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编号:11629046
模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型的制作及教学应用
http://www.100md.com 2008年2月1日 《中外健康文摘·新医学学刊》 2008年第2期
模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型的制作及教学应用
模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型的制作及教学应用

     【摘 要】目的 制作模拟胸膜腔内负压及开放式气胸演示模型并应用于生理病理学实验教学。方法 按胸腔内负压及开放式气胸的产生原理设计制作演示模型,应用于病理学实验教学,与传统的动物试验比较,观察教学模型对对病理学实验教学质量的影响。结果 该模型可以直观演示胸腔内负压及开放式气胸形成原理及过程,教学反馈明显优于动物实验,并可提高学生测试成绩,节省大量实验动物。结论 模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型的制作科学、实用、先进,在医学院校生理、病理学实验教学中推广使用可以产生和很好的社会效益和经济效益。

    【关键词】模拟胸膜负压 开放式气胸 演示模型。

    【中图分类号】R-0 【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2008)02-0314-02

    胸膜腔内负压是由作用于胸膜腔的两种对抗力形成。由于胸膜腔内负压的存在,有助于肺的扩张。如果胸膜腔的密闭性受到破坏,气体进入胸膜腔,患侧胸内负压消失,肺因其回缩力而塌陷,失去随胸廓运动而张缩的能力,从而影响肺通气功能,导致呼吸循环功能障碍,这就是开放式气胸产生的原因[1]
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    在生理病理学教学实践活动中为了说明胸膜腔内是负压,多采用传统的家兔动物实验方法加以证明。但家兔动物实验只能通过水减压计的穿刺针插入胸膜腔内并观察到水减压计的液面向穿刺针(胸膜腔)一侧升高,以此来说明胸膜腔内是负压,并可见液面随呼吸运动而变化,吸气时液面向胸膜腔一侧升高,负压增大。呼气时液面降低,负压减小。当用穿刺针将胸膜腔穿通造成实验性开放式气胸时,可见负压消失,但不能看到肺被压缩及肺的舒缩功能受限的具体表现。使学生对胸膜腔负压及开放式气胸所产生的生理病理改变无更直观的感受,影响了生理、病理学实验教学的效果。

    为了解决家兔动物实验在胸膜腔负压及开放式气胸实验教学中的缺陷,根据胸内负压及开放式气胸产生原理及实验方法,我们设计制作了模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型,并应用于教学实践。

    1 材料和方法

    1.1 制作材料及模型结构
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    结构组成 1、模拟胸膜腔。2、模拟(左右)肺、3、模拟气管及支气管、4、模拟膈肌、5、呼吸运动标志活塞、6、捡压口、7、负压调节口、8、穿通口、9、动力部分。

    1.2 演示过程及原理

    (1) 先通过负压调节口,将胸膜腔抽(20ml气体)为负压。此时可见模拟(左右)肺扩张。

    (2)起动电机带动模拟膈肌产生舒缩运动,此时可见肺在胸膜腔负压及膈肌的作用下出现呼吸运动。在吸气时,胸膜腔扩大、肺的容积增大,呼气时,胸膜腔缩小、肺的容积减小。

    (3)在正常的呼吸运动下,如将水减压计的穿刺针通过检压口插入胸膜腔内,则可见水减压计液面向胸膜腔一侧升高,说明胸膜腔内压力低于大气压,胸膜腔内为负压。此时还可见胸膜腔内负压随呼吸运动而产生变化,当吸气时胸内负压值增大,呼气时胸内负压值减小。
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    如通过穿通口将穿刺针插入胸膜腔内(破坏了胸膜腔的密闭性-造成气胸)此时可见水减压计液面回到初始状态,肺被压缩,肺容积减小,肺的舒缩功能明显受到阻碍而导致呼吸循环功能障碍。该演示模型的演示结果完全和理论相吻合。

    1.3 教学应用

    自2006年起我们随机抽取护理、社区医学、妇幼医士等3个专业共114名学生用模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型进行胸膜腔负压及开放式气胸的实验教学,并在3个专业中随机抽取109名学生做对照组,用家兔做胸腔内负压及开放式气胸的实验演示;两组学生既往学业成绩无显著差异。学生完成实验学习后填写实验教学效果调查表,结果见表1,并就胸膜腔负压的形成原理及生理意义对两组学生进行测试,结果见表2。比较两组学生对实验教学效果反馈及测试成绩的差异。计数资料的显著性检验采用x2检验。

    2 结果
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    2.1 两组学生对实验教学效果的反馈见表1

    由表1可以看出,两组学生对实验教学效果的反馈有极显著差异,在掌握胸腔内负压原理、胸腔内负压的生理意义、增强观察分析问题的能力、对实验课印象深刻4个方面实验组均明显优于对照组。

    由表2可以看出,两组学生测试成在低分段 (70分以下)和高分段(80分以上)均有显著性差异,中等分数段无显著性差异。说明教学实验模型可以提高学生的考试成绩。

    3 讨论

    传统的胸腔内负压及开放式气胸实验教学用家兔动物模型完成,只能观察到胸膜腔内是负压及随呼吸运动而变化,且操作繁杂,穿刺技术要求较高。目前国内已有用小白鼠等其他动物代替家兔做胸腔内负压的实验教学演示方法,但仍然无法让学生直观了解胸腔内负压的形成原理及开放式气胸的产生原因。我们按照胸腔内负压及开放式气胸的形成原理首次在国内设计制作了模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型,该模型操作简便,不需动物,能直观地观察到水减压计穿刺针插入到胸膜腔内时,水减压计液面向胸膜腔一侧升高,还可见肺在膈肌及胸膜腔负压的作用下出现呼吸运动。在吸气时,肺的容积增大,呼气时,肺的容积减小。胸膜腔内负压随呼吸运动而产生变化,吸气时胸内负压值增大,呼气时胸内负压值减小。当破坏了胸膜腔的密闭性时就造成了气胸,可见肺被压缩,肺容积减小,肺的舒缩功能明显受到阻碍而导致呼吸循环功能障碍。该演示模型操作简便,教学效果直观,能反复演示,克服了动物实验在胸腔内负压及开放式气胸实验教学中存在的缺陷。
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    此外,传统的胸腔内负压及开放式气胸实验用动物来做,开支较大。以每班8个组,每组7人,每组一只实验动物计算,每次实验需8只动物,整个实验约需(每班每次)450~600元,并且7个人观察一只实验动物不会有理想的教学效果,而模拟胸膜腔负压及开放式气胸演示模型能让每个同学亲自操作演示,做到边操作边观察,效果远远超动物实验,基本可以代替动物实验做胸腔内负压及开放式气胸实验教学,可节约大量教学经费及实验动物。该模型经实际应用于教学,证实能显著提高胸膜腔负压及开放式气胸实验教学效果,提高学生测试成绩。因此,我们认为,该模型具有较高的教学价值,在各医学院校应用推广后可产生很好的社会效益和经济效益。

    (注:该图片所示模型为手工制作)

    注:该演示模型已获得国家发明专利,专利号:ZL200520022615.0

    参考文献

    [1] 胡琦,徐光尧,陆亚一,等.生理学[M].安徽:安徽科学技术出版社,1995,8, 百拇医药(张大新 余 珊 王 玲 齐 瑞 张 瑛 李力承)


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