虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展

李桂君，姚 淳，陳 斐，黃玉婷，王姍姍，李麗穎

（上海濟(jì)光職業(yè)技術(shù)學(xué)院，上海 201901）

虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）是一項(xiàng)允許用戶(hù)實(shí)時(shí)探索和操縱計(jì)算機(jī)生成的真實(shí)或人工三維多媒體感官環(huán)境的技術(shù)[1]。通過(guò)不同程度的沉浸感，VR可以提供給體驗(yàn)者主動(dòng)學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，通過(guò)設(shè)備向用戶(hù)傳輸視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感受，讓體驗(yàn)者置身于虛擬或想象的環(huán)境中[2]。VR的概念最早是在1950年被提出的[3]。目前，超過(guò)230家公司正在生產(chǎn)與研發(fā)VR相關(guān)的各種產(chǎn)品，并將其廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、教育及生活?yuàn)蕵?lè)等領(lǐng)域。以醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?yàn)槔F(xiàn)有研究嘗試將VR應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷與治療中[4]。尤其是在精神病學(xué)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的治療手段主要局限于心理治療和藥物治療，然而VR可以提供有效的教育和心理培訓(xùn)，且不會(huì)對(duì)患者造成傷害[5]。治療性VR可以改善精神疾病患者的恐懼、焦慮、抑郁、認(rèn)知障礙和社會(huì)功能[6-7]。此外，VR在疼痛管理、手術(shù)訓(xùn)練、解剖教育等領(lǐng)域被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)、高效的工具，既可以節(jié)約培訓(xùn)成本，也可以方便住院醫(yī)師練習(xí)某些手術(shù)操作技能[8]?？偠灾c動(dòng)物模型、教學(xué)視頻相比，VR具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，且越來(lái)越被醫(yī)學(xué)界認(rèn)可。VR中的3D圖形可直觀展示教學(xué)內(nèi)容，在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用也十分廣泛。目前，也有學(xué)者將VR應(yīng)用在護(hù)理教學(xué)中，但尚存在一定的應(yīng)用局限性等問(wèn)題。基于此，本文介紹了VR在護(hù)理教學(xué)中的呈現(xiàn)方式、應(yīng)用場(chǎng)景，并提出VR在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用展望，以期為護(hù)理教育者更好地將VR應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)中提供參考借鑒。

1 VR在護(hù)理教學(xué)中的呈現(xiàn)方式

1.1 模擬真實(shí)視覺(jué)特效護(hù)理教學(xué)注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，VR在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用功不可沒(méi)[9]。上海中醫(yī)藥大學(xué)將虛擬靜脈注射系統(tǒng)應(yīng)用到護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)中[10]，通過(guò)3D靜脈模擬系統(tǒng)提供視覺(jué)反饋，使血管之間存在明顯的顏色區(qū)別，學(xué)生可通過(guò)觀察靜脈和針頭之間的關(guān)系來(lái)練習(xí)系靜脈注射技術(shù)，提高對(duì)患者進(jìn)行穿刺操作時(shí)的成功率[11]。也有研究將虛擬仿真系統(tǒng)引入基礎(chǔ)護(hù)理教學(xué)中，系統(tǒng)中人物、環(huán)境、設(shè)備等均采用三維軟件建模，使學(xué)生身臨其境地在三維立體虛擬環(huán)境中進(jìn)行護(hù)理相關(guān)操作，包括查看護(hù)理環(huán)境、患者情況及病灶狀態(tài)等[12]。復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院制作的虛擬生化試驗(yàn)教學(xué)軟件也取得了一定的應(yīng)用效果[13]。VR可以將生理情況下無(wú)法觀察到的組織結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，在視覺(jué)上給學(xué)生提供身臨其境的體驗(yàn)。

1.2 提供準(zhǔn)確的觸覺(jué)感受在對(duì)人或動(dòng)物進(jìn)行靜脈注射訓(xùn)練時(shí)，通常只能看到擴(kuò)張靜脈的陰影、輪廓。如果患者毛發(fā)濃密，用肉眼很難定位靜脈，因此需要用指尖感覺(jué)靜脈血管彈性來(lái)確定注射部位。為了提供觸覺(jué)真實(shí)感，VR模擬器可以提供觸覺(jué)反饋[14]。虛擬仿真觸覺(jué)設(shè)備可為靜脈穿刺訓(xùn)練提供精細(xì)的觸覺(jué)反饋，使用者可以通過(guò)感受血管阻力和血管被刺破時(shí)阻力損失等觸覺(jué)反饋，更準(zhǔn)確地完成靜脈穿刺操作[15]。此外，VR已被用于牙科和口腔頜面外科護(hù)理中，使用者可通過(guò)觸覺(jué)壓力模擬器的反饋來(lái)準(zhǔn)確判斷頜面部的病情，從而進(jìn)行有針對(duì)性的護(hù)理干預(yù)[16]。VR可以通過(guò)提供觸覺(jué)感受來(lái)使護(hù)理教學(xué)更加立體，有助于提升護(hù)理教學(xué)中的基礎(chǔ)操作教學(xué)效果。

