胸腔閉式引流虛擬仿真系統(tǒng)在本科護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

楊飛 黃蓉 錢進(jìn)麗 謝非 衛(wèi)友云 汪靜 徐為群

胸腔閉式引流作為血?dú)庑匾约伴_胸手術(shù)術(shù)后胸腔積液積氣引流最常用的治療方法，臨床護(hù)理要求十分嚴(yán)格，不當(dāng)?shù)淖o(hù)理操作可能會導(dǎo)致胸腔感染、引流管脫落等嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生從而致病情惡化，甚至危及患者生命安全[1-3]。隨著我國護(hù)理事業(yè)的發(fā)展以及人們的安全意識不斷提高，對護(hù)理工作的要求也越來越高，同時，護(hù)理質(zhì)量的水平也在一定程度上影響著整體的醫(yī)療水平[4]。伴隨著護(hù)理學(xué)的發(fā)展，護(hù)理教育規(guī)模也在不斷的增長[5]，但目前國內(nèi)相關(guān)高校護(hù)理專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容還無法隨著臨床需求的變化而及時更新，與臨床實(shí)際需求脫節(jié)嚴(yán)重[6]。虛擬仿真（Virtual Reality,VR）是體驗(yàn)者借助相關(guān)傳感器就可以與虛擬世界進(jìn)行交互，并產(chǎn)生“身臨其境”的沉浸感。“十三五”規(guī)劃中明確指出國家將大力支持虛擬仿真等新興技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)政策的出臺，為虛擬仿真技術(shù)今后的發(fā)展提供了廣闊的空間。2018年國家教育部頒布的《教育信息化2.0行動計劃》明確提出加強(qiáng)高等學(xué)校虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境建設(shè)，服務(wù)信息化教學(xué)需要，并以國家示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目等建設(shè)為載體，加快建設(shè)在線智能教室、虛擬醫(yī)院等智能學(xué)習(xí)空間[7]。2019年，教育部印發(fā)的《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》中提到計劃從2019年到2021年這三年的時間內(nèi)，建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程（簡稱一流本科課程“雙萬計劃”），進(jìn)一步推動高校加強(qiáng)線上、線下、線上線下混合式、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)、社會實(shí)踐等一流課程建設(shè)，為學(xué)生提供更多用戶體驗(yàn)相關(guān)領(lǐng)域的課程學(xué)習(xí)資源[8]。本文旨在探討結(jié)合虛擬仿真技術(shù)開發(fā)胸腔閉式引流護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)在本科層次護(hù)生實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用意義。

1 傳統(tǒng)護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)的局限性

在2004年，護(hù)理教育在我國已經(jīng)具備了集中專到博士等五個層次的教育體系，2011年護(hù)理學(xué)升級為一級學(xué)科，護(hù)理學(xué)科因此得到了巨大的發(fā)展空間。但現(xiàn)在我國護(hù)理教育還未完善以學(xué)生為中心的課程體系，理論課程與實(shí)訓(xùn)課程安排不合理，高校護(hù)理實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)還不夠完善[9]。我國護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)仍然是以授課教師為中心，在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課教學(xué)時，首先由授課教師先進(jìn)行一段時間的演示，學(xué)生在旁邊機(jī)械性的觀察，受到實(shí)訓(xùn)室面積的限制，部分護(hù)生甚至還無法觀看到完整地演示過程；演示結(jié)束后學(xué)生開始單獨(dú)或分組練習(xí)，教師巡視。受制于課時量，授課教師無法對每一位護(hù)生進(jìn)行細(xì)致的指導(dǎo)。由于對實(shí)訓(xùn)內(nèi)容操作步驟的不熟練和部分護(hù)生無法觀看到完整的演示過程，以致練習(xí)階段部分護(hù)生缺乏積極性，課中經(jīng)常做一些與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容無關(guān)的事，浪費(fèi)珍貴的教學(xué)時間；最后，授課教師利用有限的時間進(jìn)行操作考核、總結(jié)[10]。傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式有利于授課教師對課堂的管理，但受制于實(shí)訓(xùn)空間、實(shí)訓(xùn)課時以及實(shí)訓(xùn)設(shè)備，該模式嚴(yán)重限制了護(hù)生自主能動性和個性化的發(fā)展[11]，導(dǎo)致護(hù)生進(jìn)入臨床一線工作后，缺乏與同事之間的協(xié)同工作能力，但真實(shí)的臨床護(hù)理工作往往需要護(hù)士相互之間的相互協(xié)同，并且這種需要在突發(fā)公共衛(wèi)生事件時顯得更為突出[12]。受此次新冠疫情的影響，我國護(hù)理專業(yè)招生規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大[13]，但高等學(xué)校護(hù)理實(shí)訓(xùn)中心更新改造周期過長，實(shí)訓(xùn)環(huán)境的更新難以跟上臨床實(shí)際需求的步伐，以致目前開展的實(shí)訓(xùn)教學(xué)仍然是以傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式為主, 不利于實(shí)用型護(hù)理專業(yè)型人才的培養(yǎng)。

