Разработка и внедрение российских симуляционных и виртуальных технологий в современный образовательный процесс

Актуальность. Современный образовательный процесс требует коренной перестройки и преобразования с учетом внедрения высоких технологий в медицине.
Цель исследования. Разработка методологических подходов в применении новых инновационных симуляционных и виртуальных технологий в образовательном процессе с оценкой их эффективности.
Материал и методы. Разработаны уникальные обучающие компьютерные программно-аппаратные комплексы, серия хирургических симуляторов «2D и 3D – Виртуальный хирург», специальный тензометрический стенд, атлас трехмерной анатомии человека «Inbody Anatomy», интерактивный анатомический стол «Пирогов», а также критерии оценки студентов, клинических интернов и ординаторов в симуляторе открытой хирургии.
Результаты. Проведен итоговый контроль как полученных мануальных навыков, так и результатов решения предложенных кейсов. При оценке тестирования используется 100-балльная система. Получены следующие результаты: из 524 студентов, прошедших тестирование на симуляторе, 44,1% получили оценку «отлично» и «хорошо». Подавляющее большинство из 215 студентов группы сравнения получили «удовлетворительные» и «неудовлетворительные» оценки (69,9%). Эти результаты однозначно свидетельствуют об эффективности образовательного процесса с использованием аппаратно-программного комплекса.
Заключение. Таким образом, опыт информационно-вычислительных исследований в медицинском вузе с обязательной интеграцией с центрами биомоделирования и интерактивной визуализации может стать платформой для дальнейшего становления и развития непрерывного профессионального образования.

В настоящее время в мировой науке значимыми и перспективными являются исследования, выполняемые на стыке медицинской науки и информационно-вычислительных технологий. Современное медицинское образование сталкивается с происходящей технологической революцией, изменением информационной среды вокруг нас. К уровню подготовки выпускников медицинских вузов предъявляются все более высокие требования. Переход в обучении студентов на новые стандарты меняет и сам подход к подготовке специалиста, что подразумевает формирование компетенций, а не только знаний, умений и навыков как это было прежде. Все это требует более активного использования в учебном процессе современных образовательных технологий. Мировое сообщество признало, что в будущем симуляционное обучение может стать ведущим механизмом профессиональной подготовки, к которому будут иметь равный доступ все специалисты. Технологические достижения в применении симуляции уже позволили воспроизводить клинические сценарии с растущей экономической эффективностью и высокой реалистичностью, которая в ближайшие годы будет неуклонно расти. Более высокая механистическая реалистичность будет достигаться за счет комбинации робототехники, виртуальной реальности (CAVE-система) и хептики с существующими технологиями. Включение других систем медицинской подготовки, в том числе визуализации и телемедицины, позволит экспериментировать с новыми условиями симуляции [1–3].

Целью настоящего исследования является разработка методологических подходов в применении новых инновационных симуляционных и виртуальных технологий в образовательный процесс с оценкой их эффективности.

Материал и методы исследования

Кафедра оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий Самар­с­­кого государственного медицинского университета одной из первых в России начала делать активные шаги по разработке и внедрению симуляционных и виртуальных технологий в медицинское образование. Для разработок в данном направлении под руководством заведующего кафедрой профессора А.В. Колсанова в СамГМУ был создан Центр прорывных исследований «Информационные технологии в медицине».

Благодаря сотрудничеству 3D-разработчиков, сотрудников кафедры и клинических специалистов разработан аппаратно-программный комплекс (АПК) «3D-Виртуальный хирург», представляющий собой линейку симуляторов для эндоскопической, эндоваскулярной хирургии и хирургии с открытым полем. Патологические ситуации, отраженные в симуляторе, смоделированы с реальных патологических случаев. Работа на 3D-симуляторах позволяет не только приобрести практические навыки, но и развить тактическое и клиническое мышление хирурга.

Кроме того, создан 3D-анатомический атлас «Inbody Anatomy» и стол («Пирогов») – программно-аппаратный комплекс в виде анатомического препаровочного стола с возможностью интерактивной работы с трехмерной моделью человеческого тела для использования в качестве визуального обучающего материала в широком кругу естественных научных дисциплин, таких как анатомия, патологическая анатомия, топографическая анатомия, рентгенология и др.

Первой задачей была разработка обучающих компьютерных программно-аппаратных комплексов. В рамках этой работы были подготовлены узкие специалисты – инженеры компьютерной графики с глубокими знаниями нормальной и патологической анатомии человека. Результатом труда данных специалистов совместно с коллективом морфологов явилось создание трехмерной полигональной модели анатомии человека высокого реализма, значите...

Колсанов А.В., Линева О.И., Иванова В.Д.