基于虛擬仿真系統的心肺復蘇實訓教學模式實踐研究

呂云玲，李 艷

南陽醫學高等專科學校護理系， 河南 南陽 473000

心肺復蘇(cardiopulmonary resuscitation，CPR)是護士必須熟練掌握的護理技術之一。對于心臟驟停患者而言，規范、精煉的技術是復蘇成功的保證。我國各大醫學院校通過理論教學、實訓練習、實習和見習等方法，一直致力于培訓具備規范CPR操作技能的護生。但研究表明，實習護生CPR技能優秀率僅2.97%，及格率不足50%[1-2]，教學效果不甚理想。在校護生CPR的實訓操作對象多為無反饋模擬人，操作中缺乏溝通、互動及情景，護生逐漸地習慣于機械操作。在臨床遇見真正的患者且面臨復雜的臨床環境時，由于欠缺臨床評判思維能力和理論聯系實踐能力，導致護生無所適從。另外，由于患者維權意識增強，護生實習及見習期間很難有機會參與真實患者的心肺復蘇中，無法體驗真實環境下CPR操作，這無疑給護生的學習造成了一定的困難。然而，隨著虛擬仿真系統的開發、完善、應用，給實訓教學帶來了新的發展契機。學生在虛擬環境中操作產生了如同在真實環境中操作的感受和體驗[3]，現已被用于教學領域，但在護理實訓教學中的應用尚處于初探階段[4-5]，尤其是CPR實訓教學應用較少。該研究旨在將虛擬仿真系統應用于CPR實訓教學中，并探討其教學效果。現介紹如下。

1 研究對象

隨機選取學校2016級護理1班114名護生為研究對象，其中男生12名，女生102名。研究對象于大學2年級第1學期學習CPR技術，實訓學時共6學時，前2學時使用虛擬系統練習，最后4學時使用模擬人練習并考核。實訓成績比較，隨機選擇的對照組為2016級護理4班(102名)，其中男生9名，女生93名,對照組護生6學時均使用模擬人練習。兩組年齡20～23(21.64±0.33)歲(均為全國高中起點普通專科護理專業學生)，授課內容、學時、教師和考核教師均一致。在性別、年齡、入學成績等方面進行統計學分析，差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

2 研究方法

2.1 CPR虛擬仿真系統的構成和功能

虛擬仿真系統以網絡平臺為基礎，在移動客戶端中輸入學號(或手機號)及其密碼，即可進入界面，點擊界面中的“CPR技能操作”進行學習。該系統尚在建設中，僅CPR技能操作建設完成。它是由學校護理系與天津瀚海星云數字科技股份有限公司共同合作研發的系統，該系統使用了3D Max和Unity軟件進行建模以及實現三維交互虛擬場景。該系統內容豐富，包括地點、人物、建筑、語音、用物等，營造了一個逼真的三維環境，仿佛身臨其境(如圖1所示)。系統內設置4個功能模塊：①操作演示。播放整個操作流程的視頻，但在視頻中會用文字適時提示每個關鍵步驟的操作要求；②操作練習。利用鍵盤、鼠標對虛擬環境中的操作對象進行評估和護理干預，系統會隨時提示每步操作的對錯；如錯則無法進行下一步操作，糾正后可繼續；③操作考核。根據選擇的場景，即可進行在線的交互操作，考核過程中不再提示對錯，整個操作結束給予分數和評價；④學習資源。有關CPR的電子教輔材料。

圖1 虛擬場景

2.2 CPR虛擬仿真訓練的任務設計

根據教學目標，設置虛擬系統中的情景及操作任務。目前，CPR虛擬系統內設定有5個情景。每次護生鼠標點擊操作練習或操作考核模塊時，場景均會隨機出現。場景中會配合文字提示操作任務，護生使用鼠標(或鍵盤)點擊或拖拽方式對操作對象行CPR操作。例如：南陽醫學高等專科學校男大學生在體育課打籃球時，突然倒地，呼之不應。此時，文字提示框會通過一系列的問題引導護生完成操作任務。如：“任務一：現在應該最先做什么” “任務二，判斷意識”“任務三，判斷呼吸、心跳”“任務四，患者準備和用物準備”“任務五，行1個循環的CPR術”“任務六，判斷復蘇效果”“任務七，給患者安置舒適體位和整理用物”“任務八，洗手”“任務九，記錄”。若任務完成會給予相應的虛擬獎勵，如漂亮的護士服、金幣等。