2 胸腔閉式引流護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)

隨著人口老齡化的加劇[14]，慢性非傳染性疾病負(fù)擔(dān)的加重[15-16]，以及醫(yī)療公共事件的突發(fā)[17-18]，對臨床護(hù)士的質(zhì)與量都有了更高的要求，對護(hù)理教育同樣也提出了更高層次的要求。為了滿足臨床實(shí)際需求，創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式勢在必行。以下就胸腔閉式引流護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)意義和建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

2.1 建設(shè)意義

胸腔閉式引流術(shù)在胸腔積氣積液、胸部大手術(shù)術(shù)后引流中應(yīng)用廣泛，但術(shù)后對引流管和患者的護(hù)理要求嚴(yán)格，技術(shù)性強(qiáng)，不當(dāng)?shù)囊鞴茏o(hù)理可導(dǎo)致管道相關(guān)性感染發(fā)生率的增高[19]，術(shù)后如未及時對患者完善相關(guān)護(hù)理措施，易致患者肺部感染[20]，甚至呼吸衰竭[21]。本文提及的胸腔閉式引流護(hù)理虛擬仿真護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)借助虛擬仿真技術(shù)，將課本上抽象的理論內(nèi)容轉(zhuǎn)化成生動而真實(shí)的臨床護(hù)理操作，能使護(hù)生沉浸到臨床一線真實(shí)的護(hù)理工作環(huán)境中。護(hù)生在該系統(tǒng)中可以在不受實(shí)訓(xùn)空間、實(shí)訓(xùn)設(shè)備的限制反復(fù)練習(xí)，不斷在實(shí)訓(xùn)中探究，解決在操作中遇到的疑惑，提高了護(hù)生的主觀能動性，啟發(fā)其臨床判斷思維，使護(hù)生成為教學(xué)的中心，改變了傳統(tǒng)的“填鴨式”護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，輔以虛擬仿真實(shí)訓(xùn)操作系統(tǒng)，二者相結(jié)合以達(dá)到“虛實(shí)結(jié)合，以實(shí)補(bǔ)虛”的目的，進(jìn)一步提升護(hù)生的整體素質(zhì)。該系統(tǒng)的使用，對于護(hù)生，培養(yǎng)了其探索精神，提高了自主學(xué)習(xí)能力、信心和臨床思維能力[22-23]，為今后提高其崗位勝任力打下了堅實(shí)基礎(chǔ)；對于帶教老師，可以基于虛擬仿真技術(shù)開展技術(shù)科學(xué)研究，探索全新的教學(xué)方法，改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)模式；對于學(xué)校，提高了教育教學(xué)質(zhì)量，節(jié)約了教學(xué)成本[24-25]，為各級技能比賽人員的訓(xùn)練提供了技術(shù)支持。

2.2 建設(shè)內(nèi)容

該系統(tǒng)由某中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院外科護(hù)理教學(xué)組與某廣告?zhèn)髅接邢薰竞献髟O(shè)計完成，采用仿真動畫技術(shù)，結(jié)合新一代頭戴式VR眼鏡，不再受三維場景建模工具的限制，對操作場所的選擇和計算機(jī)配置的要求進(jìn)一步降低，可以不受時間、場地的限制實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)操作場景和實(shí)訓(xùn)用物的可視化。操作內(nèi)容嚴(yán)格按照胸腔閉式引流術(shù)后護(hù)理的臨床實(shí)際操作要求進(jìn)行設(shè)計。

