基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)對(duì)胃腸外科規(guī)培生理論和臨床操作的影響

胃腸外科是住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)重點(diǎn)科室，涉及大量結(jié)扎、縫合等外科操作，具有專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、知識(shí)面廣泛、發(fā)展速度快等特點(diǎn)，故對(duì)規(guī)培生理論和臨床操作均具有較高的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也對(duì)胃腸外科臨床教學(xué)提出了更高的要求[1]。自2013年我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)“ 5+3 ”人才培養(yǎng)模式改革以來(lái)，已有諸多研究嘗試探索住院醫(yī)師規(guī)培試點(diǎn)工作和改革，并取得了理想的教學(xué)效果[2]。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtualreality，VR）技術(shù)能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬場(chǎng)景，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中理論教育占比高、操作參與度低等弊端，被證實(shí)有助于急診規(guī)培生應(yīng)對(duì)突發(fā)事件能力的提升[3]。此次研究嘗試將基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用于胃腸外科規(guī)培生培訓(xùn)，并就其對(duì)規(guī)培生理論和臨床操作的影響予以分享，現(xiàn)報(bào)告如下。

1研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

納入安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院2019年1月—2025年1月胃腸外科規(guī)培生300名，開(kāi)展前瞻性對(duì)照研究。

納人標(biāo)準(zhǔn)： ① 于胃腸外科接受規(guī)范化培訓(xùn)；② 具備醫(yī)師資格證和住院醫(yī)師及以上職稱(chēng)； ③ 科室規(guī)培時(shí)間 ?1 個(gè)月； ④ 自愿參與研究。排除標(biāo)準(zhǔn)： ① 既往有胃腸外科規(guī)培史； ② 規(guī)培期間請(qǐng)假或離崗 ?1 個(gè)月； ③ 入組前6個(gè)月內(nèi)曾經(jīng)歷重大創(chuàng)傷事件； ④ 對(duì)VR技術(shù)等電子設(shè)備存在暈動(dòng)癥。使用隨機(jī)數(shù)字表法將所有研究對(duì)象分別納人VR組、對(duì)照組，各150例：將規(guī)培生按照1＼～300編號(hào)，并按照編號(hào)匹配隨機(jī)數(shù)字表對(duì)應(yīng)數(shù)字，將隨機(jī)數(shù)字表數(shù)字由大到小排列，前1＼～150位數(shù)字納入VR組，后151＼～300位數(shù)字納人對(duì)照組。VR組、對(duì)照組的年齡、性別、學(xué)歷、職稱(chēng)比較，具有可比性（ pgt;0.05 ），詳見(jiàn)表1。本研究于征得安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)后實(shí)施。

1.2教學(xué)方案

1.2.1常規(guī)教學(xué)兩組規(guī)培生均接受胃腸外科常規(guī)規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)，持續(xù)1個(gè)月；兩組帶教醫(yī)師均為副主任醫(yī)師及以上職稱(chēng)且長(zhǎng)期從事胃腸外科規(guī)培生帶教工作。 ① 理論教學(xué)。發(fā)放統(tǒng)一胃腸外科書(shū)籍，通過(guò)重點(diǎn)內(nèi)容講解、自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)、日常提問(wèn)、規(guī)培生分享學(xué)習(xí)內(nèi)容等方式幫助規(guī)培生掌握理論知識(shí)。 ② 臨床能力培養(yǎng)。在問(wèn)診、體格檢查、病歷書(shū)寫(xiě)等環(huán)節(jié)，帶教老師向規(guī)培生講解了常見(jiàn)問(wèn)題和要點(diǎn)。 ③ 外科操作觀摩。外科手術(shù)中向規(guī)培生講解操作要點(diǎn)、手術(shù)流程、注意事項(xiàng)，并指導(dǎo)規(guī)培生進(jìn)行簡(jiǎn)單胃腸外科操作，包括拉鉤、縫皮等。

