CC BY
20
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», № 3, 2014
удк 616-71 Смирнова О. Н. [Smirnova O. N.],
Смирнов А. А. [Smirnov A. A.]
андроидные технологии в методике преподавания дисциплины «педиатрия» у студентов медико-биологических специальностей
Android technology in the teaching methods of discipline «Pediatrics» students of biomedical specialties
Существующие методики преподавания педиатрии практически не используют андроидные технологии. Имеющиеся андроидные технологии не полностью адаптированы для этих целей. Необходимо учитывать динамику развития организма с возможностью применения современных нейросетевых самообучающихся систем. Воссоздать реалистичную ситуацию помогают роботы-симуляторы пациента (андроиды). За счет использования компьютерного управления они получили уникальные свойства. С помощью роботов-симуляторов приобретается реальный клинический опыт, показателем успешно выполненного задания является стабилизация состояния компьютерного пациента, выход его из комы, купирование приступа, восстановление самостоятельного дыхания, нормализация ритма сердца.
Ключевые слова: андроидные технологии, нейронные сети, педиатрия, медико-биологические специальности.
Teaching methods and techniques of Pediatrics do not take advantage of Android technology. Available Android technology is not fully adapted for this purpose. It is necessary to consider the dynamics of a body with the ability to use modern neural network self-learning systems. To recreate a realistic situation help robotic patient simulators (androids). Through the use of computer management, they have got unique properties. Robot simulators sold real clinical experience, record of successfully completed jobs is to stabilize the state of the computer of the patient, the output out of the coma, mild attack, recovery of spontaneous respiration, normalizing heart rhythm.
Key words: аndroid technology, Pediatrics, biomedical specialty
Актуальность
Эффективность симуляционных методик за несколько десятилетий была доказана по многим специальностям, в частности и в изучении педиатрии [1]. Ординаторы, обучавшиеся на роботах-
симуляторах пациента 6 класса реалистичности (андроидах), получили более высокую оценку (60 против 44, р = 0,010), чем ординаторы, тренировавшиеся на манекенах. Также ими была продемонстрирована более высокая точность и скорость принятия решений. Это способствовало развитию клинического мышления [2].
Применена математическая модель физиологии человека, отслеживающая изменения в физиологическом статусе, что проявляется как виде внешних признаков (одышка, судороги, потоотделение, мочеиспускание, реакция зрачков), так и в виде признаков, определяемых методами функциональной диагностики и физиологического мониторинга (тахикардия, гипертермия, гиперкапния, изменения аускульта-тивной картины) [3]. Реакция на внешние воздействия, манипуляции, фармакотерапию или изменения внешней среды ведут к автоматической корректировке физиологического статуса, комплексному взаимосвязанному динамическому изменению жизненных параметров.
Введение «лекарственных веществ» ведет к соответсвующим реакциям, которые подчиняются законам фармакологии, фармакоди-намики и фармакокинетики. Ответ на введение препаратов является дозозависимым и индивидуальным в зависимости от выбранного веса, возраста, клинического состояния пациента [4].
Клинические сценарии загружаются, и по команде инструктора компьютерный «больной» реалистично имитирует клиническую картину с уникальным набором симптомов, свойственных данному патологическому состоянию. В зависимости от правильности выбранной тактики лечения могут возникнуть осложнения, аллергические реакции, произойти ухудшение состояния, наступить смерть.
Материалы и методы
1. ТравмаКИД, манекен ребенка для ведения травмы. Сменная ткань шеи, сменная ткань грудной клетки, сменная абдоминальная ткань, набор сменных тканей: 2 ткани шеи, 1 ткань грудной клетки, 2 абдоминальных ткани, имитатор пневмоторакса с ребром для декомпрессии иглой, сменная трахея.
2. Педиатрический фантом отоскопии.
Модель уха для пневматической отоскопии, мано-
метр для ушей, сменные барабанные перепонки, стандартный картридж, сменные уши, диагностические картриджи, слайды с патологиями, имитатор ушной серы.
3. ПедиаСИМ, робот-симулятор ребенка 6 класса реалистичности.
Манекен шестилетнего ребенка ростом 122 см, весом 17,2 кг, все манипуляции с которым можно проводить в нескольких положениях: лежа на спине, на боку, сидя.
4. БэбиСИМ, робот-симулятор младенца 6 класса реалистичности.
Это высокотехнологичная компьютеризированная модель шестимесячного младенца любого пола (сменные гениталии). Длина 65,4, вес 7,34 кг. Автоматически воспроизводит специфичные для младенца сердечно-легочные, метаболические, неврологические, иные физиологические реакции на врачебные манипуляции и введение лекарственных препаратов.
