虛擬仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人軟件系統(tǒng)在口腔住院醫(yī)師OSCE 考核中的應(yīng)用

吳 麗 孫衛(wèi)斌 聶蓉蓉 楊 潔 潘雅慧 柳慧芬 吳文蕾 謝思靜

（南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院，南京市口腔醫(yī)院牙體牙髓病科，南京 210008）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality，VR)是20 世紀(jì)發(fā)展起來的一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)于一體的實(shí)用技術(shù)，通過各種交互設(shè)備與虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用，使操作者身臨其境，在視覺、聽覺和觸覺等感官上得到互動(dòng)和信息交流[1]。近幾年來，隨著社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)VR 技術(shù)的需求日益旺盛，醫(yī)學(xué)方面，VR 技術(shù)的應(yīng)用集中于虛擬手術(shù)、遠(yuǎn)程診療系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)教育等，而在口腔醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域，VR 技術(shù)目前主要集中在臨床仿真模擬教學(xué)方面，VR 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用逐漸改變著口腔醫(yī)學(xué)教育模式[2]。

客觀結(jié)構(gòu)化臨床考核(objective structured clinical examination，OSCE)是一種多站式臨床考試框架，目前是臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域能力考核中公認(rèn)較為全面的評(píng)價(jià)體系[3]。南京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院自主研發(fā)國(guó)內(nèi)首個(gè)OSCE 信息化考試平臺(tái)，應(yīng)用于南京地區(qū)口腔住院醫(yī)師的臨床技能結(jié)業(yè)考核。該考核分為4 個(gè)部分8 個(gè)站點(diǎn)，其中病史采集與臨床檢查站點(diǎn)主要考察學(xué)生能否規(guī)范接診，準(zhǔn)確地收集病史，正確規(guī)范地檢查，并提出可能的診斷、進(jìn)一步的檢查和治療計(jì)劃的能力。以往該站點(diǎn)完全采用真人標(biāo)準(zhǔn)化病人（standardized patients, SP）進(jìn)行考核，不僅要求SP 必須熟記所扮演疾病的理論知識(shí)，還要盡力模仿疾病的臨床表現(xiàn)特征，這對(duì)SP 的理解能力，記憶力及表演能力提出較高的要求[4]。根據(jù)以往考核經(jīng)驗(yàn)，我們無法通過SP 的模擬完全還原口腔疾病的臨床表現(xiàn)特征，SP 的個(gè)體差異、表演力存在不穩(wěn)定性，并且對(duì)SP 反復(fù)進(jìn)行侵入性的臨床檢查存在器械損傷、交叉感染甚至倫理等一系列問題，因此，虛擬仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人（virtual standardized patients, VSP）軟件系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，本院作為南京地區(qū)住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)技能結(jié)業(yè)考核考點(diǎn)，從2020 年開始在病史采集與臨床檢查站點(diǎn)應(yīng)用。本研究目的是探討在口腔住院醫(yī)師OSCE考核的應(yīng)用效果，為臨床技能考核提供理論依據(jù)。

1 研究資料和方法

1.1 VSP 的軟件程序設(shè)計(jì)

VSP 軟件設(shè)計(jì)基于人工智能技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化病案腳本（見圖1），計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：①虛擬場(chǎng)景模塊設(shè)計(jì) 逼真的就診場(chǎng)景能夠渲染考試氣氛，該站點(diǎn)考核需要模擬一個(gè)口腔臨床診室，以及可以調(diào)節(jié)燈光、椅位的綜合治療臺(tái)；②病案數(shù)據(jù)庫模塊設(shè)計(jì) 虛擬化病人應(yīng)以臨床實(shí)際病案為腳本基礎(chǔ)設(shè)計(jì)患者的年齡、性別、種族等基本信息，設(shè)計(jì)現(xiàn)病史、既往史和家族史等信息，系統(tǒng)利用語音識(shí)別技術(shù)，將語音轉(zhuǎn)化為文字信息，再經(jīng)過分詞器分割，與后臺(tái)問題庫中的各式問法、關(guān)鍵詞等信息進(jìn)行匹配，經(jīng)過智能匹配吻合度算法來辨別用戶的語義，系統(tǒng)根據(jù)后臺(tái)設(shè)定的問題進(jìn)行回答，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)問診互動(dòng)。其次是模擬疾病的局部臨床表現(xiàn)特征，例如智齒冠周炎可能會(huì)有患者面部紅腫的表現(xiàn)等。綜合治療臺(tái)上能夠提供常用的口腔臨床檢查器械并且具備相關(guān)的檢查功能，例如選擇口鏡進(jìn)行口內(nèi)檢查時(shí)，口鏡可以從不同角度呈現(xiàn)出相應(yīng)的圖像；選擇鑷子進(jìn)行牙齒松動(dòng)度檢查時(shí)，需要出現(xiàn)對(duì)應(yīng)牙位松動(dòng)度的數(shù)據(jù)提示。部分病例還需提供特殊檢查器械例如牙髓電活力測(cè)試儀以及輔助檢查結(jié)果例如X 線片、CBCT、血常規(guī)報(bào)告等。③數(shù)據(jù)整合 病案數(shù)據(jù)資料制作完成后，還需結(jié)合各種多媒體元素，如圖像、聲音、文字等，整合后的數(shù)據(jù)經(jīng)過反復(fù)不斷的系統(tǒng)測(cè)試，最終制作形成一個(gè)可互動(dòng)的完整實(shí)例[5]。本院目前已研發(fā)并應(yīng)用于考核的VSP案例涵蓋口腔內(nèi)科、口腔頜面外科、口腔修復(fù)、口腔正畸等多個(gè)專業(yè)，涉及常見的口腔疾病如智齒冠周炎、牙隱裂、齲病、牙髓炎、齦炎、牙周膿腫等。

