虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)的研究進(jìn)展

胡敏 張代英 丁玉輝 梁瑞晨(綜述)

西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，瀘州 646000

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)〔1〕技術(shù)是計(jì)算機(jī)通過(guò)高清分辨、三維制圖和傳感交互的技術(shù)生成的三維虛擬世界，操作者利用鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等設(shè)備進(jìn)入虛擬場(chǎng)景，輔助頭戴式頭盔，手持遙控等傳感設(shè)備，在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的刺激下身臨其境地感知虛擬世界并在其中完成相應(yīng)的操作。VR技術(shù)利用雙眼接收不同圖像，使操作者因接收的視覺(jué)深度不同而獲得立體感。VR技術(shù)通過(guò)陀螺儀及重力感應(yīng)器等元件配合頭部和眼球的追蹤，操作者可根據(jù)自身運(yùn)動(dòng)而改變虛擬視場(chǎng)，以使操作者在虛擬環(huán)境中擁有強(qiáng)烈的沉浸感〔2〕。有研究發(fā)現(xiàn)，Morton設(shè)計(jì)研發(fā)第一臺(tái)“仿真模擬器”，盡管因?yàn)楫?dāng)時(shí)技術(shù)的限制，未能投入市場(chǎng)，但開(kāi)啟人們對(duì)VR技術(shù)的探索之行〔3〕。隨后幾十年伴隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，VR技術(shù)也逐步走進(jìn)人們的視野，以其特有的身臨其境般的沉浸感且實(shí)現(xiàn)了人與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)之間的自然交互作用而深受人們追捧。VR技術(shù)的便攜式體驗(yàn)，從無(wú)到有、從有到優(yōu)，引起人們廣泛關(guān)注、探索和運(yùn)用。

在目前的護(hù)理教學(xué)中，多以理論教授、臨床帶教實(shí)踐為主。傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式都是以教為主，護(hù)生獲取概念、原理和知識(shí)框架只能依靠教師的講解。理論知識(shí)通常以PPT講解的形式呈現(xiàn)給護(hù)生，細(xì)枝末節(jié)很難生動(dòng)形象地傳遞給護(hù)生。臨床帶教中也存在諸多問(wèn)題：臨床實(shí)踐資源匱乏、護(hù)生操作技能的不嫻熟與患者的滿(mǎn)意度相矛盾、護(hù)生缺乏信心獨(dú)立完成操作、臨床帶教標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等〔4-6〕。由此可見(jiàn)，當(dāng)護(hù)生從學(xué)校過(guò)渡到臨床時(shí)，如何快速提升護(hù)生適應(yīng)臨床的綜合能力是一個(gè)值得思考與探索的問(wèn)題，那么尋求教育改革去平衡這一系列問(wèn)題勢(shì)必尋求新的發(fā)展方向?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中表明要“支持與專(zhuān)業(yè)課程配套的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”〔4-5〕。在政策的導(dǎo)向下，VR技術(shù)迅速崛起，近年來(lái)，VR輔助護(hù)理教學(xué)，通過(guò)計(jì)算機(jī)將抽象的理論知識(shí)具體化、將真實(shí)場(chǎng)景虛擬化后，護(hù)生在虛擬世界中感知真實(shí)場(chǎng)景并能反復(fù)地學(xué)、練、用，強(qiáng)化理論知識(shí)和臨床技能的理解、識(shí)記和應(yīng)用〔7-8〕。VR技術(shù)的便攜式體驗(yàn)受到護(hù)理教學(xué)界的青睞，被廣泛探索，成為研究熱點(diǎn)。

1 VR輔助護(hù)理教學(xué)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 VR輔助護(hù)理教學(xué)促進(jìn)護(hù)生對(duì)抽象概念的識(shí)記和理解

傳統(tǒng)以教為主的教學(xué)方式，靈活性欠佳。VR技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)彌補(bǔ)這一不足之處：VR技術(shù)成功地將一些難以理解的、難以口述的、難以用平面二維圖以及立體模型展示的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行演示〔9-11〕。李圣潔等〔12〕將3D虛擬技術(shù)引入到婦產(chǎn)科護(hù)理教學(xué)中獲得不錯(cuò)的反響，使婦產(chǎn)科護(hù)理教學(xué)變得生動(dòng)形象，有助于參與的護(hù)生的識(shí)記和理解。原天香等〔13〕在慢性阻塞性肺疾病患者的護(hù)理措施中，基于VR動(dòng)畫(huà)微課“反轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)激發(fā)了護(hù)生的學(xué)習(xí)潛能，提高了護(hù)生對(duì)原理性知識(shí)的理解及運(yùn)用。Hanson等〔8〕利用三維技術(shù)來(lái)增強(qiáng)護(hù)生對(duì)藥物概念的理解，無(wú)論是在學(xué)習(xí)體驗(yàn)的舒適度和滿(mǎn)意度上還是測(cè)試成績(jī)上都取得了良好的效果。VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中利用直觀(guān)的三維動(dòng)態(tài)傳遞并串聯(lián)知識(shí)要點(diǎn)，提升了護(hù)生的學(xué)習(xí)效果。