5. ВиртуКИД, манекен ребенка для СЛР. Реалистичная имитация ребенка 8 лет - рост, вес, размеры анатомических ориентиров точно соответствуют возрасту. Анатомические ориентиры включают ноздри, зубы, ротоглотку, носоглотку, надгортанник, черпаловидный хрящ, голосовые связки, трахею, пищевод, что позволяет отрабатывать навыки СЛР в максимально реалистичных условиях.
6. ВиртуБЭБИ, электронный вариант ребенка 9 месяцев предназначен для отработки навыков ухода за младенцами и оказания помощи в экстренных ситуациях; компьютеризированный вариант отличается от электронного наличием управляющего планшетного компьютера и программного обеспечения.
7. Преми, манекен недоношенного ребенка.
Это недоношенный 25-недельный ребенок с экстремально низкой массой тела. Позволяет освоить при-
емы и методы сестринского ухода и неотложной помощи.
8. Манекен новорожденного для отработки навыков аускультации и мониторинга.
Манекен со съемными внутренними органами, брюшной стенкой, мягкими ушами и подвижной головой, 4 разных варианта плача, рост 48 см, окружность головы 34 см, вес 2,7 кг.
9. Ньюборн, манекен новорожденного.
Модель доношенного (50 центиль) новорожденного.
Результаты и обсуждение
В результате работы симуляционного центра возможны: фиксация данных всех участников процесса, тренинг до, во время и после занятий, а также получение и закрепление следующих практических навыков на манекенах и фантомах. Существующие андроидные технологии малоразвиты в педиатрии, где особенно необходимо знать физиологические особенности с учетом различного возраста детей.
1. ТравмаКИД, манекен ребенка для ведения травмы. Торс ребенка 5 лет, выполненный с анатомической
точностью и предназначенный для отработки хирургических навыков при различных травмах. Голова и шея подвижны, кожа мягкая на ощупь и напоминает по визуальным и тактильным характеристикам кожу человека, а при повреждениях возникает кровотечение, что делает тренинг максимально реалистичным. При правильных манипуляциях можно видеть дыхательную функцию. Студенты могут отрабатывать следующие навыки: коникотомия, чрескожная трахеостомия, пункционная аспирация иглой при пневмотораксе, перикардиоцентез, введение грудной дренажной трубки, диагностическое промывание брюшины.
2. Педиатрический фантом отоскопии.
Фантом для диагностической и лечебной отоскопии позволил отработать навыки обследования уха ребенка, с помощью
визуальных ориентиров правильно диагностировать заболевания, промывать ушной канал, удалять инородные тела, выполнять введение ушной трубки.
3. ПедиаСИМ, робот-симулятор ребенка 6 класса реалистичности.
Изучение характерных особенностей позволило понять физиологию 6-летнего ребенка, незначительные, но критически важные отличия детской анатомии и физиологии, особенности реакции на вводимые препараты, специфические типы травм. Он поглощал кислород и газообразные анестетики, в зависимости от режима вентиляции и состояния пациента выделяет углекислый газ в различной концентрации. Симулятор может быть на спонтанной, ассистиру-емой или механической ИВЛ, при этом физиология пациента и ИВЛ полностью взаимосвязаны, как у реального ребенка-пациента. Модификация робота позволила отработать уверенные и отработанные до автоматизма навыки оказания помощи детям при несчастных случаях и травмах.
4. БэбиСИМ, робот-симулятор младенца 6 класса реалистичности.
Высокая реалистичность позволила сократить разрыв между обучением и практикой, обеспечить наилучший перенос знаний и навыков лечения в неонатологии, без риска для пациента. С его помощью можно проводить манипуляции: билатеральную аус-культацию легких, аускультацию сердца, непрямой массаж сердца, снятие ЭКГ в 3 отведениях, кардиостимуляцию, дефибрилляцию, синхронизированную кариоверсию, пункционную декомпрессию, плевральное дренирование.
5. ВиртуКИД, манекен ребенка для СЛР.
Голова, шея и челюсти манекена с реалистичной артикуляцией, что дает возможность выполнения приема выдвижения нижний челюсти для высвобождения дыхательных путей. Раздельные легкие позволяют выполнять аускультацию при вентиляции, отрабатывать навыки оральной, назальной и пальцевой интубации. При ин-
тубации желудок манекена раздувается. Позволил отработать навыки: поддержание проходимости дыхательных путей, СЛР, пальпацию пульса плечевой артерии, сонной артерии, определение аритмии, измерение кровяного давления, дефибрилляцию, мониторинг ЭКГ, обеспечение доступа к бедренной артерии, внутривенные, внутримышечные, внутрикожные инъекции, кардиостимуляцию.
6. ВиртуБЭБИ.
