中美模拟医学教育差异之浅析
常实，MD
中南大学湘雅医院临床技能中心主任，外科教授，WISER模拟中心访问学者
章利铭，MD
匹兹堡大学医学中心麻醉系 WISER模拟中心
摘要：随着现代科技及医疗环境及教学理念的进步，模拟医学教育近年来发展较快。现代模拟教学方式被认为是一种提高患者安全的有效临床教学方法。我国这方面也取得了一定发展并具备了一些特点。但是由于整个医学教学氛围、教学习惯、教育体系、考核体系、评估体系的差异，导致和美国存在比较大的差异。如何结合我国的教学现状并配合医学界教学改革进程，探索具有中国特色的模拟训练方案对提高我国医学教学质量及最大可能的保障患者安全具有重要意义。
关键词：模拟技术，医学教育，教学改革
Comparison of the Difference in Simulation based Medical Education between the Unite State and China.
Abstract: The simulation based medical education makes a fast progress due to the development of technology and practical pedagogy. It has been proven to be an effective way to enhance patient safety. China has adopted this methodology in recent years, but its applications are relatively limited that are different from the United State because of the unique teaching habit and the systems in teaching, assessing and validating. How to synchronize with the rhythm of reform in medical education and further explore a right direction in simulation based medical education in China seems to be a big challenge to the educators in China.
Keywords: Simulation, Simulation based Medical Education, Teaching reformation
现代模拟医学教育被认为是一种降低医疗风险，缩短学习曲线，提高患者安全的教学方法1。随着目前医疗环境的改变，针对患者安全及隐私的关注度提升，应用该方法进行医学临床课程教学已经得到了越来越多的重视和认可。虽然它还是一个比较年轻的领域，但中国和美国的发展进度和现状已经呈现出比较大的差异。笔者结合自己在国内外的工作经历，针对这一现象进行分析探讨，并浅谈一下自己的观点。
1.中美现代模拟医学教育的发展历史
虽然模拟教学手段从很早以前就在医学中应用，但基于现代医学理念及现代科技的模拟医学技术被认为开始于20世纪60年代。1961年，基于口对口人工呼吸及心外按压理念的推出，麻醉医师Bjorn Lind教授与挪威玩具制造商Laerdal合作研制了最早的心肺复苏模型Ann2, 3；随后，在二十世纪中期，Laerdal 与匹兹堡大学麻醉系共同研发出高仿真的模型SimMan。而在同时，临床医师也和工程师一起在探讨着电脑控制的模拟人的制作。六十年代中期，由南加州大学Dr. Judson Denson等研制出首个可由计算机操控的模拟人Sim One。其本意是用于麻醉科医师进行气管内插管培训的，但由于价格过于昂贵、适用范围太窄且不符合当时的教学理念而没有被接受及推广2, 4。1968年，由迈阿密大学医学院的Michael Gordon发明了一种心脏病人电子模型，并以他的导师Harvey的名字命名。