1.2.2基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)VR組采用基于VR 技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)模式，持續(xù)1個(gè)月。 ① 解剖學(xué)教學(xué)。使用VR技術(shù)建立人體解剖學(xué)模型，重點(diǎn)關(guān)注胃腸外科常見(jiàn)疾病相關(guān)器官的解剖模型構(gòu)建，包括胃、腸、肝、膽、脾、胰、闌尾等，及其相關(guān)神經(jīng)、血管、肌肉、淋巴結(jié)構(gòu)；規(guī)培生通過(guò)佩戴VR設(shè)備了解胃腸外科解剖結(jié)構(gòu)；融入疾病系統(tǒng)，通過(guò)模擬不同胃腸外科疾病、不同疾病分期時(shí)解剖結(jié)構(gòu)變化，指導(dǎo)規(guī)培生了解胃腸外科疾病的發(fā)病機(jī)制、病理特點(diǎn)和診治依據(jù)，規(guī)培生可通過(guò)旋轉(zhuǎn)、放大、分割等方式詳析。 ② 實(shí)踐演示。在外科操作觀摩的基礎(chǔ)上，將胃腸外科手術(shù)操作過(guò)程錄制并轉(zhuǎn)換為VR視頻，規(guī)培生通過(guò)頭戴式顯示器或平板電腦觀看手術(shù)操作，并可通過(guò)拖拽、縮放等操作嘗試了解或模擬手術(shù)操作過(guò)程。 ③ 手術(shù)模擬。購(gòu)置手術(shù)模擬系統(tǒng)，開(kāi)放胃腸外科手術(shù)模擬功能，囑規(guī)培生每周使用該系統(tǒng)模擬胃腸外科手術(shù)操作 ?3 次并反饋模擬體驗(yàn)和感受，積極解答規(guī)培生關(guān)于手術(shù)操作的疑問(wèn)。 ④ 病例分析。結(jié)合胃腸外科疾病病歷、影像學(xué)資料開(kāi)展病例分析，通過(guò)問(wèn)診模擬、診斷模擬、治療模擬等方式引導(dǎo)規(guī)培生做出決策并分析決策依據(jù)。 ⑤ 團(tuán)隊(duì)協(xié)作。開(kāi)放手術(shù)團(tuán)隊(duì)協(xié)作功能，由規(guī)培生選擇主刀、一助等角色，在VR技術(shù)輔助下完成胃腸外科手術(shù)，體會(huì)手術(shù)操作過(guò)程中各角色職責(zé)和意義。

1.3觀察指標(biāo)

對(duì)比兩組規(guī)培生培訓(xùn)前、培訓(xùn)4周后臨床操作技能評(píng)分、理論考試成績(jī)變化，并評(píng)估兩組規(guī)培生培訓(xùn)4周后綜合素質(zhì)、教學(xué)滿(mǎn)意度。 ① 臨床操作技能評(píng)分，采用自制問(wèn)卷，包括主觀表現(xiàn)、胃腸解剖、病灶解剖、常規(guī)操作、手術(shù)模擬共計(jì)5個(gè)維度，各維度評(píng)分 0～20 分，總分 0～100 分，總分越高則臨床操作技能越佳。 ② 理論考試，包括基礎(chǔ)理論知識(shí)（40分）、生理解剖知識(shí)（40分）、臨床思維能力（20分）共3個(gè)維度，總分0～100 分，總分越高則理論知識(shí)越佳。 ③ 綜合素質(zhì)評(píng)估，由帶教老師對(duì)規(guī)培生進(jìn)行評(píng)估，包括自學(xué)能力、學(xué)習(xí)興趣、知識(shí)理解、實(shí)踐能力、思維能力共5個(gè)項(xiàng)目，各項(xiàng)目評(píng)分1＼～10分，評(píng)分越高則綜合素質(zhì)越佳[4]。 ④ 教學(xué)滿(mǎn)意度評(píng)估，由規(guī)培生對(duì)帶教老師進(jìn)行評(píng)估，包括激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、理論與實(shí)踐結(jié)合、提高臨床實(shí)踐能力、提高文獻(xiàn)理解能力共4個(gè)維度，各維度包括滿(mǎn)意、基本滿(mǎn)意、不滿(mǎn)意共3個(gè)選項(xiàng)，總滿(mǎn)意率 Σ=Σ （滿(mǎn)意 + 基本滿(mǎn)意）/不滿(mǎn)意 ×100% 。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析本研究相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)數(shù)資料如學(xué)歷、總滿(mǎn)意率等以（例數(shù)/百分比）即（ 1% ）表示，并采用卡方檢驗(yàn)（ χ² 檢驗(yàn)），計(jì)量資料如年齡、臨床操作技能評(píng)分等均符合正態(tài)分布，以（平均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差）即（ 表示，采用雙側(cè) χ_t 檢驗(yàn)，當(dāng) plt;0.05 時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1臨床操作技能評(píng)分變化

