探討VR技術(shù)在臨床教學上的應(yīng)用可行性

摘要：隨著科技的進步，VR技術(shù)應(yīng)運而生，它是通過計算機處理技術(shù)及傳感技術(shù)構(gòu)建仿真的現(xiàn)實環(huán)境，讓用戶身臨其境，使其體驗真實感。目前，已運用于各大領(lǐng)域，尤其是在操作技術(shù)精細復雜的醫(yī)學領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);臨床教學;可行性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）是依靠計算機技術(shù)，虛擬現(xiàn)實硬件、軟件資源，使其與現(xiàn)實情境一致，具有視覺、聽覺、觸覺的三維虛擬場景，用戶可在虛擬環(huán)境中進行交流和溝通，以產(chǎn)生身臨其境的感知體驗[1]。目前在醫(yī)療領(lǐng)域及臨床教學上大量應(yīng)用。本文對VR技術(shù)在臨床教學上的應(yīng)用可行性進行了探討，現(xiàn)將具體情況報道如下。

1 VR技術(shù)的特點及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1特點

VR技術(shù)是將現(xiàn)實與虛擬結(jié)合，利用計算機創(chuàng)建現(xiàn)實相似的模擬環(huán)境，包含視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感知系統(tǒng)，讓用戶浸入到此環(huán)境中，身臨其境的感受真實性，具有構(gòu)想性、多感知性、存在感、交互性、沉浸感及自主性等特點，用戶能不受時間及空間限制，在模擬現(xiàn)實的情景中進行互動交流，給人逼真的認知及感受，以提高用戶的操作技能，啟發(fā)其思維[2]。

1.2發(fā)展現(xiàn)狀

VR技術(shù)于2016年風靡全球，尤其是在臨床醫(yī)療及臨床教學中應(yīng)用甚廣。穆罕默德醫(yī)師為英國倫敦醫(yī)院患者進行腫瘤切除手術(shù)時通過VR技術(shù)使全世界觀看整個直播手術(shù)過程;在臨床教學上，全球各地的醫(yī)師可通過網(wǎng)絡(luò)或虛擬現(xiàn)實眼鏡，進行培訓及手術(shù)沉浸式體驗，讓全球?qū)σ涣鞯尼t(yī)師手術(shù)進行觀摩[2]。2016年10月，同濟醫(yī)院舉辦了VR模擬手術(shù)演示學習班，在模擬環(huán)境的手術(shù)室中完成了手術(shù)示教，為臨床教學的前景打下了基礎(chǔ)[3]。

2 VR技術(shù)在臨床教學上應(yīng)用的優(yōu)勢

VR技術(shù)應(yīng)用在臨床教學上體現(xiàn)了幾大優(yōu)勢：第一，經(jīng)濟性。VR打破了傳統(tǒng)的教學模式，為學生建立了一個仿真性極高的臨床模擬情景，不占用任何場地、資源、器材、人力等，讓學生在仿真的環(huán)境中進行操作實驗，且可多次反復操作，直至其完全掌握，緩解了教學資源及經(jīng)濟壓力。第二，靈活性。VR不限制于傳統(tǒng)的時間及空間，可以讓學生隨時進入到模擬環(huán)境中進行學習和操作實驗，也可以讓學生接觸到高難度、高危險性的疑難手術(shù)，打破了傳統(tǒng)的不可摸、不可入的謹慎模式，學生可以通過視、聽、觸感受到現(xiàn)實操作的真切感知。

第三，安全性。VR技術(shù)中，學生在進行臨床模擬操作前，可提前掌握基礎(chǔ)理論知識及操作技能，熟悉臨床氛圍，將理論與臨床實踐操作結(jié)合，避免手忙腳亂引起安全隱患。大量的模擬訓練還可以提高學生的技能，增強其處理突發(fā)情況的能力，減少失誤幾率，保障患者健康安全。第四，趣味性。VR可通過計算機進行各種虛擬案例的設(shè)計，編造出各種人物、性格、病癥、場景，使其感受情景生活化和趣味化，打破了傳統(tǒng)的沉悶枯燥感，使學生不再緊張壓抑，激發(fā)其興趣感，調(diào)動其學習積極性，使其主動思考，進行思維鍛煉及提高其判斷能力。且在模擬情景中，還可進行溝通交流，彼此不僅可以交換學習經(jīng)驗，進行總結(jié)和分析，還可改善護患關(guān)系。