2.2.1 胸腔閉式引流瓶模型 進(jìn)入模擬病房中，引流瓶模型即展現(xiàn)于護(hù)生面前，模型是以真實(shí)胸腔閉式引流瓶為原型等比例制作，對引流管的連接方式、瓶內(nèi)液面高度、引流管管口沒入液面下的具體情況、瓶身刻度都能360°展示，使護(hù)生在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)前就能深入了解引流瓶結(jié)構(gòu)。

2.2.2 物品準(zhǔn)備區(qū)和處置區(qū) 根據(jù)真實(shí)臨床操作流程，將物品準(zhǔn)備區(qū)和處置區(qū)設(shè)計進(jìn)該系統(tǒng)，從最開始的物品準(zhǔn)備到最后物品的處置，都能在虛擬實(shí)訓(xùn)中得到體現(xiàn)，使護(hù)生在仿真的臨床環(huán)境中體驗(yàn)真實(shí)護(hù)理工作中的每一個環(huán)節(jié)，從而掌握胸腔閉式引流術(shù)后完整的護(hù)理操作過程。物品準(zhǔn)備區(qū)設(shè)計內(nèi)容包括治療車、消毒液、備用胸腔閉式引流瓶、止血鉗、棉簽、快速手消等物品，護(hù)生可以根據(jù)胸腔閉式引流護(hù)理需要從中選取合適的物品；處置區(qū)則設(shè)有醫(yī)療垃圾和生活垃圾分類放置區(qū)，使護(hù)生能在虛擬仿真的操作環(huán)境中可視化的掌握醫(yī)療垃圾和生活垃圾的分類處置原則，有利于使其快速適應(yīng)今后的見習(xí)、實(shí)習(xí)甚至工作時的真實(shí)臨床環(huán)境。

2.2.3 患者單元 此部分結(jié)合附院真實(shí)病房環(huán)境進(jìn)行設(shè)計，通過虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)病房真實(shí)環(huán)境的再現(xiàn)，借助VR眼鏡，護(hù)生可以沉浸在虛擬系統(tǒng)中對患者胸腔閉式引流管進(jìn)行全面護(hù)理。護(hù)生推治療車至患者床尾，抬頭可見床頭及墻面的床號，低頭能看到床尾的床尾卡，以便核對患者信息。當(dāng)床號、床尾卡、手腕帶等信息核對無誤之后，護(hù)生即可在該系統(tǒng)中為胸腔閉式引流患者進(jìn)行引流管的護(hù)理。護(hù)生可以在該系統(tǒng)中進(jìn)行引流管的雙夾閉，連接處的消毒等一些列操作，完成引流瓶更換之后，能清晰看到紅色血液從患者胸腔引流管中流出，真實(shí)感強(qiáng)，并且能看到?jīng)]入引流瓶液面以下的引流管中水柱的波動，刻度清晰，有助于護(hù)生將理論聯(lián)系實(shí)際，加深對理論知識的記憶。

3 胸腔閉式引流護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施方案

該系統(tǒng)結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)，以達(dá)到課前、課中和課后無縫銜接的目的。

3.1 課前預(yù)習(xí)

通過理論教學(xué)，護(hù)生已基本掌握胸腔閉式引流管護(hù)理的理論知識，實(shí)訓(xùn)課前結(jié)合線上教學(xué)平臺發(fā)布胸腔閉式引流管護(hù)理相關(guān)操作視頻和練習(xí)題。通過觀看視頻使護(hù)生對實(shí)訓(xùn)課的內(nèi)容能初步掌握，通過做題能復(fù)習(xí)并鞏固相關(guān)理論知識，授課教師還可以根據(jù)練習(xí)題的完成情況，了解護(hù)生課前預(yù)習(xí)對實(shí)訓(xùn)課內(nèi)容的掌握程度，以便教師在實(shí)訓(xùn)課課中重點(diǎn)講解錯誤率較高的練習(xí)題中所涉及的操作內(nèi)容，確保提高實(shí)訓(xùn)課教學(xué)質(zhì)量。

3.2 課中練習(xí)