兩組規(guī)培生培訓(xùn)4周后臨床操作技能各維度評(píng)分均較培訓(xùn)前提高，VR組培訓(xùn)4周后臨床操作技能各維度評(píng)分均較對(duì)照組更高（ plt;0.05 ，見(jiàn)表2。

2.2理論考試評(píng)分變化

兩組規(guī)培生培訓(xùn)4周后理論知識(shí)各維度評(píng)分和總分均較培訓(xùn)前提高，VR組培訓(xùn)4周后理論知識(shí)各維度評(píng)分和總分均較對(duì)照組更高（ plt;0.05 ），見(jiàn)表3。

2.3綜合素質(zhì)評(píng)分

VR組培訓(xùn)4周后綜合素質(zhì)各維度評(píng)分均較對(duì)照組更高（ plt;0.05 ），見(jiàn)表4。

2.4教學(xué)滿(mǎn)意度

VR組培訓(xùn)4周后規(guī)培生教學(xué)滿(mǎn)意度各維度總滿(mǎn)意率均較對(duì)照組更高（plt;0.05），見(jiàn)表5。

3討論

當(dāng)前，各類(lèi)新興技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)學(xué)教學(xué)模式的改革和授課模式創(chuàng)新提供了有效手段，在外科工作和帶教過(guò)程中，尤以VR技術(shù)備受關(guān)注[5]

VR技術(shù)主要通過(guò)獲取信息、數(shù)據(jù)并予以加工、處理，從而建立三維立體模型，并為模擬操作提供支持。有研究表明，基于VR技術(shù)的解剖教學(xué)可以顯著提高醫(yī)學(xué)生的理論知識(shí)和解剖結(jié)構(gòu)理解水平，并為外科操作水平的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[6]基于VR技術(shù)在外科教學(xué)中良好的應(yīng)用前景，此次研究嘗試將其應(yīng)用于胃腸外科規(guī)培生理論和臨床操作帶教。

通過(guò)臨床操作技能評(píng)分的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，VR組培訓(xùn)4周后臨床操作技能各維度評(píng)分均較對(duì)照組更高，說(shuō)明基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)能夠顯著提升規(guī)培生臨床操作能力，主要得益于VR技術(shù)提供的多模態(tài)感官反饋和無(wú)風(fēng)險(xiǎn)重復(fù)訓(xùn)練。既往研究顯示，接受VR技術(shù)訓(xùn)練的住院醫(yī)師，膽囊切除術(shù)中操作時(shí)間縮短 29% ，且鄰近組織損傷率顯著下降[]，印證了上述結(jié)論。同時(shí)，相較于傳統(tǒng)二維平面教學(xué)，VR技術(shù)的加持使得胃腸模型能夠清晰地顯示各組織、器官形態(tài)和解剖結(jié)構(gòu)，及其與毗鄰器官的關(guān)系，同時(shí)，對(duì)病變的有效模擬同樣能夠促使規(guī)培生進(jìn)一步了解胃腸外科相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，從而在診斷、治療和外科操作中做出更為準(zhǔn)確的決策[8]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，VR技術(shù)結(jié)合操作訓(xùn)練能夠有效提升外科醫(yī)師手眼協(xié)調(diào)能力，且VR技術(shù)的觸覺(jué)反饋功能能夠使操作者更為精準(zhǔn)地掌握操作力度、操作范圍，有效提高外科手術(shù)效率和安全性[9]。此外，VR技術(shù)的空間記憶強(qiáng)化作用不僅能夠幫助規(guī)培生提升復(fù)雜場(chǎng)景下操作穩(wěn)定性，也能夠促使規(guī)培生建立“手術(shù)路徑心理地圖”，對(duì)于降低術(shù)中決策延遲、強(qiáng)化理論知識(shí)與實(shí)踐技能結(jié)合有益[0-11]。 。

得益于上述優(yōu)勢(shì)，本研究VR組培訓(xùn)4周后理論知識(shí)各維度評(píng)分和總分均較對(duì)照組更高，說(shuō)明基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)能夠在幫助規(guī)培生提高臨床操作技能的同時(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)化其理論知識(shí)，其機(jī)制一方面在于VR技術(shù)在加深規(guī)培生解剖結(jié)構(gòu)理解方面的重要作用，另一方面，VR技術(shù)能夠滿(mǎn)足情景化學(xué)習(xí)需求，使規(guī)培生將理論知識(shí)，如TNM分期、腫瘤浸潤(rùn)深度等，與立體解剖標(biāo)志緊密結(jié)合，從而顯著降低記憶負(fù)荷，提高規(guī)培生理解和記憶能力[12-13]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，VR 直播3D腹腔鏡手術(shù)能夠提高急性闌尾炎手術(shù)操作教學(xué)效率、促進(jìn)理論知識(shí)向操作技巧遷移[14]，與本研究結(jié)果具有一致性。