Позволил вводить плевральную дренажную трубку, обучение обеспечению проходимости дыхательных путей, проведение дефибрилляции, обучение введению зонда для энтерального питания, установке назогастрального зонда, катетеризации мочевого пузыря, инъекции, внутрикостные инфузии, имитации пневмоторакса, ректальное введение лекарств с учетом различного возраста ребенка.
7. Преми, манекен недоношенного ребенка.
Позволил отрабатывать навыки вентиляции легких, интубации эндотрахеальной трубкой, введение назогастральных трубок, постановку пупочного катетера, внутривенные инъекции, постановку нефункциональных плевральных дренажных трубок, уходу за стомами.
8. Манекен новорожденного для отработки навыков
аускультации и мониторинга.
Позволил отрабатывать навыки пальпации переднего и заднего родничков, сагитального и венечного швов черепа, введение ректального тонометра, визуализации торакоабдоминальных движений, аускультации сердца, уход и обращение с новорожденными (укладка, пеленание, имитация кормления).
9. Ньюборн, манекен новорожденного.
Позволил отрабатывать навыки оральной, назальной и пальцевой интубации, масочную вентиляцию легких дыхательным мешком, оба варианта непрямого массажа сердца, введение назогас-трального зонда, аспирации содержимого, пупочной катетеризации, изучить имитацию и изменения пульса в динамике.
Выводы
1. В результате усвоения материала на данных моделях студенты изучили детские болезни, такие, как ожоги, удары электротоком, интоксикации (укусы ядовитых насекомых и животных), огнестрельное ранение, менингит, отравление метамфетамином, неотложная помощь при утоплении, черепно-мозговая травма.
2. В итоге изучения существующих модулей клинических сценариев студенты на практике освоили экстренную реанимацию в педиатрии и неонатологии, а именно купирования приступов астмы, асистолии, брадикардии, отравление различными лекарственными препаратами, помощь при дорожно-траспорт-ных проишествиях, электромеханической диссоциации, септическом шоке, наджелудочковой и желудочковой тахикардии, желудочковой фибрилляции.
3. В результате прохождения существующих модулей клинических сценариев студенты на практике освоили методики ухода за тяжелобольными детьми, имеющими ампутации вследствие остеосаркомы, муко-висцедозе, диабетическом кетоацидозе и пневмонии, жидкостно-электролитном дисбалансе, аспирации инородного тела, переломе лучевой кости и синдроме сдавливания, послеоперационное ведение пациента с послеоперационным осложнением (судороги, аллергическая реакция), почечная дисфункция на фоне острого стрептококкового гломерулонефрита, сепсис вследствие перфоративного аппендицита, химическая террористическая атака.
4. Обучение уходу в неонатологии, навыкам ухода за здоровым новорожденным ребенком, а также с врожденным нарушением сердечной деятельности, миело-менингоцеле, синдромом дыхательных расстройств, респираторно-синцитиальной инфекцией, септическим шоком после разрыва амниотической оболочки, судорожным синдромом.
5. Использование в образовании высокотехнологичных педиатрических роботов позволит добиться более точных, уверенных и командных действий в стрессовой ситуации.
библиографический список
1. Муравьев К.А., Ходжаян А.Б., Рой С.В. Симуляционное обучение в медицинском образовании - переломный момент // Фундаментальные исследования. 2011. № 10-3. С. 534-537.
2. Горшков М.Д., Свистунов А.А. Симуляционное обучение по специальности «Лечебное дело». М.: РОСОМЕД, ГЭОТАР-Ме-диа, 2014. 288 с.; ил.
3. Кубышкина В.А., Емельянова С.И., Горшкова М.Д. Симуляционное обучение в хирургии. М.: РОСОМЕД, ГЭОТАР-Медиа, 2014. 264 с.; ил.
4. Смирнова О. Н., Калмыкова А. С. Сравнительная эффективность лечения коагулопатий у детей // Вестник службы крови России. 2006. № 3. С. 18-22.
ОБ АВТОРАХ
Смирнова Ольга Николаевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской биохимии, клинической лабораторной диагностики и фармации Северо-Кавказского федерального университета. Телефон 8 (962) 413-74-93. E-mail: 79624137493@yandex.ru.
Смирнов Александр Александрович, доктор технических наук, профессор кафедры высшей алгебры и геометрии Северо-Кавказского федерального университета. Телефон 8 (962) 413-74- 93. E-mail: 79624137493@yandex.ru.
Smirnova Ol'ga Nikolayevna, Ph.D., assistant professor of medical biochemistry, clinical laboratory diagnostics and pharmacy North Caucasus Federal University. Phone 8 (962) 413-74-93. E-mail: 79624137493@yandex.ru.
Smirnov Aleksandr Aleksandrovich, Ph.D., professor of higher algebra and geometry of the North Caucasus Federal University. Phone 8 (962) 413-74-93. E-mail: 79624137493@yandex.ru.
