混合現(xiàn)實技術在護理實訓教學中的應用與設計①

顏淑為 ，王靜嫻 ，冀文昱 ，劉 琳 ，王 燕 ，3*

（1.河北中醫(yī)學院護理學院，河北 石家莊 050200；2.河北中醫(yī)學院基礎醫(yī)學院，河北 石家莊 050200；3.河北省中醫(yī)藥康養(yǎng)照護研究重點實驗室，河北 石家莊 050200）

隨著信息數(shù)字化的發(fā)展，醫(yī)學領域逐漸呈現(xiàn)出精準化、智能化及個性化的特點，作為信息產(chǎn)業(yè)的虛擬技術在各個領域中的研究與應用已成為當今的熱點?；旌犀F(xiàn)實技術（Mixed Reality，MR）是虛擬現(xiàn)實技術（Virtual Reality，VR）的進一步發(fā)展。國內(nèi)的虛擬醫(yī)療已經(jīng)衍生出遠程會診、“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”、VR 醫(yī)療等多種服務形式，如疾病診斷、影像資料的三維重建以及青年醫(yī)師的培訓等方面[1]。目前，在醫(yī)學類高校護理實訓課中，教師多采用模擬人進行教學，但這種方法無法讓學生感受到真實的臨床氛圍，不利于學生更好地掌握實踐技能，如將MR 技術融入護理實訓教學中，模擬真實的臨床場景，學生就可以獲得與實際操作近乎一樣的培訓效果，并能更透徹、深刻地理解知識，將對護理教學產(chǎn)生深遠的影響。

一、混合現(xiàn)實技術的特點

混合現(xiàn)實技術，即MR，具有結合虛擬和現(xiàn)實、3D注冊、實時運行三個特點[2]，它通過重繪現(xiàn)實世界，在現(xiàn)實世界的基礎上疊加虛擬信息，將虛擬世界、現(xiàn)實世界與用戶之間通過觸摸、體感、語音、手勢等方式進行實時交互，形成現(xiàn)實、虛擬和用戶間構建信息交互反饋的回路，用戶與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)之間可以進行溝通和交流[3]。同時，MR 技術所展示的環(huán)境更加豐富，投射出影像的視角更大，具有更高的清晰度，能正確處理虛擬事物與真實事物之間的遮擋關系，虛實融合。目前，MR 技術已應用在工業(yè)制造、文化傳播、游戲娛樂等領域，伴隨該技術的迅速崛起，其在醫(yī)療中顯示出巨大的應用潛力，給疾病診斷、治療、遠程醫(yī)療等方面帶來顛覆性的變化，但在醫(yī)學教育領域中的應用尚處于探索階段，需進一步完善。

二、基于混合現(xiàn)實技術建立的交互式護理實訓教學虛擬空間系統(tǒng)的設計

基于MR 技術的交互式護理實訓教學虛擬空間系統(tǒng)的應用可使護生感受到更為真實的操作過程與應用場景，是臨床教學的一種創(chuàng)新方法。

（一）MR 交互式護理實訓教學虛擬空間系統(tǒng)的需求調(diào)查分析

對師生將MR 技術應用于護理教學的意愿、前景進行調(diào)查，本研究選取河北省醫(yī)學類高校的在校護理專業(yè)學生和教師作為調(diào)查對象，采用簡單隨機抽樣的方式通過網(wǎng)絡發(fā)放問卷。發(fā)放問卷共計240 份，最終獲得有效樣本205 份，有效回收率為85.4%。其中調(diào)查在校護理專業(yè)學生144 人，調(diào)查護理專業(yè)任課教師61人，結果如下（見表 1、表 2）。

表1 護理實訓教學中應用MR 技術的意愿調(diào)查

表2 基于MR 技術的交互式護理實訓教學虛擬空間系統(tǒng)的應用前景調(diào)查

如表1 所示：91.71%的調(diào)查者愿意接受使用MR技術進入護理實訓教學課堂，不愿意接受的人僅占8.29%。由此可見，護理專業(yè)師生對MR 技術應用于實訓教學的接受度較高。

如表2 所示：72.68%的調(diào)查者認為本項目的應用前景非常光明，24.39%的調(diào)查者認為其前景一般，2.93%的調(diào)查者認為是一項毫無意義的行為，由結果可知，大多數(shù)調(diào)查者認為建造基于MR 技術的交互式護理實訓教學虛擬空間系統(tǒng)的前景較好。

