цель достигается тем, что способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии реализуется с использованием виртуального компьютерного тренажера, при этом, обучаемый, взаимодействуя со специализированными периферийными устройствами для имитации действий инструментами, передает управляющие сигналы в комплекс специализированного программного обеспечения для управления компьютерной операционной сценой; в составе этого комплекса блок моделирования объектов компьютерной операционной сцены на основании математических моделей создает компьютерную операционную сцену, состояние которой изменяется в результате действий обучаемого; информация о событиях, произошедших с компьютерной операционной сценой, передается в блок регистрации событий в ходе симуляции операции, который осуществляет регистрацию действий обучаемого и/или изменений состояния операционной сцены с необходимыми наборами параметров; из блока регистрации событий в ходе симуляции операции информация передается в блок оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий, который обрабатывает зарегистрированные события, применяя к ним формализованные критерии значимости и правильности выполненных действий; из блока оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий совокупность оценок действий обучаемого по завершении моделирования операции передается в блок итоговой оценки действий для получения итогового набора оценок правильности действий обучаемого в течение всей операции и выставления окончательной общей оценки выполнения операции.

Сравнение предлагаемого способа с другими, известными в области медицины, показало его соответствие критериям изобретения.

Способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии с использованием виртуального компьютерного тренажера поясняется графическим материалом.

На фиг.1 изображены звенья и процессы реализуемого способа: обучаемый (1); действия, имитирующие трансфеморальную аортографию (2); специализированные периферийные устройства для имитации действий инструментами (3); комплекс специализированного программного обеспечения для управления компьютерной операционной сценой, включающий блок моделирования объектов компьютерной операционной сцены (4), блок регистрации событий в ходе симуляции операции (5), блок оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий (6), блок итоговой оценки действий (7); оценка выполнения операции (8).

Способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии с использованием виртуального компьютерного тренажера реализуется следующим образом.

В процессе работы обучаемый (1) через специализированные периферийные устройства для имитации действий инструментами (3) выполняет действия, имитирующие трансфеморальную аортографию (2). Взаимодействуя со специализированными периферийными устройствами для имитации действий инструментами (3), обучаемый (1) передает управляющие сигналы в комплекс специализированного программного обеспечения для управления компьютерной операционной сценой, включающий блок моделирования объектов компьютерной операционной сцены (4), блок регистрации событий в ходе симуляции операции (5), блок оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий (6), блок итоговой оценки действий (7).

Блок моделирования объектов компьютерной операционной сцены (4) использует следующие математические модели: компьютерные визуальные трехмерные модели органов и тканей человека; компьютерные модели физических свойств кровеносных сосудов, эндоваскулярных инструментов, взаимодействия инструментов между собой и со стенками сосудов; компьютерные модели построения рентгеновского изображения; компьютерные модели ввода и распространения рентгеноконтрастного вещества. На основании данных моделей создается компьютерная операционная сцена, состояние которой изменяется в результате действий обучаемого (1).

Информация о событиях, произошедших с компьютерной операционной сценой, передается в блок регистрации событий в ходе симуляции операции (5), который осуществляет регистрацию действий пользователя и/или изменений состояния операционной сцены с необходимыми наборами параметров. Параметры действий и/или изменений являются контекстно-зависимыми, то есть для различных типов событий регистрируются различные наборы параметров.

Затем события из блока регистрации событий в ходе симуляции операции (5) передаются в блок оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий (6), который обрабатывает зарегистрированные события, применяя к ним формализованные критерии значимости и правильности выполненных действий при трансфеморальной аортографии. При этом могут учитываться ранее зарегистрированные события и текущее состояние операционной сцены, что обеспечивает зависимость оценки результатов текущего действия от контекста в процессе сеанса обучения. Если действие обучаемого (1) является значимым, действие, его результаты и их оценки сохраняются для дальнейшего использования.

Цикл обработки действий обучаемого (1) продолжается до момента выполнения условия завершения моделируемой операции или до момента прекращения сеанса обучения по инициативе пользователя. Накопленная в блоке оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий (6) совокупность оценок действий обучаемого (1) по завершении моделирования операции передается в блок итоговой оценки действий (7) для получения итогового набора оценок правильности действий обучаемого в течение всей операции и выставления окончательной общей оценки выполнения операции (8).

Предлагаемый способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии с использованием виртуального компьютерного тренажера позволяет активизировать процесс обучения, повысить уровень владения практическими навыками выполнения хирургических вмешательств, позволяет осуществить объективный контроль за качеством усвоения практических умений.

Данный способ может быть реализован в виртуальных хирургических компьютерных тренажерах, используемых для обучения студентов и врачей.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Пышкин С.А., Пох-Дробанцев В.В. Муляжи для обучения студентов некоторым практическим навыкам. // Клиническая хирургия. 1989. № 11.С.44-45.

2. Дорофеева Г.Д., Такташов С.И., Дорофеева Э.А., Забиров В.Х. Опыт создания и использования классов специализированных медицинских тренажеров при обучении педиатрии. // Педиатрия. 1990. № 2. С.71-73.

3. Патент РФ на изобретение № 2331930 от 20.08.2008 G09B 23/28.