由于Harvey具有逼真的心血管疾病的体征，被认为是最早的符合现代医学技能培训观念的局部功能训练器（part-task trainer）。在Harvey 投入使用之后，经历了大量科研教学对比研究，证明了其在心血管方面的有效培训功能。至今仍被广泛应用于教学、培训以及标准化考试中。Harvey 模式的成功也鼓舞了模拟教学在医学界的开发热情。1987年，David 博士制作出一个用于评价手术过程中麻醉医师表现的模型，命名为CASE（Comprehensive Anesthesia Simulation Environment, 综合麻醉模拟环境）。经过完善并证明有效后，1992年，CASE课件被统一打包并传送到波士顿，用以尝试教育传输模式。经过在哈佛医学院的尝试，被证明了这一方法的可行，并由此建立了波士顿麻醉模拟训练中心5。同期，福罗里达州立大学的Dr. Michael Good 在其导师J S Gravenstein 的指导下，制作出一个更加复杂的针对麻醉训练的模型，Gainesville 麻醉模拟机（GAS）。该装置的特点是可以对使用的药物产生相应的生理反应，因此对麻醉医生的培训就更加的逼真6。1997年，该产品被METI公司改进后批量生产，并命名为患者模拟器（human patient simulator, HPS）。目前被认为是真正智能的商业化超级高端模拟人的代表。在模拟人的制作和设计技术快速发展的同时，模拟医学教育方法也通过以麻醉和急救为主的各种学术会议得到迅速的传播。其基于患者安全的教学理念也被越来越多的人认可。目前绝大多数的美国医学院校都有规模不等的模拟训练中心7, 8。
由此可见，模拟医学的发展可以总结为经历了几个阶段：1) 实体解剖模型模拟阶段，2) 局部功能性模型的建立阶段，3) 计算机控制模型的建立阶段，4) 高仿真生理反馈模型的建立阶段及 5) 目前虚拟操作系统的建立阶段。当然每个阶段并没有严格划分，也没有相互排斥。目前仍是多模式共同支撑的模拟医学教育。
纵观中国的情况，虽然从古代就有模拟的针灸模型，但现代模拟医学尚处于一个初始发展阶段。由于中国教育市场普遍存在的学术和市场脱节显现，有关模拟医学在中国的发展史报道较少。文献可以查到最早的配备了SimMan的现代化模拟训练中心是成立于2002年的汕头医学院临床技能培训中心9。随后国内的模拟教学所依赖的模具进入了模仿或自主研发与国外引进同时出现的阶段。一些公司逐步开发了局部功能性模型并逐渐推广。这些公司在借鉴国外产品的同时自主开发了大量的模拟训练模型，拥有了许多专利。值得一提是在2013年世界最大的模拟教育会议——国际医学模拟大会（International Medical Simulation in Healthcare，IMSH）的展台上也第一次出现了中国的自主品牌-Tellyes Scientific，取得了零的突破并得到众多的关注。但受到开发视角、经费投入及技术支持水平的限制，国内的自主产品仍大多局限于解剖及局部功能性模型，而在自主的高科技模拟教具领域仍是非常匮乏。相比模型开发的滞后，国内模拟医学教育近年来发展较为迅速。自2003 起由复旦大学、四川大学、上海交通大学国内的一些知名大学开始，推动了一系列与模拟医学教育有关的学术报告。其中影响比较大的有“现代科技在医学模拟教学中的应用系列研讨会”， “首届临床技能培训与医学模拟教育高级研讨会”（2008），“首届中华临床医学教育与模拟医学教育大会”（2012）等。每次学术活动都引入了新的教学理念，展示了新的模拟产品，吸引了众多的教育工作者。“临床技能训练中心”“模拟技能训练中心”等等挂靠在各个大学或医学院的机构应运而生。模拟医学教育显示出了前所未有的发展速度10。而连续三年由教育部、卫生部主办，教育部医学教育临床教学研究中心牵头组织的“全国高等医学院校大学生临床技能竞赛”也为带动中国医学模拟教育起到了很大的推动作用，据悉今年参赛的医学院校将有150家左右。
2.中美模拟医学教育的差异
2.1医学生模拟培训
