虚拟实验

实验原理

本虚拟仿真实验将白内障患犬的接诊检查、手术术前准备、手术操作和术后护理等过程通过三维建模和交互式程序设计给学生以沉浸式体验,高度模拟真实手术操作,使复杂的实验操作具体化,易于掌握,便于学生快速了解白内障的治疗原理和手术技术,高质量地掌握教学内容。

手术动画演示采用了眼球的三维动画模型进行,不仅可以清晰呈现眼球的角膜切口、前囊、晶状体、后囊等微细结构,而且可以生动展现撕囊、超声乳化等手术核心操作技术。交互操作时,采用视角拉近和局部特写的方式细致模拟了手术操作过程,具有较高的仿真性。

(1)白内障的诊断:白内障是造成犬猫视力障碍或失明的主要眼疾之一,发病后对犬猫的行动与生活影响巨大。临床中常用视诊晶状体浑浊程度、威吓反射试验、瞳孔间接对光反射试验,并结合临床症状和使用裂隙灯、眼压计、超声和CT等仪器进行诊断。当犬猫的晶状体失去透明性,瞳孔变为蓝白色或灰色,具有珍珠样光泽,视力降低或消失时即可怀疑患有白内障;裂隙灯检查显示晶状体周边或后极部有点状混浊或水疤样改变;超声检查则显示晶状体前后囊及皮质区呈条带状强回声反射。

(2)术前检查:术前检查一般包括动物体格检查、血常规和生化检查、凝血功能检查等。目的是评估动物肝肾器官、循环系统、呼吸系统的功能,降低手术和麻醉风险,并为手术用药、制定合理的麻醉及手术方案提供依据。

(3)无菌技术:无菌技术是在手术操作过程中,保持无菌物品、无菌区域不被污染、防止病原微生物侵入机体的一系列操作技术。从手术人员术前准备开始至手术结束,无菌技术贯穿始终。良好的无菌操作不仅对手术的顺利进行和伤口的正常愈合起到重要的作用,而且是兽医从业人员专业素养的生动体现。

(4)吸入麻醉技术:吸入麻醉作为一种安全、有效的全身麻醉方法,具有起效快、代谢迅速、可控性强、副作用小等优点。实验中犬吸入麻醉的流程为:首先使用剂量为6-8mg/kg体重的丙泊酚静脉推注进行诱导麻醉,待诱导麻醉成功后使用喉镜辅助插入气管插管,确认正确插入后连接呼吸麻醉机,按照“氧流量3L/min,异氟烷浓度3%,维持3min”的原则进行吸入麻醉,待动物呼吸平稳后适量降低氧流量和麻醉浓度。在以上操作过程中,需要不断监护动物生命体征,防止意外情况的发生。本虚拟仿真项目高度还原了这些过程。

(5)心电监护技术:心电监护仪能实时监控手术过程中动物的多项生理指标,如心电图、血压、呼吸频率、体温、血氧饱和度、呼吸末二氧化碳浓度等,具有信息采集、智能分析和提示预警等功能。由于动物麻醉和手术操作均存在一定的风险,动物可能出现多种手术并发症,心电监护仪能第一时间将动物的生理指标传达给监护医师,有利于预防手术并发症和降低手术风险。实验中心电监护仪的使用与人医临床基本相似,使用时首先除掉探头夹持处的被毛,按照指示将所有探头夹持在对应部位,为了保持良好的接触,将少量耦合剂涂在探头与皮肤接触部位,待心电监护仪屏幕显示出正确的波形和数据时,即可开始监护。本虚拟仿真项目高度还原了这些过程。

(6)超声乳化技术:超声乳化技术的原理是在强超声波作用下,液体内部会产生大量的气泡,小气泡随着超声振动而逐渐生长和增大,然后又突然破灭和分裂,分裂后的气泡又不断变大和破灭;这些气泡急速崩溃时在气泡内产生了高温高压,同时气泡周围的液体高速冲入气泡并在附近液体中产生了强烈的局部激波,从而产生了超声的粉碎、乳化作用。近年来,临床应用表明,白内障超声乳化摘除联合人工晶体植入术已成为白内障手术最常用的手术方式。实验中使用的是角膜微创切口超声乳化术,即在眼球10点钟方向,距角巩膜缘后方0.5-1.0 mm处切一小切口,同时在眼球侧方2点钟方向做一辅助切口,利用超声乳化仪对晶状体进行灌注、乳化、抽吸等操作处理,有效的将晶状体皮质部物质完整的移除,减少了术后葡萄膜炎的发生,为人工晶体的植入提供了良好的空间基础。本虚拟仿真项目高度还原了这些过程。

(7)术后护理:术后每天用抗生素、散瞳剂(阿托品)、地塞米松等药物点眼,必要时可以局部联合应用庆大霉素、地塞米松等在眼眶边缘注射,每天1次,连用3~5天。术后戴项圈10~14天,防止犬猫的前肢抓伤眼睛。另外,手术后的犬猫需要定期复检,特别注意患眼视网膜、角膜是否有异常的情况出现。