提升綜合素質(zhì)是規(guī)培生向合格醫(yī)師轉(zhuǎn)變的必經(jīng)之路。除了理論知識(shí)、臨床操作技能，綜合素質(zhì)的提升也是保障規(guī)培生適應(yīng)角色轉(zhuǎn)變、掌握突發(fā)事件處理能力的重要基礎(chǔ)[15]。在本研究中，基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)使VR組培訓(xùn)4周后綜合素質(zhì)各維度評(píng)分均較對(duì)照組更高，主要得益于VR技術(shù)的場(chǎng)景模擬和壓力模擬功能。例如，VR培訓(xùn)可以模擬術(shù)中出血場(chǎng)景，以提高規(guī)培生對(duì)突發(fā)事件和術(shù)野模糊的應(yīng)對(duì)能力。同時(shí)，VR反饋也具備實(shí)時(shí)糾錯(cuò)能力，能夠有效減少規(guī)培生訓(xùn)練時(shí)的誤操作，并幫助帶教醫(yī)師總結(jié)常見(jiàn)操作誤區(qū)，從而降低“無(wú)意識(shí)錯(cuò)誤”發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[16]。得益于上述特點(diǎn)，本研究VR組培訓(xùn)4周后規(guī)培生教學(xué)滿(mǎn)意度各維度總滿(mǎn)意率均較對(duì)照組更高，即基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)在提高規(guī)培生理論、臨床操作技能和綜合素質(zhì)的前提下，也使得規(guī)培生與帶教醫(yī)師溝通更為緊密，且有助于幫助規(guī)培生平衡臨床工作和規(guī)范化培訓(xùn)的壓力[17-18]，從而使其以更為積極的心態(tài)參與規(guī)范化培訓(xùn)、面對(duì)臨床工作，對(duì)于提高規(guī)培生個(gè)體素質(zhì)、確?；颊叩玫接行г\療有益。需要注意的是，基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)成本較高，未來(lái)嘗試開(kāi)展分級(jí)VR課程體系，并結(jié)合人工智能等技術(shù)持續(xù)優(yōu)化課程內(nèi)容，將為VR教學(xué)成本-效益平衡的優(yōu)化提供更為全面的支持，值得進(jìn)一步關(guān)注。

綜上所述，基于VR技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)能夠全方位提高胃腸外科規(guī)培生理論知識(shí)、臨床操作技能和綜合素質(zhì)，且有助于規(guī)培生教學(xué)滿(mǎn)意度的提升，值得進(jìn)一步關(guān)注和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]Zhang W，Liu X，Zheng B.Virtual reality simulation in training endoscopic skills：A systematic review[J]. Laparoscopic，Endoscopic and Robotic Surgery，2O21，4（4） ：97.

[2]盧星秀.不同教學(xué)方法用于胃腸外科規(guī)培生培養(yǎng)教學(xué)中的效果比較[J].臨床醫(yī)學(xué)前沿，2023，5 （4） ：26.

[3]Nebbia M，Kotze PG，Spineli A. Training on minimally invasive colorectal surgery during surgical residency ： integrating surgical education and advanced techniques[J]. Clinics in Colon and Rectal Surgery，2021，34（3） ：194.

[4]譚巍.快速康復(fù)外科對(duì)肝癌患者圍手術(shù)期應(yīng)激反應(yīng)及術(shù)后胃腸功能恢復(fù)的影響[J].中國(guó)醫(yī)學(xué) 創(chuàng)新，2023，20（6）：94.

[5]Haskins IN，Tan WH，Zaman J，et al. Current status of resident simulation training curricula：pearls and pitfalls[J]. Surgical endoscopy，2024，38（9） ：4788.

[6] Kim Y，Lee JH，Lee GH，et al. Simulator-based training method in gastrointestinal endoscopy training and currently available simulators[J]. Clinical Endoscopy，2O23，56（1） ：1.