圖1 VSP 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.2 VSP 軟件應(yīng)用于口腔住院醫(yī)師OSCE 考核

考生登錄OSCE 考試系統(tǒng)進(jìn)入病史采集與臨床檢查站點(diǎn)，由系統(tǒng)隨機(jī)分配考題?？忌蜷_虛擬軟件平臺(tái)進(jìn)入操作界面，首先進(jìn)行醫(yī)患溝通，通過語音對(duì)話完成病史資料采集，然后進(jìn)入VSP臨床檢查環(huán)節(jié)，考生根據(jù)提示自主選擇檢查器械進(jìn)行口腔檢查，一步一步收集疾病陽性體征。最后，考生根據(jù)主訴、病史資料、臨床檢查結(jié)果，對(duì)該疾病提出可能的診斷、進(jìn)一步的檢查和治療計(jì)劃?？脊俑鶕?jù)該考生的表現(xiàn)進(jìn)行線上評(píng)分，同時(shí)考試系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)記錄考生的整個(gè)操作過程以及考試用時(shí)等關(guān)鍵信息，以便統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 考核效果評(píng)估與反饋

本院從2020 年開始在病史采集與臨床檢查站點(diǎn)應(yīng)用VSP 軟件，選取2020～2022 年參加結(jié)業(yè)考核的住院醫(yī)師學(xué)員，以2019 年參加結(jié)業(yè)考核的住院醫(yī)師學(xué)員作為對(duì)照，將該站點(diǎn)均分及考試用時(shí)進(jìn)行比較，分析2020～2022 年度考核難度、區(qū)分度，并設(shè)計(jì)調(diào)查問卷發(fā)放給參加該站點(diǎn)考核的考官、考生，探討應(yīng)用VSP 的考核效果及考官、考生對(duì)該種考核形式的認(rèn)可度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS 25.0 軟件包對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差描述，難度及區(qū)分度分析采用難度系數(shù)P 及區(qū)分度D 表示，對(duì)問卷結(jié)果以頻數(shù)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)描述，所有檢驗(yàn)均采用雙側(cè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 病史采集與臨床檢查點(diǎn)考試成績(jī)及用時(shí)比較

對(duì)2019～2022 年的南京地區(qū)口腔住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)技能結(jié)業(yè)考核的病史采集與臨床檢查站點(diǎn)考試成績(jī)及考試用時(shí)進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)：2019～2022 年參加考試的考生人數(shù)分別為144，165，170 和146 人。4 組考生在性別、年齡分布、學(xué)歷構(gòu)成差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（性別：卡方檢驗(yàn)，χ2=0.222，P=0.974；年齡：?jiǎn)我蛩胤讲罘治?，F(xiàn)=2.342，P=0.131；學(xué)歷：卡方檢驗(yàn)，χ2= 4.547，P=0.603），具有可比性（表1）?？忌骄煽?jī)和考試所用時(shí)間見表2；采用單因素方差分析，4 組考試成績(jī)及所用時(shí)間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

表1 2019～2022 年參加南京地區(qū)口腔住院醫(yī)師結(jié)業(yè)考核考生資料

表2 2019～2022 年病史采集與臨床檢查站點(diǎn)考試成績(jī)及考試用時(shí)的比較

2.2 考核難度和成績(jī)區(qū)分度分析

難度系數(shù)P=X/M，X 為均分，M 為最高分，一般認(rèn)為，難度系數(shù)P 的合適范圍為0.4 ≤P≤0.9，當(dāng)P=0.5 為最適宜值[6-7]，此時(shí)試題難度最佳，難度系數(shù)值越大表示試題越容易；區(qū)分度指考試能否較好地將考生的水平區(qū)分開，區(qū)分度D=(XHXL)/n(H-L), XH、XL 分別為高分組均分和低分組均分，一般認(rèn)為，區(qū)分度D＜0.2 時(shí)區(qū)分不好，0.2 ≤D＜0.3 時(shí)區(qū)分尚可，0.3 ≤D＜0.4 時(shí)區(qū)分良好，D ≥ 0.4時(shí)區(qū)分非常好。對(duì)2020～2022 年應(yīng)用VSP 后病史采集與臨床檢查站點(diǎn)考試成績(jī)進(jìn)行難度、區(qū)分度分析，難度系數(shù)位于0.4-0.9 之間，區(qū)分度D＞0.4，表明此次考試該站點(diǎn)的難度、區(qū)分度是適宜的，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表3 2020～2022 年病史采集與臨床檢查站點(diǎn)考試難度系數(shù)及區(qū)分度分析

