護(hù)理實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

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摘要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域尤其是護(hù)理教育領(lǐng)域，引起了衛(wèi)生教育工作者的廣泛關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效彌補(bǔ)了當(dāng)前護(hù)理教育在教育方式、資金和設(shè)備方面的諸多不足，打破了時(shí)間和空間的限制，提高了教學(xué)效果。因此，本文對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要意義、現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)進(jìn)行了綜述，以期對(duì)今后該技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；護(hù)理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展和大規(guī)模普及，虛擬現(xiàn)實(shí)（Vir-tualReality，VR）技術(shù)已逐漸成為工業(yè)、教育和研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。VR技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代的美國(guó)，1962年美國(guó)人MortonHeilig發(fā)明了被稱為“全傳感仿真器”的設(shè)備，這也是世界上第一臺(tái)VR設(shè)備。之后美國(guó)VirtualProgrammingLanguageReserach公司創(chuàng)始人JaronLanier首次提出了VR的概念，并發(fā)起了VR技術(shù)研究，發(fā)展至今仍處于不斷探索階段。簡(jiǎn)而言之，VR技術(shù)是一種模擬人類視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)等感知行為，且高度逼真的人機(jī)交互技術(shù)[1]。VR技術(shù)環(huán)境的主要特征包括三維成像、主動(dòng)與虛擬環(huán)境互動(dòng)的能力以及視覺(jué)和聽覺(jué)反饋，這些特點(diǎn)結(jié)合在一起，使用戶有一種身臨其境的感覺(jué)[2]。VR技術(shù)已在教育、醫(yī)療、航天和娛樂(lè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，尤其在護(hù)理教育領(lǐng)域的應(yīng)用成為近些年的熱點(diǎn)，受到護(hù)理教育者的高度關(guān)注，并開展了一系列研究。

1VR技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

由于護(hù)理專業(yè)的特殊性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占有很大比重，但現(xiàn)有條件下，由于專業(yè)課程教學(xué)時(shí)間不足和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容抽象，導(dǎo)致學(xué)生難以理解和熟練操作。而且招生人數(shù)逐漸增加，與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、師資力量、教學(xué)場(chǎng)地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等不匹配，導(dǎo)致教學(xué)資源不足，經(jīng)費(fèi)和場(chǎng)地嚴(yán)重受限，不能很好地服務(wù)于教學(xué)。基于上述問(wèn)題，將VR技術(shù)引入護(hù)理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常必要，也迫在眉睫。VR技術(shù)可以通過(guò)各種感官刺激，為學(xué)生提供第一人稱視角的模擬體驗(yàn)，讓學(xué)生身臨其境學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。在模擬教學(xué)階段可以讓學(xué)生進(jìn)行開放性交流，反思自己在模擬教學(xué)過(guò)程中的表現(xiàn)，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和對(duì)操作過(guò)程的記憶。因此，VR技術(shù)在提高學(xué)生自信心、溝通能力、批判性思維能力、滿意度和團(tuán)隊(duì)合作能力方面發(fā)揮了重要作用[3]。此外，利用VR技術(shù)，教師也可以為缺乏教育資源的地區(qū)提供遠(yuǎn)程教育，從而改善當(dāng)?shù)亟逃健ｈb于VR技術(shù)的眾多優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)學(xué)院校開始探索VR教學(xué)，并將這種新型教學(xué)方法作為使學(xué)生從新手轉(zhuǎn)變?yōu)楹细衽R床護(hù)士的重要手段。

2VR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用

2.1VR技術(shù)應(yīng)用于理論教學(xué)

在傳統(tǒng)護(hù)理教學(xué)中，學(xué)生往往只能通過(guò)想象來(lái)理解人體組織模型的不同切面，拼湊組合成立體結(jié)構(gòu)，但對(duì)于立體感不好且未訓(xùn)練過(guò)的學(xué)生來(lái)說(shuō)有些困難。而且學(xué)生也只能在課堂上與其他同學(xué)一起觀察標(biāo)本與模型，學(xué)習(xí)效果不好。因此，將VR技術(shù)模擬出的“虛擬人”應(yīng)用到護(hù)理教學(xué)中，可以為學(xué)生深入理解人體組織結(jié)構(gòu)和器官工作原理提供便利。澳大利亞MedisMedia公司開發(fā)了一套名為3DOrganon的“虛擬人”軟件，包含數(shù)百個(gè)骨骼、關(guān)節(jié)、肌肉、心臟、肺等動(dòng)畫數(shù)據(jù)集，以及15個(gè)人體組織的虛擬模塊和4000個(gè)逼真的解剖結(jié)構(gòu)，各種器官和組織都可以任意角度翻轉(zhuǎn)，學(xué)生可從不同角度觀察，進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)學(xué)習(xí)[4]。同時(shí)，微軟也推出了類似的虛擬設(shè)備Hololens，該設(shè)備能夠展示三維解剖全息圖，通過(guò)Hololens學(xué)生可以學(xué)習(xí)人體器官和組織，并進(jìn)行虛擬解剖，看到人體內(nèi)部組織器官結(jié)構(gòu)，不受時(shí)間和場(chǎng)地的限制，使學(xué)習(xí)更具靈活性[5]。VR技術(shù)還可讓學(xué)生直接感受到肌肉的伸展與收縮、心臟的跳動(dòng)甚至心臟瓣膜的開閉方式等動(dòng)態(tài)過(guò)程，從而使學(xué)生對(duì)解剖構(gòu)造的空間概念及組織間的關(guān)聯(lián)性有更深入的理解。除此之外，VR技術(shù)還可以幫助學(xué)生與患者產(chǎn)生共鳴，能讓學(xué)生身臨其境體驗(yàn)疾病，如產(chǎn)生幻覺(jué)和記憶障礙等。在新英格蘭大學(xué)的一個(gè)教育項(xiàng)目中，通過(guò)使用沉浸式VR軟件可以引導(dǎo)學(xué)生模擬衰老的過(guò)程（如聽力下降），加深了學(xué)生對(duì)年齡相關(guān)健康問(wèn)題的理解，培養(yǎng)了對(duì)老年癡呆癥患者的同理心[6]。