[7]胡志偉，吳繼敏，汪忠鎬.胃食管氣道反流性疾病：如何提高我國(guó)胃食管反流相關(guān)呼吸道癥狀的 診療水平[J].臨床內(nèi)科雜志，2021，38（6）：361.

[8]Wanderling C，Saxton A，Phan D，et al. Recent advances in surgical simulation for resident education [J].Current urology reports，2023，24（11） ： 491.

[9]Silva Mendes S，Areia M，Dinis Ribeiro M，et al.The impact of a structured virtual reality simulation training curriculum for noviceendoscopists[J]. GE-Portuguese Journal of Gastroenterology，2022，29 （6） ：385.

[10]唐健雄，李紹春.從我國(guó)疝和腹壁外科的歷史談今后的發(fā)展[J].中國(guó)普通外科雜志，2023，32 （10） ：1445.

[11]尹超，譚璇妮，桂余，等.乳腺外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)學(xué)員自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)能力調(diào)查[J].中華 乳腺病雜志（電子版），2022，16（4）：231.

[12]Rashidian N，Giglio MC，Van Herzeee I，et al. Efectiveness of an immersive virtual reality environment on curricular training for complex cognitive skills in liver surgery： a multicentric crossover randomized trial[J]. HPB，2022，24（12） ：2086.

[13]Shen J，Zhang Y，Zhang B，et al. Simulation training of laparoscopic biliary-enteric anastomosis with a three-dimensional-printed model leads to beter skill transfer： a randomized controlled trial[J]. International Journal of Surgery，2024，110（4） ：2134.

[14]談燚，劉雙池，張永，等.基于勝任力的評(píng)價(jià)系統(tǒng)在普外科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用［J]. 蚌埠醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，46（10）：1459.

[15]Sinha A， West A，Vasdev N，et al. Current practises and the future of robotic surgical training[J]. The Surgeon，2023，21（5） ：314.

[16]史榮亮，倪兆嫻，王宇，等.經(jīng)腋窩機(jī)器人輔助腔鏡甲狀腺手術(shù)：?jiǎn)沃行膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)［J].中 國(guó)普通外科雜志，2023，32（11）：1657.

[17]William SY，Rouhi AD，Duffy CC，et al.A systematic review of immersive virtual reality for nontechnical skills training in surgery[J]. Journal of Surgical Education，2O24，81（1） ：25.

[18]Popa C，Abdul Halim N，Pestean C，et al. Residents can do it！ A training program in laparoscopic liver surgery for general surgery residents[J]. European Surgical Research，2O23，64（2） ：237.

Impact of Virtual Reality Technology-Based Practical Teaching on Theoretical Knowledge and Clinical Skills of Gastrointestinal Surgery Resident Trainees

WU Huo'， JIA Zhenya2 （1. Department of general surgery， the first afiliated hospital of anhui medical university; 2.Department of medical oncology，department of general surgery，the first affiliated hospital of anhui medical university，Hefei，Anhui 23o022， China）

ABSTRACTObjective To analyze the impact of virtual reality（VR）technology-based practical teaching on thetheoreticalknowledgeandclinicalskilsofgastrointestinalsurgeryresidenttrainees.MethodAtotalof3OOgastrointestinalsurgeryresidenttraineesatourhospitalfromJanuary2O19toJanuary2O25wereenroledandrandomlydivided into a VR group and a control group using a random number table method，with 15O traines ineach group.Both groups received conventional standardized training，while theVR groupaditionallyunderwent VRtechnology-based practical teaching.Changes inclinicalskillscoresandtheoretical examinationresultsbefore trainingand4 weeksaftertraining were compared between the two groups.Comprehensive competency and teaching satisfaction were also evaluated 4 weeks posttraining.ResultAfter4weeksof training，bothgroupsshowedimprovementsinclinicalskillandtheoretical knowledge scores acrossalldimensionscompared topre-training levels.TheVR groupexhibitedsignificantlyhigherclinicalskilland theoretical knowledge scores than the control group（ plt;0.05 ）.Additionally，the VR group demonstrated higher comprehensivecompetencyscoresandoverallsatisfactionrates inteaching evaluationacrossalldimensionscompared tothecontrol group （ ）.Conclusion VR technology-based practical teaching comprehensively enhances the theoretical knowledge，clinical skils，and comprehensivecompetencyof gastrointestinal surgeryresident trainees，whilealso improving their satisfaction with training.

KEY WORDSvirtual reality；practical teaching；gastrointestinal surgery；resident trainees

（責(zé)任編輯 寧梵西）