1.2 VR輔助護(hù)理教學(xué)有助于護(hù)生臨床操作技能的培訓(xùn)

Berg等〔14〕將識(shí)別患者病情是否惡化的基本技能通過(guò)線(xiàn)下理論教學(xué)后，實(shí)驗(yàn)組護(hù)生在交互式VR應(yīng)用程序中自我練習(xí)，對(duì)照組護(hù)生則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作練習(xí)，20 min后兩組護(hù)生在高級(jí)模擬器人體模型上進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。結(jié)果顯示VR教學(xué)組通過(guò)沉浸式的體驗(yàn)護(hù)生的練習(xí)效果并不比護(hù)生現(xiàn)場(chǎng)操作訓(xùn)的練習(xí)效果差。有研究表明，將86名一年級(jí)護(hù)生隨機(jī)分為兩組，對(duì)于氣管切開(kāi)插管的皮膚護(hù)理，對(duì)照組護(hù)生完成理論課，實(shí)驗(yàn)組護(hù)生完成線(xiàn)上手機(jī)VR學(xué)習(xí)后，兩組護(hù)生知識(shí)測(cè)驗(yàn)和技能評(píng)估，結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的氣管切開(kāi)插管的皮膚護(hù)理的平均最終考試成績(jī)高于對(duì)照組〔15〕?；诮邮芎图夹g(shù)使用統(tǒng)一理論(UTAUT)模型，法國(guó)大學(xué)醫(yī)院神經(jīng)外科的16名非手術(shù)室護(hù)士和13名手術(shù)室護(hù)士采用外科洗手流程的VR模擬器共同培訓(xùn)學(xué)習(xí)，非手術(shù)室和手術(shù)室護(hù)士之間沒(méi)有受到年齡、性別和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的影響，兩組在模擬器中對(duì)疾病進(jìn)行了平等正確的評(píng)估，培訓(xùn)效果相似，非手術(shù)室參與后對(duì)其教學(xué)的真實(shí)感和樂(lè)趣給予了肯定。VR技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)可成為初學(xué)者的外科洗手技能培訓(xùn)的新方式〔16〕。有研究說(shuō)明，沉浸式和交互式的VR教學(xué)中護(hù)生所練習(xí)的效果和在真實(shí)場(chǎng)景中練習(xí)的效果相似甚至更有優(yōu)勢(shì)〔17〕。李紅梅等〔18〕將VR模擬操作教具應(yīng)用于基礎(chǔ)護(hù)理操作中，一致得到護(hù)生和教師的認(rèn)可。趙雅寧等〔19〕也證實(shí)了VR技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理實(shí)驗(yàn)室有助于教學(xué)質(zhì)量的提升。

1.3 VR輔助護(hù)理教學(xué)有助于增強(qiáng)護(hù)生的信心

有研究〔20〕提出對(duì)于初次到臨床的護(hù)生來(lái)說(shuō)，在理論上加強(qiáng)防止針刺/銳器傷上的安全教育基礎(chǔ)上增加VR模擬培訓(xùn)后，降低了護(hù)生對(duì)針刺/銳器預(yù)防的焦慮。Shorey等〔21〕提出虛擬患者可增強(qiáng)護(hù)生的自我效能感和對(duì)有效溝通技巧的信心。Rushton提出將護(hù)生置于不熟悉的環(huán)境中會(huì)影響急救生命支持技術(shù)的信心和技能，VR模擬培訓(xùn)可以用來(lái)為護(hù)生提供必要的情緒適應(yīng)能力，以應(yīng)對(duì)壓力情況〔22〕。

