虚拟现实技术在全科住院医师规范化培训中的应用效果评价

住院医师规范化培训（简称住培）是医学生毕业后教育的重要组成部分，以临床实践、专业必修课、公共必修课等为主要培训内容。临床医学教育存在内容丰富、理论与实践之间差异较大等特点，而目前主流的传统教学模式难以达到理想的成效。为了提升教学水平，促进学员更好地进入临床实践，探索一种新的教学模式是必不可少的。随着国务院办公厅《关于加快医学教育创新发展的指导意见》《国家卫生健康委等部门关于建立住院医师规范化培训制度的指导意见》等文件相继颁布，医学教育的发展和改革创新被大力倡导［1-4］。近年来虚拟现实技术（virtual reality，VR）被越来越广泛地用于医学教育的辅助教学［5-12］，其是利用多项计算机技术及相关软件生成的三维虚拟世界，通过虚拟环境作用于用户的视觉、听觉及触觉，促使用户能够切身感受到所处环境的作用与变化，产生身临其境的感觉［13-14］。VR教学是将多媒体技术与仿真技术相结合，完成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟教学环境。在住培教学中，国内基于VR进行了不少的尝试，主要是在眼科、关节外科手术及影像学、3D打印技术等方面［15-17］，注重临床技能实操，这些研究证实了应用VR的教学模式具有良好的教学前景，但在全科医学教育中鲜见相关研究报道。为了探索基于VR的新教学模式在全科住培中的效果，本研究在郑州大学第一附属医院开展了VR新教学模式的实践，以期为VR新教学模式在全科住培中的应用与推广提供参考。

1　对象与方法

1.1　研究对象　2022-05-16—08-16选取郑州大学第一附属医院2020级全科住培学员为研究对象，纳入标准：（1）第1次参加住培的临床应届或往届本科毕业生；（2）社会学员、地方单位委培学员和全科订单定向学员。排除标准：（1）既往参加住培未通过结业考试的学员；（2）已取得住培结业证书的学员；（3）研究生学员及其他专业的住培学员。研究对象均为本科五年医学教育毕业后2~5年住培学员，住培完成年限为1年半。本研究已通过郑州大学伦理委员会批准，所有研究对象已签署知情同意书。

1.2　研究方法　采用随机抽样法选取郑州大学第一附属医院2020级住培学员58名，并按照1~58的顺序进行编号，利用随机数生成器对编号1~58的研究对象生成0或1的随机数，再通过可视分箱，将其随机分为研究组（n=29）和对照组（n=29），研究组和对照组均不知对方组别的存在，培训人员不参与此次研究的设计。培训前发放调查问卷收集研究对象的一般资料（姓名、性别、年龄、毕业年限），并初步调查其对专业知识的自评掌握程度〔包括完成心肺复苏（CPR）和电除颤、处理有机磷中毒、处理院内突发呼吸困难3项内容，完成CPR和电除颤、处理有机磷中毒为分2个等级：可以独立完成（处理）和不可以独立完成（处理），处理院内突发呼吸困难分为3个等级：完全可以独立处理、可以处理但不能完全独立处理、能力有限不可以处理〕、对VR的了解程度（包括最初了解VR的场景和最常见应用VR的场景，了解VR和应用VR场景包括：游戏厅、VR体验馆、科技展厅、装饰设计、科技博览会、汽车驾驶、教育、医学治疗和其他，统计上述内容出现的频次以评估学员对VR的了解程度），以及研究组全科住培学员培训前熟悉VR流程花费时间。培训后分别进行理论和技能考核，比较两组学员考核成绩及其培训技能要点掌握率自评情况〔CPR及电除颤掌握率=可以独立完成CPR及电除颤人数/组内总人数×100%，处理有机磷中毒掌握率=可以独立处理有机磷中毒人数/组内总人数×100%，处理院内突发呼吸困难掌握率=完全可以独立处理院内突发呼吸困难人数/组内总人数×100%〕；并发放教学培训满意度调查问卷评价两组学员对培训的满意度情况。

1.3　教学实施　研究组采用传统理论培训与VR技能培训相结合的教学方式，对照组采用传统理论培训与传统技能培训相结合的教学方式。传统理论培训由教师利用PPT讲授理论知识，包括有机磷中毒的处理流程，院内突发呼吸困难的处理流程，CPR及电除颤的重要性、操作流程、要点、难点等相关医学知识。

1.3.1　研究组VR技能培训教学流程　在VR技能培训前，由2名专业技术人员分别对学员熟悉VR流程花费的时间进行记录〔对2名专业技术人员的记录结果取平均值即为每位学员熟悉VR流程的花费时间（min）〕。VR技能操作具体包括：在学员了解VR设备（Wyzlink，上海）及虚拟仿真训练系统的使用方法后进行演练，演练时将安装有培训内容场景的软件放置在VR眼镜中，学生直接佩戴眼镜并根据提示逐步进行，直至完成培训演练。演练过程中老师对学生的操作给予指导，演练结束后老师带领学生进行整体复盘，指出培训演练过程中存在的问题和不足。

