外科学模拟教学是近年来医学教育领域的重要创新，旨在通过高仿真模拟技术为医学生和外科医师提供安全、可控的实践环境。这些技术不仅能够还原真实手术场景，还能通过即时反馈和数据分析帮助学员提升操作精准度与决策能力。模拟教学突破了传统临床教学中患者资源有限、伦理风险高的限制，允许学员在无风险环境下反复练习复杂术式。其次，模拟教学可标准化培训内容，减少因教师个体差异导致的教学质量波动。此外，标准化病人（standardized patient, SP）在临床问诊、查体、医患沟通环节的实训与考核中也起到了重要的作用。目前，外科学模拟教学结合标准化病人的综合教学模式已成为外科学教学的主流方式，然而在实践模拟教学结合标准化病人的综合教学过程中，这种教学模式仍存在其不足之处：
（1）理论实践脱节
现代临床医学教育正面临理论与实践严重割裂的挑战。有研究显示，仅41%的医学生能在首次临床接触中正确应用理论知识，且诊断错误率高达34%
[1]。尽管模拟教学结合标准化病人训练考核模式，初衷就是帮助医学生实现从理论向临床实践的“软着陆”，但仍存在“模块化”“碎片化”的问题。通常根据主题，采用分站式教学与训练，如1号站为SP问诊+查体站，病种为急性胆囊炎；2号站为模拟人操作训练，操作为外伤失血性休克的抢救；3号站为医患沟通，病种为急性化脓性胆管炎；4号站为操作站，操作为外科缝合。尽管已经在尽力模仿临床案例中的元素，但由于过于模块化设计，导致难以模拟临床接诊患者从诊断到思维到治疗的全过程，医学生还需要在进入临床阶段后花费一段时间，才能将医学知识融入临床工作，并不是真正的“软着陆”。
（2）标准化病人资源不足
经严格培训的标准化病人数量相对不足，难以将其普及应用于临床教学。美国医学院协会报告显示，每所医学院平均仅有12~15名经认证的SP，远低于年均2 000学时的教学需求
[2]，而国内的医学教学SP数量可能更低。
其次，标准化病人质控因素也对临床教学质量有着一定的影响（标准化病人培训质量，不同标准化病人应对不同学生问诊及查体反馈不同，同一标准化病人在不同时间，由于各种原因，如疲劳、分神等，对学生反馈也不尽不同）。研究显示，SP对“疼痛程度”的描述存在显著个体差异（VAS评分标准差达±1.8），而针对SP个体状态波动研究显示：疲劳导致SP反馈延迟时间从1.2 s（初始）增至3.5 s（4 h后）（
P<0.05）
[3]。
另外，大批量使用标准化病人的人力成本也是现实医学培训不得不面对的问题。同样来自国外的研究提示，SP培训人均成本达$8 500/年，而使用频次超过5次/周时表演一致性急剧下降
[4]。
（3）手术操作伦理风险与技术限制
由于伦理原因，医学生实习阶段外科手术教学通常只能以见习或作为助手参与手术的形式进行。医学生只能利用简单的模型模拟简单手术操作（如切开、缝合、打结等），并不能起到特定病种相关手术教学的目的，目前采用的腔镜模拟干箱以及AR/VR手术模拟系统可部分解决这一难题
[5]。
（4）现有医学模拟教学方法局限
现有医学模拟教学往往为分站模块化，比如问诊站、查体站、操作站，往往无法模拟临床从接诊一名患者到完成诊断、处理、治疗的全过程。同时，在传统教学模式中，每一站环节中的问诊信息遗漏、查体信息遗漏或动作错误、诊断遗漏或决策错误，只能在该站的成绩和复盘中体现并加以反馈，受试者难以体会以上错误如果发生在真实患者接诊过程中可能导致的不良后果。
基于此，本研究提出了一种新的临床医学教学方法，即全剧情一体化模拟教学（integrated scenario-based simulation training，ISST）。其特点在于全剧情一体化，即医学生模拟从接诊患者、临床问诊、查体，通过医学知识和临床思维，完成临床诊断、鉴别诊断、临床决策，衔接模拟手术。整个模拟教学方式通过AI问诊系统、设定程序的模拟人查体系统，以及模拟腔镜手术系统完成。