2.3 CPR虛擬系統操作方法

2.3.1護生操作方法CPR虛擬仿真系統學習不受時間和空間的限制。護生在網絡環境下，使用賬號和密碼登陸進入界面，可進行反復練習和考核。護生進入CPR虛擬系統后，根據文字提示進行相應操作(如圖2所示)。如“判斷意識”需護生拖拽鼠標拉動虛擬場景中的自己去拍操作對象的雙肩。利用虛擬系統考核時，每次操作限定時間，在規定時間內完成，成績達90分為合格。合格護生給予“小花”等虛擬獎勵。

圖2 護生操作界面

注：①左側方框內為細化的操作步驟，在練習模式下可隨意選擇某步驟進行練習；
②右上角為“工具欄”，可使用鼠標點擊“工具欄”中第1個物品“紗布”并將其拖拽至患者口鼻部，用于呼吸道的清理。

2.3.2教師操作方法教師使用教工號或手機號及密碼登陸。進入系統后，可以在大數據分析中看到護生的操作練習次數及每個步驟錯誤率、操作考核的分數及錯誤率統計情況。教師也可對操作中的文字提示進行編輯更改。

2.4 評價方法

2.4.1學習效果問卷調查6學時結束后，采用問卷調查護生對CPR虛擬仿真系統的評價，問卷當場發放并回收，發放114份，回收114份，有效問卷114份，有效回收率100%。

2.4.2 CPR實訓成績比較將2016級1班護生的CPR技能成績與2016級4班護生進行比較。兩組護生均用模擬人進行操作考核。操作考核標準使用該系教師自編的CPR評分標準，要求每人5 min完成。該評分表分為素質要求(6分)、操作前準備(6分)、操作步驟(83分)、綜合評價(5分)，總分100分。

2.5 統計學方法

3 結果

3.1 學習效果評價

多數護生認為虛擬仿真系統讓人感覺很真實，是一種有效的自主學習方法，能提高學習興趣，可幫助其更好地為臨床做準備，提高臨床決策能力，使訓練時間充足。但對溝通能力有所提高和操作完整性表示不滿，如表1所示。

表1護生對虛擬仿真實訓的學習效果評價(n=114)n(%)

項 目 滿意較滿意不滿意讓人感覺很真實108(94.7)6(5.3)0(0.0)是一種有效的自主學習方法106(93.0)6(5.3)2(1.7)能提高學習興趣104(91.3)8(7.0)2(1.7)可幫助更好地為臨床做準備109(95.6)5(4.4)0(0.0)提高臨床決策能力109(95.6)5(4.4)0(0.0)使訓練時間充足110(96.5)4(3.5)0(0.0)對溝通能力有所提高32(28.1)14(12.3)68(59.6)操作完整性35(30.7)27(23.7)52(45.6)

3.2 CPR實訓成績比較

2016級1班護生的CPR技能成績高于2016級4班護生的成績，差異具有統計學意義(P<0.05)，如表2所示。

表2 兩組護生技能成績比較(分)

4 討論

4.1 應用CPR虛擬仿真系統的優勢

4.1.1 CPR在虛擬仿真系統的屏幕上操作與傳統實訓在模擬人上操作的區別和特點隨著信息技術的發展，實訓的載體由傳統的模擬人發展為虛擬仿真系統，以求盡可能貼近臨床真實情景，彌補教學資源的欠缺，對護理實訓教學改革具有十分重要的意義。對于CPR而言，虛擬仿真系統的應用對護生在練習時間、臨床情景、操作部位、力量及手法等方面的訓練與應用傳統模擬人的訓練效果有所不同：①虛擬仿真系統支持PC端操作，不受時間、空間限制，可隨意選擇練習時間，并且可反復練習直至獲得滿意。傳統模擬人必須在實訓課堂時間內進行練習，而且練習次數有限。②虛擬仿真系統支持3D立體交互操作，營造逼真的臨床情景有助于培養護生臨床思維判斷能力[6]，其交互操作設置還能讓護生沉浸其中，大大提升實訓效果[6]；傳統模擬人操作缺乏情景或不夠真實，無交互，護生容易形成機械性的操作，且訓練單調、枯燥，實訓效果不甚理想。③虛擬仿真系統具有可視化的優勢，在CPR操作定位時，可瞬間將復雜的人體內部解剖結構直觀化地呈現于眼前，使護生快速掌握定位方法。傳統的模擬人不能直觀呈現內部結構，定位方法掌握較為困難。④利用虛擬仿真系統配套的觸覺反饋手套進行胸外按壓時，可使護生真實體驗力的反饋，同時操作桌面會反饋按壓頻率和深度正確與否。傳統模擬人不具備反饋優勢，操作對或錯不可知。⑤虛擬仿真系統中虛擬護士會如同教師一樣詳細解釋操作手法，護生可反復觀看練習。傳統模擬人無法教導護生手法練習。