1.4 VR輔助護(hù)理教學(xué)有助于提升護(hù)生應(yīng)急處理能力

VR技術(shù)有助于提升護(hù)生在真實(shí)場(chǎng)景中知識(shí)的遷移能力。有研究表明，護(hù)生在VR課程中將兒科患者出現(xiàn)呼吸窘迫臨床場(chǎng)景還原，訓(xùn)練護(hù)生臨床推理和態(tài)勢(shì)感知，完成了理論知識(shí)到實(shí)踐完美銜接，提升護(hù)生應(yīng)急處理思維訓(xùn)練〔23〕。在災(zāi)害護(hù)理的培訓(xùn)中，張娣等〔24〕提出VR技術(shù)能讓護(hù)生在無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境中反復(fù)觀(guān)看訓(xùn)練，讓護(hù)生熟悉患者狀況并能準(zhǔn)確迅速地作出臨床決策。Giordamo等〔25〕提出使用VR模擬教學(xué)來(lái)培訓(xùn)護(hù)生對(duì)阿片類(lèi)藥物過(guò)量(OOD)的體征和癥狀的識(shí)別，以增強(qiáng)護(hù)生的臨床預(yù)見(jiàn)能力。VR護(hù)理教學(xué)可以直觀(guān)生動(dòng)地將不常見(jiàn)的真實(shí)情景進(jìn)行模擬，護(hù)生可以在虛擬世界中身臨其境地反復(fù)體驗(yàn)，從而提升應(yīng)急處理能力。

1.5 VR輔助護(hù)理教學(xué)有助于增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)溝通能力

VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用有助于培養(yǎng)護(hù)生的合作意識(shí)，儲(chǔ)備護(hù)生與他人的協(xié)同能力。2018年，Liaw將120名醫(yī)護(hù)學(xué)生隨機(jī)分配到虛擬現(xiàn)實(shí)組和現(xiàn)場(chǎng)模擬組，并分別進(jìn)行團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練醫(yī)護(hù)溝通能力，基于團(tuán)隊(duì)的模擬評(píng)估后，兩組學(xué)生測(cè)試結(jié)果并未顯示出使用虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練的劣勢(shì)，這支持了VR技術(shù)成為團(tuán)隊(duì)溝通能力培訓(xùn)的新途徑。VR技術(shù)可以在跨專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作教學(xué)中不受地域時(shí)空影響有更多的可行性及擴(kuò)展性〔17，26〕。

1.6 VR輔助護(hù)理教學(xué)有助于規(guī)避臨床實(shí)踐風(fēng)險(xiǎn)

王萍等〔27〕提出VR技術(shù)規(guī)避了護(hù)理臨床實(shí)踐中存在的倫理問(wèn)題即在護(hù)生對(duì)患者進(jìn)行侵入式操作時(shí)因技術(shù)不熟練而導(dǎo)致患者滿(mǎn)意度下降。這與李平〔28〕的觀(guān)點(diǎn)一致，認(rèn)為VR模擬訓(xùn)練可減少護(hù)生因臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足誘發(fā)的護(hù)患矛盾。Souza-Junior也支持這一觀(guān)點(diǎn)，在2018年開(kāi)發(fā)了一款供護(hù)生練習(xí)的真空采血VR模擬器，66.7%的護(hù)生認(rèn)為該項(xiàng)目有效〔29〕。Kardong-Edgren等〔30〕邀請(qǐng)31名學(xué)生和老師共同參與無(wú)菌導(dǎo)尿術(shù)的VR游戲，大部分參與者認(rèn)可這種無(wú)風(fēng)險(xiǎn)和無(wú)焦慮的VR實(shí)踐的可行性及實(shí)用性。VR相比于傳統(tǒng)教在教學(xué)理念和教學(xué)模式上有其無(wú)創(chuàng)性、可重復(fù)性和可編輯性的獨(dú)特之處，所以VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景〔28〕。

1.7 VR輔助教學(xué)在跨學(xué)科的培訓(xùn)中提供了便利性

VR技術(shù)在跨學(xué)科的護(hù)理教學(xué)中拓展了護(hù)生的知識(shí)面，擴(kuò)寬了護(hù)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建多學(xué)科交叉的知識(shí)構(gòu)架，增強(qiáng)護(hù)生分析應(yīng)對(duì)臨床問(wèn)題的能力，利于護(hù)生的快速成長(zhǎng)。Weiner等〔31〕提到在VR模擬器中護(hù)生可以毫無(wú)壓力的反復(fù)學(xué)習(xí)超聲技能，避免超聲設(shè)備儀器昂貴而無(wú)法反復(fù)練習(xí)的尷尬局面。荊曉雷等〔32〕提到通過(guò)VR聯(lián)合教學(xué)工具提升了神經(jīng)外科護(hù)士的影像學(xué)讀片能力。在跨學(xué)科的護(hù)理教學(xué)中，VR技術(shù)帶來(lái)了更多的可操作性及便利性。