1 研究对象和方法
1.1 研究对象
研究对象设定为临床医学（五年制）四年级学生，纳入标准为已完成外科学理论课程（含阑尾炎章节），未进入临床实习。排除标准为未完成外科学阑尾炎章节理论学习，或已有临床实习经历者。
1.2 研究方法
采用急性阑尾炎作为模拟教学案例，病例设计为一例转移性右下腹痛8 h，症状体征典型的急性阑尾炎病例。核心症状为转移性右下腹痛、发热（38.2℃），核心体征为麦氏点压痛阳性，反跳痛阳性。教学与考核的核心内容为：病史问诊，诊断、鉴别诊断与临床决策，模拟手术操作。
研究对象采用简单随机分组，分组原则为学生学号尾数，尾号单数者入试验组，尾号双数者分入对照组，未对包括性别、既往成绩等因素进行加权。样本量基于预实验数据计算得出，预实验显示新型教学法在关键症状识别时间上可产生大效应量（Cohen’s d=0.85）。通过功效分析（α=0.05双侧检验，power=0.80）计算表明，该样本量能够可靠检测中等偏大以上的效应量（d≥0.72），对于预期的大效应量实际统计效能可达91.0%。样本量设计考虑了20.0%的脱落率，并采用1∶1均衡分配，确保研究具有足够的科学性和检验效力来比较两种教学方法的差异，得出每组25例，共50例的样本总量。
1.2.1 试验组教学流程与方法
试验组教学流程采用共用模拟病例背景下的四站式架构，即AI问诊、模拟人查体、临床决策、模拟手术。
AI问诊阶段 受试者通过语音/文本与AI交互，交互过程中完成关键指标记录，包括关键症状转移性腹痛、发病诱因、病程事件、发热、恶心呕吐等合并症状，女性患者月经史询问率、既往史询问等。完成问诊后，受试者通过在诊断库中选择主要诊断、次要诊断，以及鉴别诊断后提交。问诊时间15 min，12 min时提示剩余3 min，14 min时提示1min倒计时，并强制受试者进行诊断与鉴别诊断内容输入。AI软件内置各种预设病种相关剧本剧情，以AI实现实时语义分析+语言文字反馈，模拟真实患者问诊场景。提供问诊覆盖率及时间效率反馈。病例库支持新案例持续写入以及旧案例内容的更新，同时根据使用者反馈，及时修正更新案例内容。
模拟人查体阶段 系统预设体征，包括基础设定（体温38.2℃、HR 92次/min）、动态反馈（压力≥5N时模拟人发声模拟呻吟、模拟麦氏点压痛，压力释放时同样模拟呻吟、模拟反跳痛）。体格检查限时10 min，10 min后受试者如尚未完成查体，则按程序切换至感染性休克相关体征，并提示受试者终止查体进入临床决策阶段。模拟人型号TRAUMA HAL S3040.50，提供高仿真模块（如腹痛位置可调，对于大于5N的查体压力提供等效于压痛的模拟人声效反馈，肝肿大分级可调等），生命体征提供实时屏幕显示（触控屏生命体征监测，随模型内部潜在生理特征变化实时更新，给予颜色、位置警报等反馈；3导联/4导联心电图，体温、脉搏、心率、血压，大动脉搏动与心率同步，呼吸形态可调节）。
临床决策阶段 受试者再次确认模拟人诊断/鉴别诊断，并给予修正机会，口述或书面输出目前阶段临床处理及手术计划的临床决策内容。如受试者仍诊断错误，给予进入第三站虚拟腹腔镜手术环节，在腹腔内探查环节给予最后受试者更正诊断机会。记录受试者从开始临床决策到提交手术决策的时间。如在手术环节更正诊断且诊断正确，手术开始到更正诊断的时间也计入总决策时间内。
模拟手术阶段 采用腹腔镜手术模拟系统进行模拟手术，本例选择急性阑尾炎大类下的2级难度手术（急性化脓性阑尾炎），采用系统内嵌手术评分系统进行本阶段评分。
1.2.2 对照组教学流程与方法
问诊阶段采用SP按标准剧本表演（包含故意遗漏的线索），受试者询问病史。模拟人查体采用SP依照预定剧本模拟急性阑尾炎相关症状体征。考官人工记录问诊完整性（按评分表评分）、查体手法规范性、决策总耗时（秒表计时）。模拟手术阶段同试验组。
