医学模拟技术逐渐衍化为由低到高的五种类型：基础解剖模型（basic anatomic model）、功能训练模型（partial task trainer）、计算机辅助模型（computer-based trainer）、虚拟培训系统（virtual reality training system）、生理驱动型模拟系统（physiology driver simulator）或全方位模拟系统（full environment simulator）。

广义的医学模拟技术还应包括标准化患者（SP）的培训和使用。SP是指从事非医疗工作的正常人，经过培训后能准确表现患者的临床症状、体征和（或）病史而接受临床检查者，用于医学生及初级医师的培训和考核，具有被检查者、评估者和指导者三种能力。

基础解剖模型是展示生理解剖结构或病理解剖结构的模型，用来研究人体局部各器官组织间的关系，即人体各局部是由哪些骨、肌肉、血管、神经及内脏等组成，及组成该局部的各器官间是以何种方式相互组合，是最早出现的所谓“医学模拟技术”。

在中国，公元1736年，蒙古族医生觉罗伊桑阿用袋装笔管模拟骨关节进行整骨教学，开创了人体解剖学基础局部模型的先河。印刷工艺、材料科学和制作工艺的快速发展推动了基础解剖教学用具的发展。现今的很多知名生产厂商都具有百余年的历史，其产品的优劣在于其外形的逼真程度。人体解剖挂图和解剖教学幻灯片是最普遍使用的基础解剖教学用具，以精练写实的画面清晰地展示出人体的各个部位、器官及其结构位置关系，是教授医学基础原理的绝佳素材，广泛应用于课堂教学。

人体结构的解剖模型是另外一个重要的解剖教学用具。制作工艺精良的模型，无论颜色、质感都与真实人体相近，既有人的大体结构模型，也有专门展示人体某一器官组织（如肌组织）的模型，有的还以鲜艳的颜色突出地标注出分布复杂的血管、神经等结构。另外，对于一些细微结构，如皮肤、眼球、内耳等，可以按照比例放大制成模型，清晰地呈现微小器官之间的结构位置关系，其效果远远优于书本文字和图片描述。图1－1－1是人体喉部解剖模型，该模型显示了喉部的软骨、韧带、喉肌、血管的分布，展示了喉部会厌软骨的运动过程，帮助学生了解呼吸道和发音器官的形态和结构。

基础解剖模型的使用，使得枯燥的理论学习变得生动、易懂，不仅可完成生理状态的解剖示教，还可以教授一些器官的结构与功能的联系，教授一些较为复杂、抽象的生理过程，如心肺的血液循环、骨关节的结构功能等。基础解剖模型应用于课堂教学和实践教学中，能帮助学生建立起形象直观的人体解剖知识框架。

局部功能训练模型提供了对人体一个或多个局部功能的模拟，或者是对一种或多种医学操作的模拟，可以使学生对某局部功能进行了解，在某个医学操作方面得到训练，是一种裂解的、单一的训练。这类模型的核心技术取决于所选材料在质感、颜色和外形上的仿真性。

局部功能训练模型分为两大类：一类是常见的局部功能模型，包括急救模型、护理模型和各类专科模型（即内科、外科、妇产科、儿科、五官科等专科模型）；另一类是非常规局部功能模型，它不一定做成人体或器官的形状，但同样可以模拟和展示人体的器官功能，如护理人员曾经用橘子练习注射技术。图1－1－2展示的是气管切开护理模型，该模型的主要特点和功能包括：①精细的解剖结构：咽、会厌、气管、食管及气管切开区、环状软骨、左右支气管树等；②气管切开护理练习；③可经口腔吸引术练习；④模拟练习气管套管的清洁和护理技术。

局部功能训练模型主要用于训练学生的单项临床操作技能，练习特定的任务。这种任务训练器由一个代表身体的部分（如胸腔或腹腔）与测量学生操作技能的感觉器连接而成，可以进行静脉穿刺、抽血、心导管和胸导管置入等。它可以使学生对人体某局部或某系统或某一学科的解剖结构和生理以及疾病的发生、发展过程进行更直观、更形象化的认识，帮助学生在没有任何外界压力的情况下，利用模型反复进行各种临床操作技能的训练，从而更好地掌握各种技能操作的要领，提高熟练程度，减少操作不当带来的严重后果以及给患者造成的痛苦，减少医疗纠纷。另外，局部功能训练模型不但具有示教、练习功能，而且还可以用于对学生临床操作技能的考核。