4.1.2有助于激發護生學習的主動性和培養自主學習能力由表1可見，91.3%的護生認為CPR虛擬仿真系統可以提高護生的學習興趣。虛擬場景中護生可以通過角色扮演參與CPR整個操作。原本機械而枯燥的練習被簡單而游戲化的練習方式所替代，刷新了護生傳統學習觀。系統內設置的“小花”獎勵機制，“小花”越多等級越高，很容易激發護生挑戰的欲望，從而提高護生的學習興趣。護生的學習興趣可轉化為學習動力，激發護生學習的主動性和積極性[4,7]。表1中，93%的護生認為該系統是一種有效的自主學習方法。因為該系統具備操作演示、練習、考核和電子資源功能。護生點擊操作演示，可隨時以視頻、圖片、文字等方式回顧整個操作的流程及要點；點擊操作練習，可不受時間和空間的限制重復練習操作，練習中有文字提示引導護生自主練習；點擊操作考核，可檢驗自己操作是否規范，考核次數沒有限制，可考核至滿分為止。96.5%的護生認為訓練時間是十分充足的，這些為護生的自主學習提供了有力的保證。

4.1.3有助于提升護生的技能成績和學習效率由表2可知，2016級1班護生的技能成績高于2016級4班護生(P<0.01)，說明CPR虛擬仿真系統可以幫助護生更好地將理論聯系實踐，牢固地掌握CPR知識，提高技能成績和學習效率。CPR是一項實踐性很強的急救護理技術，不僅需要護生操作規范，還需要面對復雜的臨床環境在短時間內迅速地做出正確的護理決策。心搏驟停患者搶救時間是爭分奪秒的，如果醫護人員不在第一時間內做出快速搶救，會直接降低復蘇成功率。校內的實訓教學欠缺臨床情景，而實習、見習欠缺實踐機會，導致護生臨床思維決策能力下降和臨床崗位勝任力不足。在表2中顯示，95.6%的護生認為該系統可幫助護生更好地為臨床做準備和提高臨床決策能力。虛擬仿真系統具備高仿真性，該研究94.7%的護生認為很真實，可使無法在真人身上操作的技術在虛擬環境中的患者身上操作，縮短理論到實踐、護生到護士、課堂到臨床的轉變過程，彌補了傳統實訓教學中的不足，從而提升學習效率[8]。

4.2 CPR虛擬仿真系統存在的問題

表2中，59.6%的護生對溝通能力有所提高表示不滿。可能與該操作特定的無意識患者有關，幾乎沒有溝通的設置。因此，護生對這方面沒有更多地感觸。也有多項研究表明[4,8]，目前的虛擬系統設計確有這方面的漏洞。由于虛擬仿真并非能夠替代真實的患者，對話只能通過對話框進行簡短的溝通。45.6%的護生對操作完整性表示不滿，認為虛擬系統中的被操作對象動作有些粗略，不能顯示當中的細節。如洗手僅一個動作，沒有顯示完整的七步洗手法等。

虛擬仿真系統在護理教育的應用尚處于探索階段，研究表明[4,8-9]該系統設置缺乏溝通、人文關懷和愛傷觀念等，而患者對護理的需求越來越高，所以虛擬系統目前還不能替代真實的患者，可作為一種輔助教學手段，與傳統實訓教學相結合，更好地幫助護生適應臨床實踐，推進教學模式改革，提高護生崗位勝任力。