心臟聽診可視化數(shù)據(jù)庫建立應(yīng)用

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［摘要］心臟檢查歷來是診斷學(xué)教學(xué)的重點，而心臟聽診又是其中的重點和難點，絕大部分學(xué)生都很難理解和掌握。國內(nèi)外教學(xué)工作者進行了多項教學(xué)改革以提高心臟聽診的教學(xué)質(zhì)量。但由于各種條件限制，目前臨床上依然沒有一種行之有效的心臟聽診教學(xué)方法。近年來，隨著心音采集設(shè)備的大力發(fā)展，使得將心音的聲音特點可視化成為可能。本項目組前期已經(jīng)采集了多種心臟聽診聲音，并結(jié)合圖片、理論講解、超聲指導(dǎo)，建立了心臟聽診的可視化數(shù)據(jù)庫，同時初步將其應(yīng)用于診斷學(xué)見習(xí)教學(xué)中，學(xué)生通過對聲音－視覺－理論的整合學(xué)習(xí)，能夠快速而有效地進行心臟聽診學(xué)習(xí)，獲得了良好的教學(xué)效果，為探索心臟聽診教學(xué)新方法提供了一種思路和方向。

［關(guān)鍵詞］心臟聽診;可視化;數(shù)據(jù)庫;心動超聲

診斷學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)向臨床醫(yī)學(xué)過渡的橋梁。在診斷學(xué)教學(xué)中，心臟檢查歷來是教學(xué)的重點，而心臟聽診又是其中的重點和難點［1］。通過正確的聽診可以獲得重要信息，對于結(jié)構(gòu)性心臟病，如房間隔缺損、風(fēng)濕性二尖瓣狹窄以及一些臨床急危重癥，如急性心肌梗死后室間隔穿孔等機械并發(fā)癥具有重要的早期診斷價值，因此心臟聽診是醫(yī)學(xué)生和臨床醫(yī)生必須掌握的基本實踐技能。但是，心臟聽診的心音、額外心音，尤其是雜音部分一直是一個教學(xué)難點，絕大部分學(xué)生都很難理解和掌握。導(dǎo)致這種教學(xué)困局的原因可能為①近年來，隨著心血管疾病譜的改變，風(fēng)濕性心臟病、先天性心臟病患者的發(fā)病率逐年降低，心臟聽診病源明顯減少;②隨著心動超聲、心肌灌注顯像、冠脈影像學(xué)的大量使用，臨床醫(yī)生越來越依賴輔助檢查，對心臟查體的重視程度逐年下降，甚至個別心血管病專科醫(yī)生查房時不帶聽診器，這也給醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了不利的影響;③心臟聽診的本質(zhì)是聲音，聲音的教學(xué)很難用文字、圖表的形式講解清楚，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法主要靠錄音來完成，毫無真實感，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時感到難以理解和掌握;④見習(xí)課時，一方面時間有限、病源不足，醫(yī)學(xué)生無法切實體會和學(xué)習(xí);另一方面教師也沒有有效的訓(xùn)練方法和儀器，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不佳。由于以上教學(xué)困境，國內(nèi)外教學(xué)工作者進行了多項教學(xué)改革以提高心臟聽診的教學(xué)質(zhì)量。如:加強理論與多媒體教學(xué)［1］;在心動超聲指導(dǎo)下結(jié)合心臟結(jié)構(gòu)理解心音的聽診特點［2］;使用電腦模擬人來模仿心臟病患者的各種陽性體征［3］等。然而，這些教學(xué)方法的嘗試和實踐均存在各自的局限和不足，如理論教學(xué)對聽診訓(xùn)練無具體直觀的作用，超聲學(xué)習(xí)需要周期，而電腦模擬人價格昂貴，又受到時間、場地的限制，很難滿足教學(xué)的實際需要。近年，隨著心音采集設(shè)備的大力發(fā)展，使得將心臟聽診的聲音特點可視化成為可能，實現(xiàn)“聽覺”向“視覺”的轉(zhuǎn)變［4］，這將大大促進醫(yī)學(xué)生對心臟聽診的理解和掌握，通過對心音、額外心音、各種心臟雜音的收集和轉(zhuǎn)化，結(jié)合圖片、理論講解、超聲指導(dǎo)，建立心臟聽診的可視化數(shù)據(jù)庫，有望成為心臟聽診教學(xué)的一種有效方法和新的趨勢和方向。

1數(shù)據(jù)庫的建立

1．1收集、整理數(shù)據(jù)材料

心臟聽診過程中，采用心音采集設(shè)備收集心音、額外心音、雜音等聽診資料，按照由正常至異常、由簡單至復(fù)雜、由生理至病理、由心音至雜音的原則對資料進行分類、整理，然后將聽診資料轉(zhuǎn)化為可視化心音圖，變“聽”為“看”，同時收集其心動超聲圖像，最后將所有圖片、視頻和音頻資料進行歸類(包括以條文分類和以心音類型分類)，將原始聽診音頻數(shù)據(jù)信息、可視化心音圖及心動超聲視頻數(shù)據(jù)儲存在計算機文檔中，并配以相應(yīng)的講解和說明，搜集資料的過程中積極咨詢相關(guān)心血管病專家、心動超聲專家和網(wǎng)絡(luò)專家的意見，確保相關(guān)資料的準(zhǔn)確性和整理的合理性，為建立數(shù)據(jù)庫做準(zhǔn)備。圖1為技術(shù)路線圖。