2 VR技術(shù)廣泛應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化VR護(hù)理課程的研發(fā)

VR技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)的可行性和有效性已基本得到證實(shí)，但如何統(tǒng)一VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)化有待進(jìn)一步研究證實(shí)。標(biāo)準(zhǔn)化VR護(hù)理課程的研發(fā)需滿(mǎn)足軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)流暢度等各方面的綜合需求〔33〕。標(biāo)準(zhǔn)化的VR護(hù)理課程在軟件設(shè)計(jì)中需要教學(xué)內(nèi)容的清晰明朗、實(shí)用且能與時(shí)更新，需要在評(píng)判護(hù)生的學(xué)習(xí)效果上有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化VR護(hù)理課程需以書(shū)本理論為基石且取于臨床，需大量資源供給整合，綜合性強(qiáng)。將復(fù)雜的概念或者臨床操作整合到VR護(hù)理課程離不開(kāi)軟件研發(fā)專(zhuān)家和臨床護(hù)理專(zhuān)家的共同協(xié)商制作，兩者缺一不可。標(biāo)準(zhǔn)化VR課程在硬件上是否滿(mǎn)足大量護(hù)生的需求、5G網(wǎng)絡(luò)是否能全面覆蓋，都將成為標(biāo)準(zhǔn)化VR護(hù)理課程推動(dòng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。新研發(fā)的VR課程需要不斷試點(diǎn)、增加樣本量，在實(shí)踐中調(diào)整改良，直至標(biāo)準(zhǔn)化且可操作性穩(wěn)定后才能廣泛投入市場(chǎng)使用。前期工作繁雜且漫長(zhǎng)，需耗費(fèi)大量的時(shí)間、精力、金錢(qián)。軟件設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足護(hù)生綜合臨床能力培養(yǎng)需求及硬件設(shè)備高昂的價(jià)格是否與日益增長(zhǎng)的護(hù)生的數(shù)量相協(xié)調(diào)，這些因素仍制約標(biāo)準(zhǔn)化VR護(hù)理課程在護(hù)理教學(xué)中的廣泛推廣與應(yīng)用。

2.2 任課教師對(duì)VR技術(shù)的認(rèn)知與使用培訓(xùn)

虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用將帶來(lái)教學(xué)形式的重大變化。任課教師自身對(duì)VR技術(shù)的熟悉度和認(rèn)可度直接導(dǎo)致老師是否能將VR教學(xué)在學(xué)校成功推廣的關(guān)鍵的一環(huán)，因此，任課教師對(duì)于VR技術(shù)的培訓(xùn)與考核也顯得尤為必要。

2.3 VR課程的舒適度有待完善

VR課程在護(hù)理教學(xué)中可以輔助提高教學(xué)質(zhì)量，但是在使用過(guò)程中，部分操作者覺(jué)得舒適度欠佳，如：因網(wǎng)絡(luò)不順暢而引起的體驗(yàn)感不佳、操作者出現(xiàn)眩暈、戴眼鏡的操作者使用不方便、不同于左右手習(xí)慣的操作者使用不順暢等〔30〕。未來(lái)可以在VR的傳感設(shè)備上加以改良，使其更加輕薄適用，尤其是要解決眼鏡護(hù)生的困擾；在操作手柄上的設(shè)計(jì)上也可以適當(dāng)考慮以左手操作習(xí)慣為主的護(hù)生。在今后VR課程的設(shè)計(jì)中如何提高護(hù)生的舒適度，有待進(jìn)一步改良。

3 總結(jié)與展望

VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中提供了逼真的虛擬環(huán)境且注重了人機(jī)和諧自然的交互性，在知識(shí)的認(rèn)識(shí)和重組遷移上提供了更多的整合性和靈活性。VR使護(hù)生對(duì)于知識(shí)的獲取形式由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，把枯燥復(fù)雜的知識(shí)以三維動(dòng)態(tài)的形式呈現(xiàn)出來(lái)，既注重知識(shí)的根本，又注重知識(shí)的重建融合，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)護(hù)生的臨床綜合能力的教學(xué)方式，縮短護(hù)生從校園走向臨床的過(guò)渡期。VR技術(shù)促進(jìn)了護(hù)理教學(xué)觀(guān)念的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)化了護(hù)生在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)的綜合感知下的學(xué)習(xí)能力，調(diào)動(dòng)了護(hù)生的參與性與積極性。在現(xiàn)有的研究中，VR輔助護(hù)理教學(xué)在理論知識(shí)的講解、臨床護(hù)理技能培訓(xùn)、綜合心理素質(zhì)培養(yǎng)等方面均得到認(rèn)可，VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用已初見(jiàn)成效。但VR技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)中樣本量相對(duì)較小且分散，各地VR護(hù)理課程實(shí)施效果標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法統(tǒng)一，所以，VR課程如何與護(hù)理教學(xué)進(jìn)行深度融合，廣泛納入護(hù)理高校教育仍有待進(jìn)一步研究。基于VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用前景及5G網(wǎng)絡(luò)的到來(lái)，未來(lái)有望研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化VR護(hù)理課程并推廣納入高校護(hù)理課程教學(xué)以突破地域和時(shí)空的界限，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育，快速、高效、安全地培養(yǎng)護(hù)理人才。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突