混合現實技術在胸腔穿刺術教學中的應用研究

姜文瑞 張艱 梁蓉 黃亞渝 楊方

[摘 要] 目的：探討混合現實技術在胸腔穿刺術實踐教學中的應用，通過教學方法的改革與考核的反饋促進臨床醫學教學中實踐技能教學的改革。方法：將我院2018級76名規培醫師作為研究對象，在臨床技能培訓中分為MR教學組和傳統教學組分別進行操作練習，1學時后進行階段考核。第2學時兩組交叉，練習結束進行最終考核。考核結束后對兩種授課方式進行滿意度調查。結果：第一階段考核，MR教學組平均成績、合格率均高于傳統教學組。交叉練習后最終考核兩組見成績無明顯差異，但MR教學對成績的提升高于傳統教學（10.86±4.11 vs 4.58±2.63，p<0.0001）。MR教學組的學員滿意度高于傳統教學。結論：MR教學可提高胸腔穿刺術的教學效率，提高學員滿意度，是未來進一步在醫學實踐教學中開展虛擬仿真教學的方向。

[關鍵詞] 混合現實技術;胸腔穿刺術;物理診斷學;高等醫學教育

[基金項目] 2017年度陜西省高等教育學會高等教育科學研究項目“混合虛擬現實技術在內科學（呼吸內科疾病）課堂教育中的應用的研究”（XGH17278）

[作者簡介] 姜文瑞（1982—），男，山西臨縣人，博士，講師，主治醫師，研究方向為呼吸與危重癥醫學臨床;楊 方（1981—），女，陜西西安人，博士，講師，主治醫師，研究方向為神經內科學臨床;楊方（通信作者）。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）39-0208-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-25

將虛擬仿真教學應用于醫學實踐教學，是現代醫學教育改革的大趨勢[1]。混合虛擬現實技術MR能將虛擬物體和真實環境互相融合，可以實現虛擬與現實的互動交流[2]，理論上有助于提高醫學生的臨床實際操作能力。本研究納入2018年2月—2018年6月臨床醫學五年制76名物理診斷學實踐課學生，以數字表法分組，分析了MR技術在胸腔穿刺術中的應用，報告如下。

一、資料和方法

1.一般資料

納入2018年2月-2018年6月臨床醫學五年制76名診斷學實踐課學生作為研究對象。采用數字表法，分為兩組，每組各38名。MR教學組中，男34例，女4例;年齡18～21歲，平均（20.18±0.98）歲;傳統教學組中男28例，女8例;年齡19～21歲，平均（20.08±0.78）歲。兩組一般資料對比無統計學差異，具有可比性。

2.方法

根據《物理診斷學》教學大綱，選擇胸腔穿刺術作為教學內容，選擇胸腔積液作為代表性病例進行授課。

課堂教學流程，第一階段：教師講授胸腔穿刺術基本理論;第二階段：學員練習。傳統教學組采用傳統的胸腔穿刺模擬人進行操作練習;MR教學組在將胸腔穿刺模擬人行胸部薄層CT掃描后，進行MR三維圖像重建，學員在MR三維全息投影導航下在胸腔穿刺模擬人身上進行操作練習;第三階段：階段考核，在相同條件下，傳統教學組與MR教學組均不借助任何導航系統進行第1次考核;第四階段：兩組學員交叉練習;第五階段：最終考核，再次考核，評定最終成績。

課后評價：學員對兩種教學方法進行滿意度調查分為5級（非常不滿意，不滿意，一般，滿意，非常滿意）并賦值1、2、3、4、5分。

3.觀察指標

比較兩組階段考核得分（滿分為100分）、最終成績得分（滿分為100分），合格率（成大小于60分為合格）和優秀率（成績大于85分為合格）;比較交叉練習后MR及傳統教學組成績的提高;比較學員對兩種教學方法的滿意度，分為5級（非常不滿意，不滿意，一般，滿意，非常滿意）并賦值1、2、3、4、5分。

4.統計學方法

采用Excel軟件對數據進行分析處理，計量資料以（均數±標準差）表示，采用t檢驗;計數資料以（n，%）表示，采用χ2檢驗，以P<0.05表示差異具有統計學意義。

二、結果

1.兩組學員考核成績比較

階段考核MR教學組平均得分為79.84±11.32分，傳統教學組為72.47±11.1分，MR教學組顯著高于傳統教學組（p<0.001）;合格率MR教學組97.37%（37/38），傳統教學組為84.21%（32/38），MR教學組高于傳統教學組，組間有統計學差異（p=0.047）;優秀率MR教學組39.47%（15/38），傳統教學組23.68%（6/38），MR教學組高于傳統教學組，但無明顯統計學意義（p=0.16）。

最終考核MR教學組平均得分為84.42±10.71分，傳統教學組為83.34±8.91分，組間無統計學差異（p=0.53）;合格率均為100%;優秀率MR教學組52.63%（20/38），傳統教學組50.00%（19/38），無統計學差異（p=0.82）。

MR教學組交叉到傳統教學組，學員成績平均提高4.58±2.63分;傳統教學組交叉到MR教學組，學員成績平均提高10.86±4.11分;和傳統教學相比，MR教學顯著提高學員成績（p<0.0001）。

2.學員滿意度調查

對所有學員均進行滿意度調查。對MR教學評價非常滿意的學員占56.58%（43/76），傳統教學為23.68%（18/76），有統計學差異（p<0.0001）;對MR教學評價滿意的學員占28.95%（22/76），傳統教學為43.42%（33/76），組間無統計學差異（p=0.06）;對MR教學評價一般的學員占14.47%（11/76），傳統教學為32.89%（25/76），組間有統計學差異（p=0.008）。

三、討論

胸腔穿刺術是臨床最常見的操作技能之一[3]，傳統教學使用模擬人難以將影像學、解剖學知識與穿刺技術結合，對于特殊病例，如局限性包裹性積液等難以做到真實即時的模擬。

MR技術是最新的虛擬仿真技術[4]，在醫學教學中能實現虛擬與現實的互動交流[5]。在胸腔穿刺術教學中，學員在MR的渲染下可以實時看到模擬人內部的結構，進針的路徑，以及病灶位置，不僅提高技能操作成功率，更加深了對基礎知識的理解。同時，MR教學方式新穎，提高了學員的興趣，增加了學員的滿意度，體現了以學員為中心的教學思想。

利用MR及時開展臨床醫學教學活動的醫學院，目前尚無先例。毫無疑問，MR技術在醫學生的培養方面具有較大優勢，可明顯縮短醫學生到醫生、臨床經驗逐漸趨向成熟的過程，有效地提高醫學生的臨床實際診療操作能力，將是未來臨床教學的發展方向。受資源所限，本研究所使用的案例為模擬影像，非來自真實案例。在未來的教學中，我們將進一步完善臨床案例影像資料庫和MR虛擬資料庫，探索將MR教學和真實的臨床案例結合，實現真正的虛擬仿真教學。

參考文獻

[1]張晗.虛擬現實技術在醫學教育中的應用探討[J].西北醫學教育，2010（1）.

[2]陳寶權.混合現實中的虛實融合與人機智能交融[J].中國科學，2016（12）.

[3]劉佳.多種教學法在呼吸內科臨床教學中綜合應用的體會[J].醫學理論與實踐，2017（9）.

[4]湯卓慧.虛擬現實、增強現實和混合現實及其在軌道交通行業中的應用[J].鐵路通信信號工程技術，2016（5）.

[5]李嘉，袁娜.虛擬現實技術在骨科臨床教學中的應用[J].中國醫學教育技術，2017（4）.