3 VR技術(shù)在臨床教學上的作用

3.1提高課堂教學

傳統(tǒng)的臨床教學是通過書面講授基礎(chǔ)理論知識，輔助幻燈片及視頻等進行操作技能講解，其概念抽象，且為平面模型，沒有立體感，使學生理解困難，接受程度低，且枯燥乏味，不利于調(diào)動其學習積極性。在實驗教學中，實驗的時間、空間、標本、實驗器材和試劑等都限制了實驗訓練的次數(shù)和程度。而VR技術(shù)，可以進行可視化場景教學，為學生形象立體的呈現(xiàn)出知識內(nèi)容，且進行操作實驗時能節(jié)約成本。學生通過VR技術(shù)可進行專注性學習，在模型中能進行標記、注釋，快速的獲取各種組織器官的名稱、結(jié)構(gòu)及性狀，且可反復練習，彌補不足，鞏固知識，提高其整體學習效果[4]。2017年，相關(guān)研究者通過電子計算機將斷層掃描機核磁共振成像構(gòu)建成了三維解剖結(jié)構(gòu)，顯示出了腦室及血管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，學習者帶上VR設(shè)備可進行沉浸式學習，可以快速了解各組織器官名稱、性狀及相互關(guān)系，研究結(jié)果顯示，通過VR學習比傳統(tǒng)常規(guī)的學習效果更好，學習者享受和專注度更高，學習主動性及動力更強，應(yīng)用于臨床護理操作更精確。

3.2打破傳統(tǒng)臨床實習培訓

為保障手術(shù)順利和患者安全，醫(yī)生在進行實踐操作前都會經(jīng)過長期的臨床實習培訓。VR技術(shù)中操作者在VR模擬情景中經(jīng)過反復熟練的操作后再進行實際的操作，可保障手術(shù)安全性，提高有效率。傳統(tǒng)的臨床實習一般是通過動物模型或尸體進行解剖操作等，其費用成本較高，且受標本的限制，不能有效達到臨床實習效果。VR技術(shù)結(jié)合現(xiàn)實數(shù)據(jù)及條件創(chuàng)建了模擬環(huán)境，為臨床實習培訓提供了有效的平臺，受訓醫(yī)生可在環(huán)境中進行臨床操作訓練，不受時間、地點的影響進行反復的操作訓練。且傳統(tǒng)對臨床操作技能水平的判斷是根據(jù)帶教老師或上級醫(yī)生的主觀而定，而VR能記錄操作者的手術(shù)步驟，自動快速的進行客觀公正的判定，其準確率及反饋效率高，能有效的顯示操作者的操作技能水平及學習效果，有利于操作者彌補不足[5]。傳統(tǒng)的手術(shù)觀摩只能站在旁觀角度，極易造成視角差，而進行VR手術(shù)觀摩，可以將觀摩者的視角轉(zhuǎn)換為主刀位置，讓其能從主刀視角觀看每一步手術(shù)操作，快速的掌握要點，提高學習效果。

4 VR技術(shù)的設(shè)計

（1）虛擬的工作場所。建立虛擬醫(yī)院運作模式，讓學習者體驗臨床護理工作環(huán)境及崗位職責，加深其對臨床護理工作的認識。建立的醫(yī)院模式可以是大型、綜合、社區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等，使學習者多方面認識工作性質(zhì)及崗位職責，拓寬其眼界及思路。（2）虛擬的工作。醫(yī)院工作涉及就診、檢查、住院治療、護理等多個環(huán)節(jié)，現(xiàn)實中學習者無法全部體驗，導致護理工作不能全面，VR技術(shù)可運用計算機進行各種場景、各種角色的設(shè)計，使學習者接受不同的崗位任務(wù)，讓其完成理論知識的完整構(gòu)建。（3）設(shè)計中加強互動。在VR模擬情境中加入信息工具等設(shè)計方面學習者檢索數(shù)據(jù)及資料，并建立互動界面，使學習者與教師間進行互動，及時的反饋護理操作中遇見的問題，便于教師做出問題分析及指導，并加強學習者之間的溝通交流，以交換彼此經(jīng)驗，提高協(xié)調(diào)合作[6]。