2.2VR技術(shù)應(yīng)用于技能訓(xùn)練

由于護(hù)理專業(yè)的特殊性，實(shí)踐教學(xué)占比較大，傳統(tǒng)護(hù)理技能實(shí)訓(xùn)多在人體模型或患者身上進(jìn)行，不僅成本高，還風(fēng)險(xiǎn)大。因此，在相關(guān)技能訓(xùn)練過(guò)程中，情景模擬是非常重要且有效的方法，通過(guò)情景設(shè)計(jì)與場(chǎng)景模擬，讓學(xué)生在安全的環(huán)境中訓(xùn)練。學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)、安心犯錯(cuò)，即便犯錯(cuò)也能得到有效的反饋，從而熟練掌握各種醫(yī)療設(shè)備的操作方法和護(hù)理技能。上海康為醫(yī)療科技發(fā)展有限公司開發(fā)了NM2230高級(jí)虛擬靜脈注射操作系統(tǒng)，學(xué)生可通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行靜脈注射操作培訓(xùn)及考核，更好地把握針刺的部位、角度、力度和深淺，從而積累經(jīng)驗(yàn)，提高注射或穿刺成功率。美國(guó)猶他大學(xué)的AnnLB等開發(fā)了一套基于計(jì)算機(jī)圖形的VR系統(tǒng)，并帶有觸覺(jué)反饋，用于幫助護(hù)理專業(yè)學(xué)生練習(xí)導(dǎo)尿術(shù)。評(píng)估發(fā)現(xiàn)，與采用傳統(tǒng)方式練習(xí)該技能的對(duì)照組相比，體驗(yàn)者對(duì)該系統(tǒng)的評(píng)價(jià)更好[7]。上海健康醫(yī)學(xué)院的JiuAiSun等開發(fā)了一套模擬放射照相原理和程序的增強(qiáng)訓(xùn)練系統(tǒng)，用于在無(wú)電離輻射危險(xiǎn)的情況下學(xué)生對(duì)放射照相相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和操作技能訓(xùn)練，增強(qiáng)了學(xué)生操作大型醫(yī)學(xué)影像儀器的信心[8]。由于VR技術(shù)的便利性，后續(xù)研發(fā)出來(lái)的多項(xiàng)虛擬護(hù)理模擬訓(xùn)練系統(tǒng)均有效提高了受訓(xùn)者對(duì)臨床技能的熟練程度，如心肺復(fù)蘇術(shù)[9]、鼻導(dǎo)管插入術(shù)[10]、氣管切開術(shù)[11]、傷口護(hù)理[12]等。

2.3VR技術(shù)應(yīng)用于臨床護(hù)理

2.3.1虛擬醫(yī)院的臨床護(hù)理由于臨床實(shí)踐資源不足，護(hù)理專業(yè)學(xué)生從實(shí)踐中提升臨床技能的機(jī)會(huì)較少，對(duì)此虛擬臨床系統(tǒng)提供了很好的解決方案。美國(guó)密歇根大學(xué)護(hù)理學(xué)院的MichelleAebersold等[13]在SecondLife虛擬平臺(tái)上開發(fā)了一套虛擬醫(yī)院系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置了虛擬病房、虛擬急診室、虛擬護(hù)理站以及配套的虛擬設(shè)備，使得學(xué)生可以處于體系化的虛擬場(chǎng)景中練習(xí)，并扮演患者、護(hù)士等不同角色，教師進(jìn)行實(shí)時(shí)提示和反饋，從而訓(xùn)練護(hù)理專業(yè)學(xué)生的臨床決策能力、與患者溝通能力、健康評(píng)估能力和應(yīng)急處理能力。由于缺乏隔離患者，且傳染病具有較強(qiáng)的傳染性，因此傳染病患者護(hù)理教學(xué)對(duì)護(hù)理教育工作者來(lái)說(shuō)具有挑戰(zhàn)性。但VR技術(shù)的引入為教育工作者提供了一個(gè)新的選擇，可以在安全、無(wú)威脅的環(huán)境下開展教學(xué)。芬蘭坦佩雷大學(xué)的SariHimanen等開發(fā)了一個(gè)護(hù)理教學(xué)中的虛擬醫(yī)院系統(tǒng)，在虛擬醫(yī)院傳染病病房中，學(xué)生可以練習(xí)無(wú)菌工作或?qū)Ψ谓Y(jié)核傳染病患者的護(hù)理程序[14]。學(xué)習(xí)環(huán)境由真實(shí)的醫(yī)院全景照片和游戲化的交互式用戶界面組成，在護(hù)理“患者”過(guò)程中學(xué)生要認(rèn)真遵守?zé)o菌操作規(guī)范，正確穿脫防護(hù)服，嚴(yán)格執(zhí)行手部衛(wèi)生和無(wú)菌操作程序，避免傳染給“工作人員”或其他“患者”。