1.3.2　对照组传统技能培训教学流程　传统技能培训具体流程为教师先在模型上规范演示完整的操作流程，而后学生逐一操作练习，期间老师对学生进行指导。

1.4　质量控制　培训及考核过程要求研究对象全程参与各培训及培训考核，考核过程保证公平公正，严禁作弊行为。VR操作及培训由轮转科室教学秘书和2名专业技术人员共同辅导，问卷及考核题目均由郑州大学第一附属医院从事临床工作多年的高年资专家设计。

1.5　教学效果评价　（1）培训后理论考核：试题来源于医学电子书包试题库（http://www.imed.org.cn/），试题包括A1、A2、A3、A4题型及案例分析共50道题，难度系数为0.53。（2）培训后实践技能考核：考核采用客观结构化临床考试（objective structured clinical examination，OSCE）考站方式，考试内容包括：问诊、初步诊断、技能操作（CPR及电除颤、院内突发呼吸困难和有机磷中毒处理）、相关治疗。（3）教学培训满意度问卷调查：问卷内容包括学习兴趣、自学能力、临床思维判断能力、临床综合能力、模拟临床环境、提高教学效果、有利于为临床做准备及教学对自己有帮助8个方面。每个方面分为5个分值等级，1~5分表示不同的赞同程度，1分代表很不赞同，5分表示很赞同。

1.6　统计学方法　采用SPSS 26.0和GraphPad Prism 9.3.1进行统计学分析，计量资料采用Kolmogorov-Smirnov检验数据正态性，正态分布数据以（x±s）表示，两组间比较采用独立样本t检验；计数资料用相对数表示，两组间比较采用χ2检验或Fisher's确切概率法。以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　研究组和对照组一般资料比较　研究组与对照组的性别、年龄及毕业年限比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.2　研究组和对照组培训前专业知识的自评掌握程度调查情况　培训前，20.7%（12/58）的学员可以独立完成CPR及电除颤，有10.3%（6/58）的学员可以独立处理有机磷中毒，有70.7%（41/58）的学员可以处理但不能完全独立处理院内突发呼吸困难，有22.4%（13/58）的学员能力有限不可以处理院内突发呼吸困难，有6.9%（4/58）的学员完全可以独立处理院内突发呼吸困难。

培训前研究组与对照组学员可以独立完成CPR及电除颤比例、可以独立处理有机磷中毒比例，以及完全可以独立处理、可以处理但不能完全独立处理、能力有限不可以处理院内突发呼吸困难比例比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表2。

2.3　全科住培学员培训前对VR的了解情况及熟悉VR流程花费时间　全科住培学员培训前对VR的了解情况：学员最初了解VR主要是通过游戏厅〔22.4%（13/58）〕和VR体验馆〔51.7%（30/58）〕，通过教育首先接触VR者仅占6.9%（4/58）；最常见应用VR的场景方面，学员总答题频次为113，各选项构成比前三位由高到低依次为VR体验馆〔38.1%（43/113）〕、游戏厅〔24.8%（28/113）〕和科技展厅〔16.8%（19/113）〕，VR在教育方面的应用并不常见〔0.9%（1/113）〕，其余结果见图1。

研究组学员熟练VR流程所花费平均时间为（6.0±2.3）min，最短为2 min，最长为10 min，有51.7%（15/29）的学员熟悉整个流程且熟练操作的时间≤6 min，见图2。

2.4　研究组和对照组培训后理论和技能考核结果比较　培训后研究组的理论考核成绩与技能考核成绩均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；以考核成绩≥60分为考核合格，研究组理论与技能考核合格率均为100%，对照组理论与技能考核合格率略低，分别为93.1%和89.6%，但两组的考核合格率比较，差异无统计学意义（P>0.05）；以考核成绩≥80分为考核优秀，研究组的理论考核优秀率高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），研究组的技能考核优秀率与对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表3。将理论考核成绩、技能考核成绩按照分数整理为4个分数段，其中研究组理论考核成绩在80分及以上比例高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见图3。

2.5　研究组和对照组培训后培训技能要点掌握率自评结果比较　研究组自评CPR及电除颤、处理有机磷中毒掌握率均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；研究组自评处理院内突发呼吸困难掌握率与对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表4。

2.6　研究组和对照组教学方式满意度比较　研究组在学习兴趣、自学能力、临床思维判断能力、临床综合能力、模拟临床环境、提高教学效果、有利于为临床做准备以及教学对自己有帮助方面的满意度得分均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表5。

3　讨论

住培作为毕业后医学教育最关键的一部分，是医学生提高诊断及治疗能力并进一步向一名合格且出色临床医师迈入的关键阶段。在传统的教学模式中，讲师主要通过PPT结合录播系统进行授课，住培学员以看、听、写为吸纳知识的主要方式，很难培养其自主思考能力［18-20］，住培学员的主动性、积极性也难以得到提升，无法很好地达到学以致用的效果［21］。VR最突出的基本特征为：交互性、沉浸感和想象力［4］，可以模拟临床中的场景和感知对象，有利于住培学员沉浸于虚拟情境里，自主完成从分析、诊断、治疗再到管理的每一个步骤［20］，有助于弥补传统教学方式的不足。因此，在全科住培教学中开展基于VR的教学方式值得探索。