5 VR技術(shù)在臨床教學上的應(yīng)用

5.1在手術(shù)技能培訓中的應(yīng)用

目前臨床上的手術(shù)大多選用微創(chuàng)技術(shù)，其失血少、并發(fā)癥少、患者恢復快、能有效提高其預后和手術(shù)成功率。微創(chuàng)技術(shù)對醫(yī)師操作技術(shù)熟練程度高，所以應(yīng)加大醫(yī)師的培技能訓。VR模擬技術(shù)可創(chuàng)建手術(shù)場景，讓醫(yī)師置身到模擬環(huán)境中，進行器械使用、置管、縫合、打結(jié)等一系列實踐操作，且可進行反復操作達到熟練程度，使其在實踐中能熟練快速準確的完成操作，避免手術(shù)風險，提高安全性和成功率。

5.2在操作層面教學中的應(yīng)用

護理工作比較細致、風險性較大、涉及問題較多，且需熟練的護理技術(shù)。VR技術(shù)提供了模擬的場景及患者，讓其置身在護理環(huán)境中，對患者進行觀察相關(guān)護理操作，體驗傳統(tǒng)實驗室中無法實現(xiàn)的情境，幫助其提升技能操作熟練度。另外，VR技術(shù)可提供一些特殊環(huán)境的模擬訓練，如平時嚴格進入的手術(shù)室、癥狀監(jiān)護室等，學生可在模擬環(huán)境中觀察患者情況、執(zhí)行護士操作，或參與到手術(shù)中，提高其專業(yè)知識和技能操作。此外，VR技術(shù)還可以模擬出人體結(jié)構(gòu)組織，通過3D呈現(xiàn)，有利于學生理解及記憶。

5.3在教學考核中的應(yīng)用

在常規(guī)的操作技能培訓考核中，由于主觀性及各種客觀因素的影響，缺乏統(tǒng)一客觀的考核體系及標準，對學習者考核產(chǎn)生爭議及不公平性。而VR介入考核，根據(jù)考試內(nèi)容模擬臨床場景，針對被考核者的反應(yīng)做出創(chuàng)設(shè)性問題，以考察被考核者的解決措施。并對考核者操作過程中的活動及數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，反饋出被考核者的行為結(jié)果，使教學和考試一體化完成，且使考核結(jié)果標準化和可量化，不僅節(jié)約了考核時間和資源，還促進了被考核者臨床經(jīng)驗的總結(jié)及吸收。

5.4遠程教學的應(yīng)用

VR是依托計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅可彌補教師資源不足、教學資金有限的不足，還可以打破時間及空間的限制，隨時隨地的進行教學傳授。醫(yī)學發(fā)達地區(qū)可通過遠程網(wǎng)絡(luò)，在線對其他地區(qū)進行教學、會診等，解除了異地差異，使先進的醫(yī)療技術(shù)同步于各地，實現(xiàn)跨地區(qū)共同的技術(shù)發(fā)展。