1.3 提供聽(tīng)覺(jué)反饋在護(hù)理教學(xué)中，學(xué)生很難真切感受到呼吸音、心音、異常的哭鬧聲等音，但VR可以為學(xué)生提供真實(shí)的聲音反饋。VR可以模擬人類(lèi)在面對(duì)壓力時(shí)心血管活動(dòng)的變化，從聽(tīng)覺(jué)中反饋心率變快等反應(yīng)，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)不同狀態(tài)下心血管活動(dòng)的變化[17]。在呼吸系統(tǒng)疾病護(hù)理教學(xué)中，VR可以模擬多種呼吸系統(tǒng)疾病，如慢性阻塞性肺疾病患者的呼吸音在VR中呈現(xiàn)出呼氣時(shí)間比較短、呼氣強(qiáng)度比較弱的特點(diǎn)[18]。VR還可以通過(guò)模擬不同疾病患兒的哭鬧聲及對(duì)疾病的不同反應(yīng)，進(jìn)而幫助學(xué)生判斷患兒的病情變化，了解患兒無(wú)法用語(yǔ)言等表達(dá)的疼痛[19]。VR通過(guò)模擬不同的聲音，補(bǔ)充了現(xiàn)有聽(tīng)診實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，豐富了教學(xué)手段，給學(xué)生提供了更加真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

2 VR在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景

2.1 虛擬咨詢(xún)護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生與醫(yī)療保健提供者、患者及其家屬進(jìn)行有效溝通的能力對(duì)護(hù)理質(zhì)量至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方式對(duì)提高護(hù)理學(xué)生溝通技巧的效果不佳，且使用標(biāo)準(zhǔn)化病人既不符合時(shí)間效益，也不符合成本效益[20]。鑒于虛擬患者能夠在安全環(huán)境中模擬交互式體驗(yàn)和真實(shí)的臨床場(chǎng)景，并可為學(xué)生提供無(wú)限次的培訓(xùn)，故虛擬咨詢(xún)應(yīng)用程序是護(hù)理學(xué)生在入職前訓(xùn)練溝通技巧的理想平臺(tái)[21]。

2.2 虛擬操作護(hù)理教學(xué)中的侵入性操作主要包括靜脈注射、靜脈輸液及靜脈血標(biāo)本采集等[22]。護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生在校期間很少有機(jī)會(huì)能夠?qū)颊哌M(jìn)行侵入性護(hù)理操作，臨床實(shí)習(xí)期間如果直接對(duì)患者進(jìn)行這些操作，容易引起安全隱患及患者的不滿(mǎn)意。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)恰好解決了這一問(wèn)題，使用VR模擬臨床真實(shí)案例，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中對(duì)虛擬患者進(jìn)行護(hù)理操作，且能與虛擬患者進(jìn)行溝通，觀察患者病情變化[23]，給學(xué)生提供了沉浸式病房的體驗(yàn)，有助于達(dá)到更好的教學(xué)效果。

2.3 虛擬病房美國(guó)已推出護(hù)理實(shí)訓(xùn)模擬軟件項(xiàng)目在由程序建立的虛擬病房里，學(xué)生可以查閱電子病例、進(jìn)行虛擬預(yù)約，并可對(duì)患者進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而與患者進(jìn)行互動(dòng)，也可對(duì)患者的干預(yù)進(jìn)行跟蹤，實(shí)時(shí)了解患者病情的變化，且能夠評(píng)估患者并實(shí)施護(hù)理計(jì)劃[24]。有研究表明，通過(guò)與患者互動(dòng)，可在短時(shí)間內(nèi)反映護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)存儲(chǔ)和臨床推理能力[25]。虛擬病房解決了教學(xué)空間管理的難題，使教學(xué)機(jī)構(gòu)能夠增加可用于學(xué)生培訓(xùn)的臨床方案的數(shù)量[26]，使教室環(huán)境中的培訓(xùn)變得可行，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中場(chǎng)景的可用性、增加接受個(gè)性化培訓(xùn)的學(xué)生數(shù)量、降低模擬成本用。