2.3.2重癥監(jiān)護(hù)室的臨床護(hù)理對(duì)于一些特殊的臨床護(hù)理如重癥監(jiān)護(hù)室患者護(hù)理，專業(yè)人員要具備高超的護(hù)理技能，能處理患者復(fù)雜的健康問(wèn)題，這要求護(hù)理工作者必須具備準(zhǔn)確感知能力和快速?zèng)Q策能力。考慮到重癥監(jiān)護(hù)室環(huán)境的特殊性，在專業(yè)教學(xué)中引入VR技術(shù)，以提高護(hù)理專業(yè)人員的工作質(zhì)量。加拿大蒙特利爾大學(xué)醫(yī)療中心的ChristianVincelette等分別對(duì)兩組重癥護(hù)理專業(yè)學(xué)生進(jìn)行常規(guī)培訓(xùn)和虛擬系統(tǒng)培訓(xùn)，之后比較培訓(xùn)效果，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)虛擬系統(tǒng)培訓(xùn)的試驗(yàn)組在兩個(gè)臨床領(lǐng)域的表現(xiàn)有明顯改善，虛擬系統(tǒng)在提高學(xué)生重癥護(hù)理臨床技能方面具有較好的效果[15]。

2.3.3臨終關(guān)懷的臨床護(hù)理護(hù)理專業(yè)學(xué)生在為患者提供生命末期護(hù)理時(shí)，如果沒(méi)有做好充分的準(zhǔn)備，可能會(huì)出現(xiàn)不適、無(wú)助、焦慮、苦惱和內(nèi)疚等情緒，影響臨終關(guān)懷護(hù)理質(zhì)量。美國(guó)阿拉巴馬漢茨維爾大學(xué)的RitaFerguson等通過(guò)虛擬系統(tǒng)對(duì)護(hù)理專業(yè)學(xué)生進(jìn)行臨終關(guān)懷護(hù)理測(cè)試，通過(guò)數(shù)據(jù)了解學(xué)生在模擬環(huán)境中向處于生命末期的個(gè)體提供護(hù)理情況，發(fā)現(xiàn)參加模擬后，學(xué)生臨終護(hù)理能力顯著提高，并且希望獲得更多有關(guān)護(hù)理方面的知識(shí)[16]。美國(guó)圣心大學(xué)的LeonaKonieczny也通過(guò)類似的虛擬系統(tǒng)對(duì)護(hù)理專業(yè)學(xué)生進(jìn)行臨終關(guān)懷教學(xué)，讓學(xué)生有充裕的時(shí)間增強(qiáng)勇敢面對(duì)死亡的信念，從而提高對(duì)臨終患者的護(hù)理水平[17]。

3VR技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

雖然VR技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的快速發(fā)展各方面逐步完善，應(yīng)用前景也十分廣闊，但在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，仍然面臨很多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。（1）當(dāng)前硬件相關(guān)技術(shù)（如力反饋技術(shù)等）還不夠貼合VR技術(shù)的使用要求，硬件在使用過(guò)程中數(shù)據(jù)交換時(shí)間偏長(zhǎng)，互動(dòng)交流難以流暢進(jìn)行，容易出現(xiàn)眩暈和人眼疲勞等現(xiàn)象。（2）由于VR操作軟件開發(fā)種類和數(shù)量有限，系統(tǒng)不可能模擬出所有醫(yī)療護(hù)理過(guò)程中的真實(shí)情況，需要對(duì)已開發(fā)的軟件持續(xù)更新，增加場(chǎng)景，提高實(shí)驗(yàn)建模方面的逼真度，更準(zhǔn)確地模擬人體、手術(shù)場(chǎng)景、醫(yī)療器械等。

4結(jié)語(yǔ)

VR技術(shù)應(yīng)用于護(hù)理教學(xué)，不僅為學(xué)生護(hù)理專業(yè)理論知識(shí)的積累、單項(xiàng)技能的練習(xí)和臨床實(shí)踐訓(xùn)練提供了良好的條件，還培養(yǎng)了學(xué)生的溝通能力、自信心和團(tuán)隊(duì)合作精神。隨著VR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)軟硬件性能不斷提高，VR技術(shù)將給未來(lái)護(hù)理教學(xué)帶來(lái)新的變革，其在護(hù)理教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛和深入，使護(hù)理教學(xué)更加高效。

作者：韓麗麗 單位：臨夏現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院