5.5在外科科室的技能培訓應(yīng)用

（1）在眼科中的應(yīng)用。眼科護理比較精細，涉及的組織及血管較多，在教學實際操作中較難實行，而VR的介入，可以模擬眼部及腦部組織，將其細微血管及神經(jīng)顯現(xiàn)出來，學習者進入學習，可認識和觸摸各細微血管組織，并做反復練習，以提高護理操技能。（2）在胃腸外科的應(yīng)用。腹腔手術(shù)與傳統(tǒng)常規(guī)手術(shù)相比，其創(chuàng)傷小，疼痛小，恢復時間短。VR為學習者提高了高度仿真的腹腔鏡模擬手術(shù)環(huán)境，使其在反復訓練中，提高操作的準確性及眼手協(xié)調(diào)性，并對操作訓練進行技能測試，以提高腹腔手術(shù)的準確率和效率。（3）在骨科中的應(yīng)用。VR技術(shù)中，關(guān)節(jié)鏡的模擬訓練可對手術(shù)技能進行跟蹤記錄和反復評估，客觀的對手術(shù)技巧進行反饋，減少手術(shù)次數(shù)，提高學習效率，保證手術(shù)操作技能準確性及安全性。Rebolledo B通過關(guān)節(jié)鏡手術(shù)模擬訓練研究得出結(jié)果，其手術(shù)的損傷程度較小、完成時間較短，對骨科醫(yī)生的手術(shù)意義重大。而加入VR護理練習，可以直觀患者的傷口位置及內(nèi)部損傷情況，有利于日常中的護理操作。（4）在口腔科的應(yīng)用。口腔外科手術(shù)中植牙和正頜手術(shù)較為常見，VR模擬口腔頜面，通過內(nèi)窺鏡摘除頜下腺進行虛擬操作訓練，能有效縮短手術(shù)的時間，提高手術(shù)效果。（5）泌尿外科的應(yīng)用。泌尿外科教學的常用方法是SP模式，而VR的加入，使學習者更加身臨其境的融入到角色模擬中。學習者首先掌握疾病的相關(guān)理論知識，進入VR模式，接受培訓教育，帶教老師根據(jù)疾病的模擬重點進行VR情境再現(xiàn)，以指導學習者進一步感受模擬尿頻、尿急、尿痛及血尿的臨床特征，深刻了解病房中基本疾病的臨床表現(xiàn)，讓學習者感性認識扮演的角色，感知患者的臨床表現(xiàn)及特征，分組進行患者及護理的角色互換練習，加強其常規(guī)護理操作，通過VR自動評分改進練習中的不足，再進行反復練習，提高?？萍膊〉脑\斷、護理及操作技能。

5.6在內(nèi)科科室的技能培訓應(yīng)用

（1）在呼吸內(nèi)科的應(yīng)用。呼吸內(nèi)科中的超聲引導經(jīng)支氣管針吸細胞學檢查操作技術(shù)非常精密，需要長時間的學習及經(jīng)驗積累。但VR的介入教學，可使學習者通過模擬情況進行學習和練習，且可其操作技能進行有效的評估，通過對VR的介入教學研究結(jié)果顯示，可明顯提高學習者的纖維支氣管鏡技術(shù)操作水平，縮短其手術(shù)時間。（2）在心血管內(nèi)科的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)研究顯示，心導管介入不僅手術(shù)麻醉要求較低，且能減少手術(shù)及暴露時間，能有效降低成本，縮短患者的住院時間，保證其安全性和療效。VR可模擬出三維心臟模型，使學習者學習心臟超聲心動圖，并根據(jù)計算機存取數(shù)據(jù)導出年資高、頂端心血管內(nèi)科醫(yī)生的手術(shù)介入控制操作軌跡，進行插管過程中摩擦及視覺的觀摩和反饋，以吸取年資高的、頂端心血管內(nèi)科醫(yī)生的方法及經(jīng)驗，提高其臨床實踐技術(shù)能力[8]。

6 總結(jié)

VR技術(shù)主要是針對早期醫(yī)生及護士的技能培訓，使其能將理論知識和技能操相結(jié)合，能在臨床實踐上熟練的運用技能操作，以增強臨床上的安全性，提高治療有效率。VR技術(shù)在臨床教學上的應(yīng)用，通過其直觀的知識與身臨其境的模擬技能操作，調(diào)動學生的學習積極性，使其熟練掌握操作技能，以改善臨床整體效果。

綜上所述，VR模擬技術(shù)對提高學習者的技能操作水平是顯著有效的，能保證患者的安全性。目前，VR技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各外科和內(nèi)科中，通過對模擬的環(huán)境進行操作技能訓練，以提高學習效果，保證實際操作的有效率，提高患者預后及治療率。

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