中美对医学生模拟训练侧重点的不同归根到底是由于医学教育体制的差别。由于医学生培养模式的差异，中美医学教育中对医学生毕业时的临床能力要求不尽相同。美国推行”4+4“两段八年制医学教育和医学生毕业后的住院医师培训制度。美国有统一的医生培养制度，医学院是从大学的优秀毕业生中招生，医生的培育包括在校学习、毕业后住院医师培训和终身学习。在美国，医学院实施淘汰制的四年制教育，前两年是医学基础知识，学生在二年级结束时需参加全美医师资格考试的第一步（USMLE Step 1），合格后才能进入高年级学习；三年级、四年级是临床实践，毕业前进入第二步考试(Step 2）。后者又分为Step2CK(临床知识)和Step2CS（临床技能）。整个考试中主要是考核医学生的病情判断、临床思维、病情处理的能力，对医学生的操作技能并不进行测试。因此在美国，尽管在医学生第二年时有部分的操作训练课程，但整体来说对于医学生的训练和考核还是集中在临床思维的培养和一些最基本急救技能。当笔者与国外同行交流时，他们都认为对于医学生来说，掌握临床思维、病情判断能力就够了。即使是模拟医学教育中也较少涉及单纯操作的训练至于那些具体的操作，由于“too clinical”，所以完全可以等到以后的住院医师阶段再训练。在国外的病房中，通常可以看到用于技能操作的模型随时供住院医师练习。
而在中国，高中毕业生进入医学院，按专业方式培养，毕业后就是医生了。这种‘工匠式’培养方法导致学生毕业后适应社会能力差，后续发展潜力不足。由于缺乏健全的住院医生培训制度，导致大多数学生毕业后马上就进入专科，直接处理病人。为了使学生能够尽快适应角色的转换，医学生培养阶段不得不加强广泛的非常倾向临床的基本操作技能培训，而对于临床思维的培养严重欠缺。因此，包括中南大学湘雅医学院在内的许多大型医学院校，都把临床操作能力作为医学生毕业操作考试的主要考点，通常占据了客观结构化临床考试——OSCE的一半甚至更多的比例。同时，在职业医师考试中，也包括了相当多的单项较专科化的临床操作技能（如胸腔穿刺，腰椎穿刺，切开缝合等等）。由于医学生职业医师考试的通过率是中国政府卫生体系考评一个每个医学院校培养质量的指标，从而也导致了中国的临床技能模拟训练更倾向于动手能力的培养。因此，在对医学生模拟教育的培训方面，如果说美国是主要培养医学生动脑能力的话，那中国则更加侧重学生的动手能力。
2.2 住院医生和专科医师的培训
医学生通过这USMLE Step 1 and Step 2 两步的考试后，有志于做医生的学生们再根据自己的特点和成绩，报名申请各医学院附属医院或综合型医院的住院医师培训，在3-8年的住院医师培训期间，参加第三步考试（USMLE Step 3）。通过这三步的全美医师资格考试后，才能最终获得行医执照(medical license), 才有资格成为独立行医的主治医师。USMLE Step3考试是基于各种临床场景要求考生做出相应的诊断并写出处理方案，场景是以相当国内内科学及急诊医学为主的内容。包括药物的选择，诊疗手段的选择等，其中没有有创操作的内容11, 12。应此情况而成立的模拟训练中心当然就以临床思维培训和急救教育为主了，因美国对医学生和住院医师更强调的是综合素质培养。至于麻醉学及重症医学的操作比如基础生命复苏技术BLS, 高级生命复苏技术ACLS, 气管插管术，困难气道处理 DAM（difficult airway management）及中心静脉导管置入术等由于其与现代模拟医学发展之间的密切联系以及与病人医疗安全密切相关，是国外模拟训练中心针对住院医生培训的重要内容。而国内的情况就大不一样了。由于前面提到的缺少统一的住院医师培训机制，因此针对实习医师和住院医师或/和年轻专科医师的培训往往停留在同一个水平。另外国内的医院大多是综合医院，接受培训的对象都要具有“全面的”临床基本技能。涉及到“内外妇儿传”的基本操作技能至今仍是对大多数医师的考核项目，也是每次国家或地方卫生机构对医院进行检查、评估及考核的必然项目。这种现象的好处是可以将临床操作训练反复强化。而在美国，根据笔者的了解，除少数例如导尿、抽血、插胃管等基本操作外，相当多的有创性操作在医学生阶段甚至初级住院医师阶段并不进行针对性的统一训练，也不作为考核的指标。而真正专科相关的内容则放在了专科实习中培训。其好处就是学习专科技能和真正投入实践的时间间隔较短，学生可以马上学以致用。因此，以笔者的观察，在实习阶段或者是毕业后的早期阶段，单纯从操作技能上来说，中国医学生并不比美国的学生差，甚至比他们还强，但是美国学生明显更喜欢思考，知识面广，自主学习能力及临床综合分析能力强。显而易见，手术匠式的医师远远不能满足现代医学的需要。