1.3 教学评估方法
1.3.1 临床决策时间
临床决策时间为本试验关键量化指标，定义为从受试者接触患者开始直到完成治疗决策的总耗时，试验组为在设定病例剧情下连贯完成AI问诊→模拟人查体→完成手术指征判断的总时间，对照组为问诊站+SP查体站+临床决策站三站耗时总和。试验组与对照组各环节具体临床决策时间终点判定标准如
表2所示。
1.3.2 关键信息识别及时间
本研究模拟病例采用急性阑尾炎案例，问诊阶段的关键信息设定为“转移性右下腹痛”。研究中记录受试者从开始问诊，到触发“转移性右下腹痛”信息所消耗的时间。查体阶段关键信息设定为“麦氏点压痛”及“麦氏点反跳痛”的检出，记录受试者是否触发这两项查体内容，检出时间不作记录。
1.3.3 最终诊断准结果
受试者在问诊、查体完成后完成初步诊断。临床决策阶段给予第一次修改诊断机会，若在此阶段修改为正确诊断，则仍视为诊断正确不予扣分。模拟腔镜手术过程中，探查阶段给予第二次修改诊断机会，此后不给予修改诊断机会。受试者最后确定的诊断作为最终诊断。
1.3.4 统计分析方法
采用SPSS 22.0（SPSS © ; Chicago, IL）对数据进行分析。连续变量以(x±s)表示，定性变量采用χ2检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 研究对象一般情况
共纳入50例研究对象，均来自上海交通大学医学院临床医学五年制四年级医学生，已完成外科学阑尾炎章节理论学习，且未开始临床实习，其中试验组（一体化模拟教学）25例，对照组（传统模拟教学）25例。
2.2 试验结果
临床决策时间结果，试验组平均(22.7±1.2)min，决策时间少于对照组的(25.3±2.1)min，差异具有统计学意义（
P<0.001），提示试验组受试者相比对照组能够更快做出临床决策。转移性右下腹痛（关键信息）提及时间，试验组2.1min，少于对照组的3.8 min，差异具有统计学意义（
P<0.001），提示在问诊阶段，采用AI问诊的试验组相比真人SP问诊能够更快问及关键信息。查体阶段，麦氏点压痛检出率（试验组100.0% vs. 对照组92.0%）、反跳痛检出率（试验组96.0% vs.对照组92.0%），试验组均略高于对照组，但其优势无统计学意义。最终诊断准确率，即准确达成急性阑尾炎/急性化脓性阑尾炎诊断，试验组96.0%高于对照组80.0%，差异具有统计学意义（
P=0.024）。试验结果数据总结如
表3所示。
3 讨论
理想的医学模拟教学，应当最大程度地模拟临床实际诊疗全过程，即完整模拟临床教学病种的问诊、查体、诊断、决策、治疗全过程，同时兼顾教学效率、教学成本。在外科学模拟教学领域，整合模拟教学的理念也随之应运而生，而且在不同亚专科的模拟教学创新研究中也有实践及文献报道
[6-7]。现有文献报道中整合模拟教学理念主要体现在手术操作模拟训练中，包括术前规划、术中操作（如解剖识别、止血缝合）和术后评估的整合评估与复盘，旨在提高模拟手术训练的实训效果，缩短医学生/医师从零基础到实践真实手术的学习曲线
[8-9]。随着AR/VR以及AI技术的推广发展，在外科学模拟教学中运用AR/VR技术实现手术模拟的真实化，可以提高医学生/临床医师手术学习的效果和效率
[10-11]。AI技术在外科模拟教学领域也已被应用于模拟问诊、临床决策、模拟手术，以及相关的实训评估
[12-15]。