本研究通过比较两种不同模式的教学方式，发现传统理论培训与VR技能培训相结合的教学效果整体优于传统理论培训与传统技能培训相结合的教学方式。本研究在培训前的调查中发现全科住培学员主要通过VR体验馆和游戏厅等途径首次接触VR，通过教育首先接触VR者仅占6.9%；并且在生活中最常见的VR场景是VR体验馆、游戏厅和科技展厅，VR用于教育方面并不常见（0.9%），由此可见，VR这一技术还未完全渗透到人们的生活中，尤其是在教育方面。根据培训前专业技术人员的记录以及学员的反馈，学员们基本可在6 min内熟悉整个VR流程并熟练应用，这提示全科住培学员比较容易接受与熟练应用VR，在全科住培中推广该种教学模式是十分可行的。

全科医师作为居民生命健康的“守门人”，日常工作中必然会面临心搏骤停、有机磷中毒等情况以及值班时院内患者各种突发情况的急救等问题，掌握CPR及电除颤、院内突发呼吸困难处理流程、有机磷中毒处理流程对于全科住培学员至关重要。成人CPR和电除颤是急救的入门技能之一，同时也是医学生的必备技能，其对于心搏骤停的重要性犹如“起死回生”，规范及标准的操作是影响CPR成功率的重要因素［5，22-23］。另外，全科住培医师以后主要服务于基层，而河南省作为农业大省，农药中毒在基层非常常见，其中有机磷中毒占农药中毒的一半以上，由于其致死性或存在潜在致死性合并症风险较高，因此掌握有机磷中毒患者的处理对于全科住培学员显得尤为重要［24］。通过调查培训前全科住培学员对专业知识的自评掌握程度发现，有超过70%的学员认为自己不能独立完成CPR及电除颤、独立处理有机磷中毒及院内突发呼吸困难等情况。为了能让住培学员更精准地掌握本次培训内容的要点，本研究不同于以往利用医学模拟人重复训练，采用VR在培训室进行训练以达到事半功倍的效果，虽然患者只是虚拟人物，但是所给予的反馈却是真实的，被培训者可以透过手腕上的感应器掌握CPR胸外按压力度、按压频率等。本研究结果显示，接受VR培训方式的全科住培学员对于培训内容要点的自评掌握率高于接受传统技能培训方式的全科住培学员，这为VR教学模式在住培中的推广应用提供了参考，更能进一步促进住培教学质量提高，提升住培学员的学习兴趣，为社会输送高质量人才。

既往研究表明VR用于医学临床教育已取得较好效果［19，25］，可以应用于内科操作培训、外科手术培训、妇科教学、急救医学教育、护理教学等，甚至涉及药学、中医学教育等方面［13，14，26-35］。一项Meta分析纳入了50项随机对照试验，比较了VR教学和无训练教学下医学生腹腔镜技术水平的差异，发现医学生接受VR教学对于学习绩效（腹腔镜技术水平）的提升具有明显正向促进作用［36］，本研究发现接受传统理论培训结合VR技能培训的全科住培学员理论及技能考核成绩高于接受传统理论培训结合传统技能培训的全科住培学员。可见，结合VR的培训使学员对理论知识有了更深理解，这不仅体现在技能的提升上，同时也体现在理论知识掌握率的提高方面。此外，两组全科住培学员培训后满意度调查结果发现，研究组在学习兴趣、自学能力、临床思维判断能力、临床综合能力、模拟临床环境、提高教学效果、有利于为临床做准备及教学的满意度得分明显高于对照组，这表明VR极大地提高了全科住培学员的学习兴趣，为培养优秀人才奠定了基础，因此，VR技能培训在全科住培中具有推广价值。

本研究仍存在局限性：首先，培训内容主要局限于全科医师最常面临的临床问题，并未对比所有的临床问题所需技能的培训效果；其次，本研究为单中心、小样本研究，研究结果可能存在偏倚，需要更大样本的多中心研究进一步探讨。

综上所述，VR在全科住培中的应用取得良好的教学效果，其使抽象、传统的学习模式变得更加直观、新颖且透彻，可使全科住培学员能更主动地去把握疑难的知识点和操作要领，这在由知识转变为动手动脑能力过程中起到了很关键作用，也成功地弥补了传统教学中的缺陷。此外，传统理论培训结合VR技能培训的教学方式也让全科住院学员的临床综合能力得到了进一步提升，为全科住培的教学创新打开了新思路，具有良好的推广价值和较好的应用前景。

本文无利益冲突。

参考文献略

【引用本文】　李晶晶，袁丁，王秀玲，等. 虚拟现实技术在全科住院医师规范化培训中的应用效果评价［J］. 中国全科医学，2023，26（34）：4322-4328. DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0143.