计算机辅助模型是通过计算机软件将具有各种医学操作和人体体征的模型有机地结合起来的模型，通过计算机软件来实现对某一个或某一系列操作过程的控制。这种模型在一定程度上综合了一部分单独功能训练，通过调整系统的电脑程序，选择各种病例，进行相关内容的教学和测试，使学生得到一个完整医学治疗过程的训练。

计算机辅助模拟系统一般包括一个整体模型人、计算机交互模块、一套软件及笔记本电脑。整体模型人是医疗操作的载体；计算机交互模块将模型与电脑相连；计算机可自动对学生的处理进行记录。图1－1－3为心肺听诊模型，借助软件，该模型可以生动地再现近百种心音听诊，包括心率﹑心律﹑心音改变以及额外心音﹑杂音﹑心包摩擦音和少见心脏病的讲解并听诊等，同时在仿真患者的相应部位可实现心音传导的听诊及震颤的触诊；可进行70余种呼吸音听诊，包括正常呼吸音、异常呼吸音以及附加音等，同时配合生动形象的图片、动画，进行肺部听诊方法及听诊内容的讲解；还可以将11种三音律汇总，教师和学生可选择任意两种心音进行对比，让教学更加具有互动性，同时对其他易混淆的心音进行对比，在模拟人的相应部位，可分别出现两种对比的心音，加强学习效果；提供10余对呼吸音鉴别，以图表方式相互论述，在仿真患者的左、右肺部，可分别听到这两种易混淆的声音。

与局部模型相比，计算机交互式模拟系统既有针对单项临床操作的训练（体格检查、静脉穿刺、气管插管等），也有针对某一病例所进行的一系列处理，如分娩过程、基本生命支持或高级生命支持的学习等，适用于对某一系列基本操作过程的学习和考核。

计算机辅助模型依靠强大的软件功能，可以自主设置病例，实现完整的治疗过程，学生不但可以进行临床技能的训练，还可以提高临床思维能力、独立救治能力和应变能力。在自设病例考核系统计算机界面上，可以显示模拟患者的主诉、生命体征等；该系统可以自动记录学生的操作；指导教师通过菜单与学生进行交流；学生可以进行一系列操作，如对心电图进行判断，根据不同心电图给予不同的处理等。教师在自主设置病例时，如果做出一个处置，必须同时设计出其对生理系统所产生的各种影响。

虚拟培训系统是高端模拟技术发展的另一个方向。虚拟培训系统将电脑软件与电子硬件载体完美结合，通过计算机生成一个完全互动的患者环境和病情，将医疗操作中的视觉、听觉和触觉融为一体。学生通过电脑屏幕看到人体内部的解剖结构，听到患者反应的声音；同时，通过作用于电子硬件载体的“力反馈”技术，真实感受到自己在医疗操作过程当中的各种触觉信息。

图1－1－4是虚拟静脉注射培训系统。该系统是一个用于静脉注射训练的全面、互动的自我学习系统。该系统有强大的三维图像提供逼真的视觉效果，有最先进的压力反馈装置以准确模拟接触和穿刺的感觉，虚拟患者可以产生流血、瘀伤、肿胀及其他相关生理、病理反应，让学生获得真实的经验。该系统提供了各种手臂、完整的教学方案及不同程度的练习单元，让学生培养专业临床思维和决策能力。此外，该系统还有来自内科、外科、创伤科、老年科和儿科的150余种病例，每个病例都是特别为医生、护士、急救人员或军队医护人员设计的。系统提供40种独特的患者手臂，包含不同的人体解剖和生理状况，如男性、女性、儿童、老年、创伤和烧伤等详细的信息；导师影像和动画让学生能快速了解如何改善他们的表现和扩展他们的知识面，适时和有效的评估报告对学生提供反馈，让他们改善技能；病例具有全面的信息，告诉学生所需要的临床信息，以执行每个过程，建立作出决定的能力，挑战他们的知识，从而进行逼真的静脉注射训练。解剖查看器使用最先进的互动三维模型，让学生熟悉有关的解剖情况，学生评估每一个病例和在模拟的医疗过程中，从超过12种工具中选择正确的工具。