2.3 中美模拟医学教学模式的区别
中美模拟教学模式的区别其实反应的是整个教学模式的差异。总结他们模拟医学教育的特点有以下几个特点：
1) 美国的模拟训练中心设施配备合理，使用率高。比如目前公认全球运作效率最高的匹兹堡模拟训练中心（Peter M. Winter Institute for Simulation Education and Research, WISER） 每年有140个课程，5万个小时授课时间的培训课程。有一些在中国以大课上课的内容，特别是临床前课程，他们也会想到用模拟训练来完成。这也部分归功于新一代的模拟人具有了越来越逼真的临床特征。比如说讲解急腹症，就是用一些事先编写的病例进行模拟床旁教学。过程中可以和模拟病人患者交流并给予处理。而模拟人可以对各种不同的处理产生相应的生理反应，用于反馈处理的对错。虽然过程中并不涉及很多实际操作，但给学生创造了一种身临其境的感觉。避免了上大课的枯燥，也避免了床旁授课时病例准备的不确定性。这种以模拟诊室作为教室的理念在增加了模拟中心使用率的同时，也提高了教学效果。
2) 授课方法科学，延长知识存脑时间并注重教学科研。在教学过程中强调学生参与，互动。而且许多课程都要求预习，讲完了都要花相当长时间进行总结以及课后进行评估。因此可见，在美国的模拟教育中，课堂只是整个授课环节的一部分。他们注重科研，围绕每一种教学方法都会反复的论证，进行统计分析，得到详实可靠的数据并据此予以改进。每年国际上都有大量的有关模拟教学的文章发表。而中国目前的医学教学模式和理念更新较慢。一直以来“上课”就代表着在讲台上单方面的传播知识。老师和学生都不适应由学生提出质疑并在课堂上直接交流。许多老师缺乏创新精神，不愿意去探索新的教学方法。对教学的科研意识较为淡漠，表现在两点：一是只注重教学，而不注重效果评估、总结分析及中短期的讲授内容反馈。即便有评估也是以评估老师的表现为主，不是针对上课内容的反馈调查。第二点是缺少甚至缺失针对教学的模具及新方法研究团队，缺少前瞻性的教学方法评估意识及大规模的荟萃分析。目前仍缺少针对中国医学教育特色的模拟医学教育标准及模板。即便偶有创新，许多新的教学方法在发表文章或获奖后就被束之高阁，也有可能随着个别老师的退出讲台而终止。因此对教学的创新及推广缺乏连贯性。国内普遍认为教学科研困难较大，其实由于统一了教学模式、融入了先进的课堂统计软件及视频实时总结点评等系统，模拟医学教育可以方便、快捷、及时的获得学生上课情况的统计资料，使得教学科研变得非常简单2。“工欲善其事必先利其器”，如果能够熟练运用模拟教学的方法，充分发挥其优势，便能体会到模拟医学教育的乐趣。
3) 模拟教育师资投入力度大，效果逼真。在美国的技能相关课程基本都是小班上课，老师课堂上可以对学生的每一个操作逐一过关。比如在WISER，所有模拟训练课程都限制在5-7人之内，有时甚至是1-2个学生单独上课。而像“困难气道管理”这样的专业性质比较强的课程最多3个人一组。小班授课保证了教学质量和充分的练习实践及交流时间。这也是美国技能中心使用率高的一个主要因素：大课分作小课上，模拟诊室做课堂。纵观中国的医学教育，上大课仍然是许多课程的主要方式。究其原因应该有以下几点：
A.师资力量和师生比例严重失衡。医学生数量较大，而相应老师特别是兼职老师的数量并没有增加。临床医师的教学时间有限，导致对学生进行最大可能的分组教学成为课程设计的习惯。理论课有时还看不到弊端，但是到了临床技能课，单个学生的练习时间减少甚至不能保证，严重影响了教学质量13, 14。而反观美国的模拟技能课程，保证了老师手把手的模拟教学，使模拟教学发挥其最大的优势，保证了教学效果。