2.3 考官和考生對(duì)該考試形式的認(rèn)可度

對(duì)參加2020 年技能考核的考官、考生發(fā)放調(diào)查問卷并當(dāng)場(chǎng)收回，其中收回考官調(diào)查問卷20 份，考生調(diào)查問卷150 份，作答全部有效。90%以上的考官及考生認(rèn)為應(yīng)用VSP 的考核形式操作難度容易或適中，考核內(nèi)容與臨床及教學(xué)內(nèi)容基本一致，全部考官及97%的考生認(rèn)為能夠有效評(píng)價(jià)考生的臨床檢查能力。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

表4 問卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)（人，%）

3 討論

口腔醫(yī)學(xué)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，口腔臨床能力考核是檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)生臨床勝任力的重要措施。將VSP 應(yīng)用于病史采集與臨床檢查站點(diǎn)，我們重點(diǎn)考察學(xué)生的整個(gè)接診過程，包括醫(yī)患溝通能力，如問診的內(nèi)容是否完整，是否注重人文關(guān)懷等；臨床檢查能力，如椅位燈光調(diào)節(jié)、檢查器械選擇、口腔頜面部檢查的順序和內(nèi)容和手法以及臨床思維能力，如能否做出正確的診斷及鑒別診斷并給出完整的治療計(jì)劃。與傳統(tǒng)真人扮演的標(biāo)準(zhǔn)化病人相比，VSP 軟件系統(tǒng)可以逼真還原口腔病變，模擬臨床檢查陽性體征，考生在虛擬環(huán)境中通過語音對(duì)話進(jìn)行醫(yī)患溝通，再對(duì)虛擬病人進(jìn)行全面的口腔檢查操作，包括視診、探診、叩診、捫診、松動(dòng)度檢查以及各種特殊檢查等，自主收集臨床資料，整個(gè)過程具備無感染風(fēng)險(xiǎn)、可重復(fù)操作、操作過程可控的優(yōu)點(diǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)利用VSP 代替真人SP 考核住院醫(yī)師的口腔臨床檢查及疾病診斷能力，這種新的考核形式不會(huì)導(dǎo)致考試用時(shí)延長(zhǎng)，使用真人SP 與使用VSP，在這兩種不同的考核形式下，考生的考核均分無明顯差異，且使用VSP軟件系統(tǒng)的考核難度、區(qū)分度適宜，能夠客觀反映考生的水平。從問卷調(diào)查結(jié)果可以看出，90%及以上考生及考官對(duì)VSP 的應(yīng)用持肯定態(tài)度，認(rèn)為虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用使口腔臨床檢查能力考核更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)，考試方法和流程簡(jiǎn)單易懂，考核難度適中，與臨床教學(xué)內(nèi)容吻合，能夠客觀、科學(xué)反映醫(yī)學(xué)生臨床檢查能力。VSP 的應(yīng)用不僅能夠模擬更多的病種，緩解典型病例資源不足的矛盾，豐富考核題庫，為考核實(shí)施提供了便利和可行性。同時(shí)也可以通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)學(xué)員端的反復(fù)訓(xùn)練，為開展椅旁教學(xué)提供課前、課后自主訓(xùn)練、自我檢驗(yàn)的機(jī)會(huì)，從而提高椅旁教學(xué)的效果。

利用虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化口腔病人，訓(xùn)練及考察學(xué)生理論知識(shí)掌握、病史資料采集、影像學(xué)檢查結(jié)果判讀、臨床思辨能力等內(nèi)容，訓(xùn)練和考察學(xué)生采集病史的完整性和邏輯順序、臨床思維的開闊及嚴(yán)謹(jǐn)程度，并適當(dāng)熏陶其醫(yī)患溝通能力、人文關(guān)懷素質(zhì)等，從而為醫(yī)學(xué)生進(jìn)入臨床實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然，目前本研究所開發(fā)的這套考核程序仍有缺陷和不足，例如無法考察考生的愛傷意識(shí)以及檢查器械的正確使用手法等。因此，如何真正的實(shí)感操作，更加逼真模擬臨床檢查手法，并使學(xué)生在操作過程中獲得最真實(shí)的觸覺和力覺反饋，與虛擬病人有更多的信息互動(dòng)，將是今后下一步的重點(diǎn)工作。

4 結(jié)論

綜上所述，將VSP 軟件系統(tǒng)應(yīng)用于口腔住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)臨床技能考核，可以緩解病例資源的不足，同時(shí)也能客觀檢驗(yàn)學(xué)生臨床檢查能力，及時(shí)反饋教學(xué)問題，提高臨床教學(xué)質(zhì)量，值得進(jìn)一步研究和推廣。