正式進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課時，護(hù)生則結(jié)合該虛擬系統(tǒng)按臨床實(shí)際正規(guī)操作流程進(jìn)行練習(xí)，教師把實(shí)訓(xùn)課的時間還給學(xué)生，以“學(xué)生為中心”展開教學(xué)。通過課前預(yù)習(xí)做題情況，授課教師已經(jīng)了解護(hù)生對胸腔閉式引流護(hù)理中的薄弱環(huán)節(jié)；課中，授課教師則可以針對性的給予詳細(xì)的指導(dǎo)，以達(dá)到“虛實(shí)結(jié)合”、彌補(bǔ)缺漏，從而提高實(shí)訓(xùn)課教學(xué)效果。

3.3 課后復(fù)習(xí)

為了更好鞏固所學(xué)知識，加深護(hù)生對胸腔閉式引流管護(hù)理各操作步驟的印象，課后，授課教師利用線上教學(xué)系統(tǒng)開放討論平臺，護(hù)生可以利用討論平臺隨時提交課后復(fù)習(xí)時遇到的疑問，教師則在線上及時解答，幫助護(hù)生有效進(jìn)行復(fù)習(xí)，提高其學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)自信心。為了保證每一位學(xué)生都能高質(zhì)量掌握理論和技能知識，答疑同時，教師線上布置課后練習(xí)以鞏固所學(xué)知識；安排線上限時考核，了解學(xué)生對所學(xué)所練的掌握情況，以便教師合理安排后期復(fù)習(xí)計劃。

4 經(jīng)驗(yàn)與體會

4.1 實(shí)現(xiàn)護(hù)理專業(yè)教學(xué)形式多樣化

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展以及5G網(wǎng)絡(luò)的快速普及，線上線下混合式教學(xué)已成為當(dāng)今的發(fā)展趨勢。該教學(xué)方法能有效提高護(hù)生的理論成績，培養(yǎng)其臨床思維，但需要占用護(hù)生較多的課后時間，易導(dǎo)致疲乏感[26]，并且還需要護(hù)生保持積極地學(xué)習(xí)動機(jī)才能有效完成混合式教學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)[27]。胸腔閉式引流護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)沉浸式和交互式的特性，在實(shí)訓(xùn)課中，能使護(hù)生在類似于玩游戲的狀態(tài)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且體驗(yàn)到真實(shí)的臨床環(huán)境，能有效激發(fā)護(hù)生學(xué)習(xí)興趣，化枯燥的被動學(xué)習(xí)為充滿激情的主動學(xué)習(xí)[28-29]。同時，相關(guān)研究顯示，虛擬仿真的運(yùn)用對護(hù)生理論成績的提高也具有顯著效果[30]。授課時將線上教學(xué)平臺和該系統(tǒng)相結(jié)合，再根據(jù)不同的案例設(shè)計不同的實(shí)訓(xùn)教學(xué)虛擬情境，護(hù)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)程選擇不同的虛擬情境進(jìn)行體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)，線下教學(xué)時教師則只需要進(jìn)行有針對性的輔導(dǎo)即可[31]。線上、線下與虛擬仿真系統(tǒng)的結(jié)合，有效豐富了護(hù)理專業(yè)的教學(xué)形式。

4.2 為護(hù)理專業(yè)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)開辟新思路

傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要護(hù)生標(biāo)準(zhǔn)著裝進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行護(hù)理操作練習(xí)，因?qū)嵱?xùn)室場地、教學(xué)課時和實(shí)訓(xùn)設(shè)備的限制，護(hù)生需要進(jìn)行分組，使用有限的實(shí)訓(xùn)設(shè)備以及規(guī)定的課時內(nèi)進(jìn)行組內(nèi)輪流練習(xí)，個人平均練習(xí)時間有限。利用虛擬仿真技術(shù)設(shè)計的虛擬實(shí)驗(yàn)室則不受場地限制，護(hù)生可以利用移動設(shè)備隨時隨地進(jìn)行在線練習(xí)，且能反復(fù)進(jìn)行，有效節(jié)約了實(shí)訓(xùn)課教學(xué)成本[32]。隨著5G時代的到來，多人同時在虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)時遠(yuǎn)程在線學(xué)習(xí)交流、討論將成為現(xiàn)實(shí)，教師則可以由線下轉(zhuǎn)為線上，在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行在線指導(dǎo)。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為護(hù)理專業(yè)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)開辟一條全新的教學(xué)思路。

4.3 打破護(hù)理實(shí)訓(xùn)課中機(jī)械化的學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)學(xué)生臨床思維能力