B.教学热情欠缺。大班上课是一种省事、简单的授课方式。由于没有给同学自由发挥的时间和空间，因此老师上课的压力就比较小。教案和讲义可以几年都不变。上课有时候成了完成任务，而不是真正投入的去备课。而在小班上课时学生和老师之间的距离拉近了，授课气氛轻松，学生提问时的顾虑和内心所承受压力较少，因此可以和老师很好的互动。但与此同时，老师所承受的挑战和压力相应增加了。这时候就需要老师有丰富的专业知识和准备非常充分的备课。对一个缺乏教学热情的老师，显然是不愿意面对这些挑战和“麻烦”的。
C.学生不能适应。由于中国学生一直以来接受的都是被动式教育，因此如果面对一个开放互动的主动教学环境，有时可能达不到预期的教学效果。笔者经历的美国模拟教育当中，医学生面对一个模拟人可以马上进入医患角色，而在国内授课时则经常有“冷场”和“笑场”的情况发生。
4) 注重综合能力的培养。模拟医学教育更加有利于医学生的综合素质的培养。由于模拟医学教育比照本宣科更加具有真实性和更多的参与度，因此更加可以培训除了医学知识以外的其他素质15。比如培训过程中特别强调团队精神，其实也是一种浸入式教学方法。而在国内，则更多的是独立操作能力的训练。
5) 模拟中心将师资培训作为重要内容。国外许多著名的模拟中心，比如匹兹堡的模拟医学研究中心（WISER）、福罗里达州的医学模拟教学中心（CAMLS）, 斯坦福和哈佛模拟训练中心等，都有专门针对老师的各种培训。从教育的层面上来说，如何培训并拥有大批的高素质老师具有更加重要的战略性意义：首先是培养出一批对模拟教学有深入认识的老师，其次也借助培训出来的老师推广了模拟医学教育的市场。是一种具有良性循环的双赢策略。对老师的培训主要有两个层次，一种是以Workshop的形式开模拟教学培训班，比如iSIM班（improving simulation instructional methods）等。另一种就是由资深的老师指导年轻老师上课。在现代模拟医学的授课过程中，通常可以看到一节课上有2-3个老师轮流上课的情景。这样老师之间以团队的形式共同完成授课既保证了上课的效果，又确保了指导老师队伍不断层。国内教学方法的传授大多是学徒式的，通过预讲制度对年轻老师的上课方法及内容进行把关和指导，也是一种有效的培养老师的方法。
6) 培训人群面对社会。国外的医学相关培训在针对各个层次的医务人员及相应的医学教育工作者以外，还包括了一些其他的有潜在需求的社会群体，如飞行员、空中乘务组、警察、消防员, 军队等。通过模拟各种逼真的工作场景中的突发事件进行急救培训，提升了整个社会对常见急诊的应急处理水平，提高了全民医疗水平，同时也扩大了自身的影响，更加容易得到各个层次的支持与资助。而国内这方面则以盈利为目的的腔镜手术培训为多，面对非医疗人群的培训工作还远远没有开展。总之，纵观中美双方的模拟医学教育可以说各有利弊。即使在美国或者一些其他的发达国家，也并不是每个技能中心都能发挥良好的运作功能。许多地方也存在模拟训练中心使用率不高的情况，许多中心也为缺少教师团队而苦恼。但总的来说，由于医学教育体制、师资比例及老师教学理念的差异，中国在模拟医学教育上与美国还是存在较大差异。如何结合本国、本地区的具体情况，配合我国医学生及医务人员培训体制改革的节奏，充分借鉴国外的先进理念和方法，取长补短，扬长避短，将模拟医学教育发挥到最大优势，从而达到提高患者安全的最终目标应该是广大中国医学教育者不可推卸的职责。
结合中南大学湘雅系统的现状，个人认为应该从以下几个方面着手：1.强化大湘雅概念，必要时可通过行政干预促进三个技能中心的分工与合作，但要保证各方付出与回报的平衡；2. 逐步推进信息化管理，提高管理水平机效率；3. 有针对性，有步骤开发课程，突出团队训练；4.加强师资培训，壮大模拟医学教师队伍。完成这些任务除了一支团结、有执行力和行动力、有付出精神的健康团队，更加需要各个领导层面的大力支持。这些工作绝非一朝一夕可以完成，应该制定较详实可行的时间表，有计划的逐步开展。任务虽然较为艰巨，但目前时机已经成熟。而且时不我待，如果再不加快我校模拟医学教育的发展，将难以跻身国内一流教学梯队。
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