1．2建立數(shù)據(jù)庫

收集完善相關(guān)聽診數(shù)據(jù)資料后，建立心臟聽診可視化數(shù)據(jù)庫(圖2)。數(shù)據(jù)庫擬劃分為四大板塊:知識學(xué)習(xí)板塊、模擬練習(xí)板塊、聽診考核板塊、管理更新板塊。知識學(xué)習(xí)板塊以指導(dǎo)學(xué)生更好地掌握心臟聽診技能為出發(fā)點，介紹心臟解剖生理知識，詳細描述正常心音及雜音形成機制，結(jié)合可視化圖形、超聲圖像講解各種心臟雜音的要點。模擬練習(xí)板塊在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上選取部分心音、心臟雜音，為易混淆的心音對比提供鑒別訓(xùn)練平臺。考核板塊包括知識點考核和聽診技能考核。管理更新板塊主要是教師管理維護板塊。該數(shù)據(jù)庫不僅包含診斷學(xué)中心臟聽診要求的全部教學(xué)內(nèi)容，而且計劃增加部分不常見的雜音聽診內(nèi)容，從而增加學(xué)生的聽診經(jīng)驗。數(shù)據(jù)庫的實際效果主要取決于心音原始素材質(zhì)量的好壞，因此在聲音的選擇上注重收集典型的心音和雜音，保證聲音素材來源的質(zhì)量，一些罕見的、復(fù)雜的雜音可作為補充學(xué)習(xí)資料。

2數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

將心音音頻數(shù)據(jù)、可視化心音圖、心動超聲視頻數(shù)據(jù)及相應(yīng)的講解和說明整理完成后，于2019年秋季在臨床醫(yī)學(xué)(5年制)診斷學(xué)見習(xí)教學(xué)中開始應(yīng)用。以第3心音為例，首先讓學(xué)生聽診心音，絕大多數(shù)人反映可以聽到3個聲音，但無法區(qū)分S1、S2、S3。然后打開相應(yīng)的可視化心音圖，在耳朵聽時每個心音可以與心音圖建立一一對應(yīng)關(guān)系，真正變“聽”為“看”，聽看結(jié)合。每個聽診聲音需要同學(xué)們反復(fù)練習(xí)，強化訓(xùn)練，直至所有同學(xué)在不需要看心音圖的情況下也可以準(zhǔn)確掌握各個心音的特點。最后打開心動超聲圖片資料同時結(jié)合教師專門的講解音頻進一步從機制上明確心音的產(chǎn)生、特點、鑒別和臨床意義(圖3)。同學(xué)們通過診斷學(xué)見習(xí)課8個學(xué)時聽診音頻資料與可視化心音圖相結(jié)合的方法學(xué)習(xí)，心音、額外心音及部分心臟雜音已經(jīng)能夠完全識別和鑒別。同學(xué)們普遍反映這種教學(xué)方法新穎，教學(xué)效果顯著，希望將這種學(xué)習(xí)方法延伸至其他方面，如肺部聽診等。綜上所述，目前心臟聽診可視化數(shù)據(jù)庫已初步建立并嘗試運用，這些數(shù)據(jù)資料更加直觀形象地展現(xiàn)了心臟的聽診特點，產(chǎn)生了良好的教學(xué)效果。但是，我們還需要進一步補充和完善數(shù)據(jù)庫，①補充少見但對臨床具有重要診斷價值的聽診資料，如急性心肌梗死后室間隔穿孔的雜音特點;②與網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士合作，整合數(shù)據(jù)資料，簡化和易化數(shù)據(jù)庫的操作和應(yīng)用;③目前僅嘗試在診斷學(xué)見習(xí)課中應(yīng)用，下一步將拓展其應(yīng)用范圍、應(yīng)用方式，如在線課程、情景模擬練習(xí)等。希望通過一系列的完善和改革，充分發(fā)揮該數(shù)據(jù)庫的作用，幫助醫(yī)學(xué)生理解和掌握心臟聽診內(nèi)容，并為下一步教學(xué)改革奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

［1］李孟魁，韓力軍．淺談如何提高心臟聽診授課質(zhì)量［J］．醫(yī)學(xué)信息，2011，24(8):5261－5262．

［3］李春報．臨床聽診網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)［D］．蘭州:西北師范大學(xué)，2007．

［4］葉瑩，張琦，江泳，等．《金匱要略》特色雜病望診、聽診數(shù)據(jù)庫的建立與應(yīng)用［J］．中醫(yī)教育ECM，2017，36(2):79－80．

作者：肖懿慧 雷新軍 舒娟 余航 單位：西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科