美国Immersion公司作为虚拟技术的鼻祖，首先开发了内镜、腹腔镜及心血管介入手术等虚拟培训系统的产品，英国伦敦帝国理工大学医学院、英国诺丁汉大学医学院、美国斯坦福大学医学中心、美国西奈山医学院、香港大学医学院等众多顶尖国际医学学府已将其用在了内镜、腹腔镜及心血管介入手术等微创手术专科技能的培训中，并取得了很好的效果。

随着虚拟现实技术的发展，有望通过电脑合成虚拟的人体或人体某局部结构，进行各种外科、妇产科创伤手术、内镜手术（包括各种腹腔镜手术）、心脏、冠状动脉、肾动脉及髂动脉等介入微创手术，尤其是某些精细手术（如眼外科和脑外科等）操作的训练。

20世纪90年代，现代仿生学和电脑软件技术实现飞跃，具有“生理驱动功能”的真正意义上的高端医学模拟系统诞生了。生理驱动型模拟系统即全方位的模拟系统，也称为高级仿真模拟示教人，在技术和人性化方面是当今世界最完善的，它集心血管、呼吸、药代动力学、神经、泌尿生殖系统等生理和病理生理学功能、药理学功能以及广泛的治疗方法等于一体，让模型人能够实时自动模拟出真实人体的各种症状、体征和对各种诊治操作的反应，创造了一个全功能的临床模拟教学环境，给医学生提供了全新的实践体验。文献表明，该系统的真实感甚至让学生们在救治失败而导致模型人“死亡”时，会感受到沮丧和悲伤。利用该系统培训所带来的互动交流和团队协作精神的加强是其他模型人无可比拟的，能够全面评估出学生理论与临床技能综合素质的高低。

图1－1－5是Laerdal Sim Man全功能模拟患者，其具有与人一样的外形，有呼吸、心搏等体征，可以连接正常监护设备、呼吸机、麻醉机和诊疗设备等，可模拟完整的诊疗过程。Sim Man能够模拟人体真实的生理特征、病理特征以及临床实践中经常遇到的各种急危重症，是最真实、最接近临床教学需要的“患者”。Sim Man与计算机辅助模型的根本区别在于，其使用数学模型来模拟人的生理学特征和病理学特征，如模拟患者单侧气胸时，两侧肺部表现出不同的呼吸动度。

Sim Man配有一个模拟患者监护仪，提供12导联心电图、血氧饱和度、二氧化碳、各种血压（动脉血压、中心静脉压、肺动脉压、无创血压、肺毛细血管楔压）、心输出量和其他一些参数。整个Sim Man系统，包括模拟监护仪，都可以使用计算机操作软件或遥控器来控制。教师可根据不同的课程，设定不同的模拟病例，让学生进行不同的病例练习。

此类生理驱动型模拟系统或全功能模拟患者，可以应用在临床教学的各个阶段，对医疗环境进行全面的、真正的模拟，为学生提供逼真的模拟培训，评估测试学生的临床判断、决定能力、学生间团队合作能力和指挥者的领导能力等。

标准化患者又称模拟患者或患者指导者，是指从事非医疗工作的正常人或轻症患者，经过标准系统化培训后，能准确表现患者临床症状和体征，逼真地复制真实临床情况，发挥扮演患者、充当评估者和教学指导者3种功能。自1991年Paulal Stillman将SP引入中国后，已被医学院校广泛接受，并正成为医学教育改革的研究热点。标准化患者给医学生提供了大量的问诊、沟通机会，以提高医学生对常见病的病史采集能力、问诊技巧及与患者沟通的能力。同时，选择具有临床经验的研究生及一线医生作为SP，不仅可以省去复杂的专业训练过程，还可以较好地充当教师角色，将结果及时向学生反馈，进行现场指导与讲解，指出错误，强调重点，巩固理论知识。