本研究提出全剧情一体化模拟教学，并在外科学模拟教学中试验性开展，旨在模拟问诊、查体、临床决策、手术治疗全过程，即模拟临床收治患者后整个诊断+治疗全过程，通过整合理论教学内容，在模拟问诊+查体+决策+手术的全剧情临床案例中由医学生进行信息采集、临床诊断、临床决策，最终达成治疗的完整模拟实训。本教学试验结果体现出全剧情一体化模拟教学相较于传统模拟教学的优势所在，在问诊阶段的AI问诊和传统SP问诊中，关键症状识别时间方面试验组受试者能够更迅速地达到关键症状识别；临床决策时间方面，试验组也得到更快的时间数据。最终诊断准确率，试验组也具有较好的表现。另外，尽管差异无统计学意义，查体阶段试验组在查体准确率的数据仍体现出优势。以上试验结果也符合试验设计时的初衷和预期。通过教学后学生问谈反馈，学生对全剧情一体化模拟教学反馈更积极，这一模式能够更好地模拟临床从接诊患者、问诊、查体到手术的全过程。从知识点层面，可以很好地在一体化模拟教学下，在一个案例中达成基础学科（如解剖学、组织胚胎学）、桥梁学科（生理学、病理生理学、药理学）、临床学科（外科、内科）等医学相关学科知识点的横向整理和纵向串联，从而立体化运用到实战案例分析与操作中。而传统多站式考核模式相对将这种完整性割裂开来，不能很好地模拟临床真实场景，受试者也容易有“出戏”的主观感觉，在信息串联方面存在一定隔阂。
本研究在模拟问诊阶段采用AI软件模拟问诊这一新技术，在实践过程中体现出相对传统SP问诊的优势：（1）同质化。由程序预设案例内容智能回答受试者问诊，不受SP水平与状态影响，保证问诊环节结果同质化，评分相较于传统模式更为客观。（2）复盘与分析能力。AI问诊系统不仅对学生问诊内容给出反馈，还能对问诊过程信息准确详细地记录用于实训后复盘，除了主要实训目标外，还能够通过复盘问诊过程中的数据反映出受试者问诊过程中的亮点或不足之处。如本案例教学中，尽管试验组100.0%的学生都得出正确的急性阑尾炎主诊断，但通过AI系统记录与分析，反映出考生一定程度的思维定势与思维偏差，比如12.0%的学生过早锁定了急性阑尾炎的诊断（尚未询问月经史、婚育史及妇科疾病史，未充分排除妇科疾病），8.0%的学生在问诊过程中存在重复询问已获知的信息，体现出信息整合能力和问诊逻辑性有待进一步加强。
查体阶段，本研究试验组采用模拟人查体，将麦氏点压痛、反跳痛检出率作为关键点，模拟人麦氏点压痛压力≥5N触发反馈，预设症状体征同质性强，可避免SP表演的主观性或不可控性。既往的SP模拟查体复盘中，由于SP模拟查体时反馈差异或欠缺，腹部触诊时由于刺激或痒的因素，会出现错误的假性腹部压痛、反跳痛、肌卫结果输出，使受试者误解信息，相应在模拟人体征上可更同质化输出查体信息。
在实践中，AI问诊以及模拟人查体也体现出须改进或加强的因素。目前使用的AI问诊仍处于学生面对屏幕与程序对话阶段，尽管通过程序内模拟输出患者语音与画面，但相对真人问诊的拟真性是不足的。这点有待进一步升级，如将模拟问诊的场景更真实化，引入VR设备与技术增强身临其境的模拟感。现实代入感不强的问题同样存在于模拟人查体中，模拟人查体的触感、反馈、以及代入感与真人的差距尚有待技术上的改善与升级，比如进一步模拟真实压痛、反跳痛、肌卫的触感等。
4 结束语
本研究结论提示全剧情一体化模拟教学相对于传统分站式模拟教学而言，纳入受试者数量能够较好地模拟临床接诊患者后的诊疗全过程，具有模拟度高、同质化强、复盘信息详实、受试者体验度佳等优势，然而限于入组受试者数量及入组医学生年资，尚需后续更大规模的模拟教学实践数据，以及纳入其他年资、其他学制的医学生，进一步体现与证明全剧情一体化模拟教学在外科模拟实训中的优势与价值，助力医学模拟教学发展，以培养更多合格的医学专业人才。
上海交通大学医学院附属第九人民医院2024年度院级教学项目“腹腔镜干箱实训结果的教学质量监控模块”(JYJX03202404)
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