在為不同患者進(jìn)行同一操作時，因存在個體差異，在不違背操作原則的情況下，臨床實(shí)際護(hù)理并非完全按照流程進(jìn)行機(jī)械化操作，而是根據(jù)臨床上的實(shí)際情況靈活變化。護(hù)生在進(jìn)入臨床一線工作前，往往缺乏這種隨機(jī)應(yīng)變的能力。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室教學(xué)環(huán)境與臨床真實(shí)環(huán)境差別較大，護(hù)生難以在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室鍛練出臨床應(yīng)變能力。由于護(hù)士工作專業(yè)技術(shù)性較強(qiáng)，并受制于相關(guān)執(zhí)業(yè)證書的影響[33]。臨床見習(xí)、實(shí)習(xí)中，臨床帶教老師不會完全放手讓護(hù)生單獨(dú)進(jìn)行操作，部分簡單的、無侵入性的護(hù)理項(xiàng)目，帶教老師可能會做到“放手不放眼”，但是對于有侵入性、特殊性較強(qiáng)的項(xiàng)目，在見習(xí)、實(shí)習(xí)期間護(hù)生仍然不能進(jìn)行操作，以致護(hù)生臨床應(yīng)變能力難以得到真實(shí)提高。虛擬仿真技術(shù)的使用能將護(hù)生所學(xué)的理論知識滲透進(jìn)入實(shí)訓(xùn)操作中，指導(dǎo)操作，同時，在虛擬的真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行操作，又能鞏固理論知識。從而達(dá)到理論與實(shí)訓(xùn)互相促進(jìn)，相互提高的作用。在外科手術(shù)培訓(xùn)中虛擬仿真技術(shù)早已廣泛應(yīng)用并且取得了極佳的效果[34]，在其他醫(yī)療領(lǐng)域和護(hù)理領(lǐng)域同樣也在較快發(fā)展。該系統(tǒng)按照臨床實(shí)際操作流程設(shè)計，實(shí)際應(yīng)用過程中護(hù)生在遵守各項(xiàng)操作原則的前提下可以根據(jù)自身的理解，選擇合適的操作步驟完成護(hù)理，甚至在出現(xiàn)操作錯誤時，護(hù)生可以自主的在虛擬的系統(tǒng)里選擇合適的步驟重新開始進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，從而避免實(shí)際臨床護(hù)理操作中的錯誤[32，35]。同樣的錯誤，在實(shí)訓(xùn)室練習(xí)時護(hù)生需要從頭開始進(jìn)行操作，在病房中護(hù)生甚至可能無法接觸到真實(shí)患者[36]。在該系統(tǒng)中，護(hù)生操作出現(xiàn)錯誤時，在不浪費(fèi)醫(yī)療器材和不增加患者痛苦的情況下，具有糾正并改進(jìn)錯誤機(jī)會，這種沉浸與交互式的練習(xí)，有效改善了護(hù)生溝通技巧，提高了臨床應(yīng)變能力，增強(qiáng)其批判性思維和臨床決策能力[35,37-38]。

4.4 跨出護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)中倫理問題的界限

研究表明[39],高等院校學(xué)生對倫理道德都有著較高的認(rèn)知能力，但缺乏倫理道德行為。對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，了解在今后工作中是否愿意利用工作之外的時間給予患者更多的關(guān)心，學(xué)生的回答都是正面、積極的，但現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，學(xué)生忽視最嚴(yán)重的方面就是人文關(guān)懷，難以做到“知行合一”。傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室，護(hù)生面對的患者都是“冰冷”的模型人，而虛擬系統(tǒng)中的模擬患者能在言語和表情等方面進(jìn)行真實(shí)反饋，能較好激發(fā)護(hù)生的人文關(guān)懷心理。虛擬仿真系統(tǒng)的使用，提升了護(hù)生的操作能力，避開了實(shí)際護(hù)理操作中的倫理問題，同時還培養(yǎng)了護(hù)生的人文關(guān)懷素養(yǎng)。但需要注意的是由于護(hù)生認(rèn)知信念不一，虛擬系統(tǒng)中模擬的情景可能會造成護(hù)生不良認(rèn)知，這就需要在設(shè)計系統(tǒng)時合理調(diào)整背景信念，避免不良認(rèn)知的產(chǎn)生[40]。