Виртуальный пациент как система моделирования в медицинском образовании
Виртуальный пациент (англ. Virtual patient) - устоявшийся термин, означающий интерактивные системы моделирования, используемые в медицинском образовании.
Впервые термин виртуальный пациент появился в 1971 г. На начальном этапе для моделирования применяли бумажные кейс-технологии. С развитием информационных технологий в медицинском образовании начали разрабатывать и использовать интерактивные компьютерные программы моделирования клинических процессов.
На сегодня концепция виртуального пациента сочетает научный базис, современные компьютерные технологии и инновационные технологии игрового обучения (game-based learning).
Технология обучения на базе виртуальных пациентов построена на ролевом принципе, согласно которому студент чувствует себя на месте врача, видит последствия принятия своих решений (относительно диагноза и алгоритма лечения пациента), а также несет всю ответственность за последствия своих действий. Реальность профессиональной ситуации создает особую эмоциональную атмосферу, которая способствует усвоению учебного материала и повышает качество обучения. Существует несколько форм и средств реализации виртуального пациента, для которых главным принципом остается интерактивность, основанный на моделировании действий врача и развития технологии обучения.
Основным типом термина виртуальный пациент такой, который базируется на множестве определенных сценариев, в которых используют в основном линейные и разветвленные сценарии, реализуемые в виде интерактивной компьютерной программы, которая моделирует клиническое мышление и действия врача на этапах обследования пациента, установлении диагноза и процесса лечения. Сценарий на этапе проектирования представляет граф древовидной структуры, в узлах которого размещается информация о состоянии пациента и выбор возможных действий врача. Задачей студента является принятие правильного решения на каждом шагу. Для разработки системы виртуальный пациент и его дальнейшего совершенствования сейчас используют инструментальные системы дизайна с WYSYWIG-интерфейсом, который позволяет реализовать режимы для разработчика и для пользователя. Современные системы разработки «Исходное» обеспечивают способность размещать мультимедийные элементы и использовать для работы мобильные устройства. Примером такой системы является web-ориентированная система OpenLabyrinth, которая распространяется по лицензии Freeware. Она одновременно может рассматриваться как e-learning system, поскольку имеет развитую систему менеджмента процесса обучения студента.
Для разработки сценарий-ориентированных моделей существует теория виртуального пациента, которая позволяет использовать различные педагогические модели (framework) при создании кейсов виртуального пациента. К ним относятся линейные пассивные кейсы (linear-passive cases), линейные интерактивные кейсы (linear-interactive cases), разветвленные кейсы (branching cases) и авторские студенческие кейсы (student-authored cases). Сценарий-ориентированные виртуальных пациентов активно используют как неотъемлемую часть проблемно ориентированного обучения в медицине.
Вторым типом виртуального пациента есть искусственный пациент (artificial patient), под которым понимают систему компьютерного моделирования организма человека или системы организма на разных уровнях: биохимическом, клеточном, физиологическом или в целом. Такая модель виртуального пациента используется для моделирования действия лекарственных препаратов различного состава на организм человека, позволяет прогнозировать изменение состояния системы организма и раскрывает фармакологические механизмы этого действия. Она также позволяет моделировать действие различных физических природных факторов, а именно: давление воздуха, повышение концентрации газов в воздухе (O2, CO2, CO и др.), гравитации и тому подобное.
Виртуальный пациент такого типа базируется на модель-ориентированной концепции (model-based), которая реализуется на разных технологиях. Как технологии выступают программы на базе математических моделей системы организма различных уровней. На конечном этапе предполагается полная реконструкция персональной модели человека с уровня персонального генома (метаболона - виртуальной клетки - виртуального органа - виртуальной системы (физиологической) - модели виртуального человека) до уровня виртуального пациента.
Лозунг группы исследователей BioUML: «От виртуальной клетки к виртуальному пациента» (www.biouml.org). На самом высоком уровне относительно этого есть международный проект Virtual Physiological Human (VPH) (physiomeproject.org), начало которого датируется 1993 Модель VPH должна интегрировать всю доступную медико-биологическую информацию о пациента в виде сгенерированной модели виртуальных пациентов, на которой можно прогнозировать фармакотерапии и влияние других физических факторов. Итак, виртуальный пациент этого типа может быть полезным и для обучения студентов фармацевтических специальностей.
Отдельно следует отметить проект виртуального пациента ученых Университета Мэриленд (Maryland Virtual Patient, MVP), в котором был разработан когнитивную модель виртуального пациента, основанной на знаниях о человеке, который болеет (knowledge-based model). Созданная программа виртуальный пациент рассматривается как «двойной агент», одновременно отражает физиологическую и когнитивную составляющие больного человека. Симуляция этого типа понятия базируется на онтологической модели анатомии и физиологии человека.
Литература
- Ellaway R., Poulton T., Fors U. et al. Albright Building a virtual patient commons // Med. Teacher. — 2008; Harless W.G.,
- Drennon G.G., Marxer J.J. et al. CASE: a Computer-Aided Simulation of the Clinical Encounter // J. Med. Educ. — 1971. — May.