（二）基于MR 技術的交互式護理實訓教學虛擬空間系統(tǒng)的設計框架

1.設計原理

本系統(tǒng)基于理論框架、模式細節(jié)、實訓驗證三個方面進行設計，前期先對教學存在的問題進行調(diào)查和分析，再對該教學模式進行相關評價、驗證（見文末圖1）。

2.系統(tǒng)具體構成

本實訓教學系統(tǒng)主要分為三個部分：教學數(shù)據(jù)庫、優(yōu)化升級系統(tǒng)、反饋軟件系統(tǒng)。

教學數(shù)據(jù)庫主要通過專家咨詢、文獻檢索、資料分析等方法充分挖掘護理教學的各個方向所涉及的教育主體等。數(shù)據(jù)庫按照人體系統(tǒng)分類，具體病癥中包括教學所需的相關立體圖解、處理操作視頻、相關專家的實操過程等，均利用MR 技術進行呈現(xiàn)，可跨越時間、空間的限制，使處于不同空間的教師、學生身臨其境地“面對面”交流，從而提高教學效果。

優(yōu)化升級系統(tǒng)是以杜威興趣理論為基礎，學生自動選擇圖示進行學習。該系統(tǒng)以需求為導向，根據(jù)“流程再造思想”，系統(tǒng)地對護理流程進行綜合集成，為第三部分的實施應用提供指導。

反饋軟件系統(tǒng)分為學生評價和數(shù)據(jù)分析兩個部分。學生評價指在教學將要結束時，顯示出教師預先設定好的相關反饋問題，讓護生提出課堂上遇到的知識方面與MR 教學系統(tǒng)存在的問題；數(shù)據(jù)分析需要調(diào)查學生更樂于應用哪些圖示、哪些視頻、哪些系統(tǒng)場景進行學習，進行相關數(shù)據(jù)分析，根據(jù)反饋進行調(diào)整。本部分的組成基于MR 技術，并在前兩部分的基礎上進行設計（見文末圖2）。

（三）應用優(yōu)勢

當前傳統(tǒng)的護理實訓教學存在一定程度的場景搭建和模擬失真問題，引入MR 技術后可以大幅度提高實訓教學的有效性，增強學生的記憶。教師在實訓課中也可通過該系統(tǒng)模擬出的人體模型為學生做更詳細的講解，使護生更好地進入角色與狀態(tài)，集中注意力。同時，采用MR 教學系統(tǒng)還可以避免實訓室醫(yī)療垃圾的產(chǎn)生，可有效減輕由于醫(yī)療垃圾處理不當而產(chǎn)生對人體和環(huán)境的危害。

三、基于混合現(xiàn)實技術的護理交互式護理實訓教學虛擬空間系統(tǒng)的應用

（一）課前

除教學需要的文件外，還可上傳課堂所需數(shù)據(jù)庫，各種難易程度的操作視頻，各個流程的系統(tǒng)知識，各領域?qū)＜业目缇暥冉虒W過程，使得護生可以自行選擇適合自己的知識體系。

（二）課中

通過MR 相關設備，講述者可以以自己的視角采集視野、護理操作、聲音等信息，并進行視角共享，便可對護理操作中的重難點、細節(jié)問題等有更直觀、深入的理解。護生可在安全無風險的環(huán)境中反復練習護理操作。

（三）課后

進行評價反饋，學生可對課堂知識、授課教師、數(shù)據(jù)庫的知識體系進行反饋。教師也可通過共享的視角或視頻查看護生操作過程，對學生提供指導，對存在的問題反饋給專業(yè)技術人員，不斷升級優(yōu)化本系統(tǒng)。

四、結語

MR 行業(yè)經(jīng)過近幾年的調(diào)整，存優(yōu)除劣，逐步完善。廣大醫(yī)務工作者也在不斷推動新技術在醫(yī)學教學中的應用，不斷提高知識儲備，優(yōu)化方案?；贛R 技術的交互式護理實驗教學虛擬空間系統(tǒng)的應用可使學生在護理實訓課上感受到更為真實的護理操作過程與應用場景，既是護理臨床教學的創(chuàng)新，又是提高護理臨床教學效果的有效方法。如果MR 技術廣泛應用到教學中，將會是對傳統(tǒng)教學方式的一次革新，對教育的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。