2.4 虛擬災(zāi)難教育護(hù)理人員在災(zāi)難管理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，災(zāi)難護(hù)理教育和培訓(xùn)已在全球范圍內(nèi)開(kāi)展，但是針對(duì)災(zāi)難的護(hù)理教育和培訓(xùn)仍有待發(fā)展，而VR可以提供災(zāi)難環(huán)境下的病患者模型[27]。災(zāi)難后易出現(xiàn)較多急危重癥患者，該類(lèi)患者的護(hù)理與常規(guī)護(hù)理有所區(qū)別，護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生很少有機(jī)會(huì)在緊急情況下對(duì)患者進(jìn)行護(hù)理，所以對(duì)急危重癥患者的護(hù)理培訓(xùn)尤為迫切。南京醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院設(shè)計(jì)了包含院前急救、中心靜脈壓監(jiān)測(cè)等5個(gè)急危重癥虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中火災(zāi)、溺水、車(chē)禍外傷等急危重癥病例的護(hù)理已經(jīng)應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)中，且取得了一定的成效[28]。方敏等[29]采用VR進(jìn)行重癥監(jiān)護(hù)護(hù)理教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。García等[30]運(yùn)用移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序進(jìn)行心肺復(fù)蘇技術(shù)的教學(xué)及培訓(xùn)，使心肺復(fù)蘇技術(shù)逐漸普及。

3 VR在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用展望

VR可模擬如解剖結(jié)構(gòu)、侵入性操作實(shí)訓(xùn)、模擬病房、心臟與肺部聽(tīng)診等多種教學(xué)場(chǎng)景，可提供視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)反饋，在提高學(xué)生的理論知識(shí)、實(shí)踐能力及滿(mǎn)意度方面均表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢(shì)，有助于提升護(hù)理教學(xué)質(zhì)量[23-24]。VR教學(xué)已成為一種有效的教學(xué)策略，為護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生臨床能力的發(fā)展提供支持。但也存在一些問(wèn)題：VR教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生自主操作為主，缺少師生間和同學(xué)間的互動(dòng)和交流，學(xué)生交流合作能力得不到更好的培養(yǎng)；目前VR教學(xué)以視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)為主，觸覺(jué)體驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)還有待進(jìn)一步提升；全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措[31]，但是在VR教學(xué)中無(wú)法體現(xiàn)課程思政內(nèi)容，不利于發(fā)揮課堂教學(xué)在課程思政中主渠道的作用；對(duì)學(xué)生而言，諸如情感、個(gè)性和環(huán)境等人文因素在VR教學(xué)中得不到體現(xiàn)，且長(zhǎng)時(shí)間佩戴3D眼鏡會(huì)使學(xué)生出現(xiàn)眩暈、惡心、眼部不適等癥狀，從而影響學(xué)習(xí)狀態(tài)；沉浸式體驗(yàn)為一把雙刃劍，既是VR教學(xué)的一個(gè)主要特色，也容易使自制力差的學(xué)生沉迷其中，不利于學(xué)生身心健康發(fā)展。因此，建議教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中可加入互動(dòng)環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行課前指導(dǎo)、課后測(cè)評(píng)來(lái)及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；在VR設(shè)備使用前對(duì)教師進(jìn)行培訓(xùn)，使教師能夠熟練掌握VR設(shè)備的使用方法，以更好地解決使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題；對(duì)于虛擬世界中不能傳達(dá)的人文因素，教師可加強(qiáng)與學(xué)生的交流溝通，也可采取VR教學(xué)和臨床教學(xué)相結(jié)合的方式；鼓勵(lì)校企合作，共同研發(fā)VR教學(xué)資源，根據(jù)護(hù)理專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及護(hù)理專(zhuān)業(yè)虛擬仿真教學(xué)的需要，進(jìn)而研發(fā)出更具針對(duì)性的VR教學(xué)資料；護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，熟練掌握虛擬仿真系統(tǒng)學(xué)生端的操作流程，配合老師的各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，按照老師的要求完成學(xué)習(xí)任務(wù)，同時(shí)也要注意勞逸結(jié)合，遇到問(wèn)題及時(shí)反饋。

4 小結(jié)

VR可在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)方面給護(hù)理學(xué)生更加真實(shí)的操作體驗(yàn)，也可建立虛擬咨詢(xún)、虛擬實(shí)踐、虛擬病房及虛擬災(zāi)難環(huán)境，在提高護(hù)理教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是仍然存在一些不足和挑戰(zhàn)需要繼續(xù)探索。如何更好地將VR與線下教學(xué)相結(jié)合，是今后應(yīng)該繼續(xù)深入研究的方向。