基于VR/AR技術的白內障超聲乳化手術全流程護理培訓系統的臨床應用

沈萍

[關鍵詞] 虛擬現實;增強現實;白內障;超聲乳化手術;培訓

[中圖分類號] R473.77;R776.1? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2021）27-0004-05

Clinical application of the whole-process nursing training system for cataract phacoemulsification surgery based on VR/AR technology

SHEN Ping

Operating Room， Huzhou First People's Hospital in Zhejiang Province， Huzhou? ?313000， China

[Abstract] Objective To explore the clinical application value of cataract phacoemulsification full-process nursing training system based on virtual reality （VR） and augmented reality （AR） technology. Methods From July 2018 to August 2020， 40 nurses who came to the operating room of our hospital for rotation for the first time were selected as subjects. They were randomly divided into two groups， with 20 cases in each group. The control group was taught by a regular teacher. The VR/AR group adopted the VR/AR technology-based cataract phacoemulsification full-process nursing training system based on the regular teachers to conduct cataract phacoemulsification training. They were trained twice a week for four consecutive weeks. The two groups′ on-site operation scoring and assessment results， the surgeon′s satisfaction with the trainee′s operation cooperation， and the trainee′s satisfaction with the training process were compared. Results There was no significant difference in the operating scores of the two groups of trainees before the training（P>0.05）. After the training， the operating scores of the two groups were significantly higher than those before the training，the difference was statistically significant（P<0.05）. The operation scores of the VR/AR group after training were significantly higher than those of the control group，the difference was statistically significant（P<0.05）. The surgeon′s satisfaction with the operation cooperation of the VR/AR group students was significantly higher than that of the control group，the difference was statistically significant（P<0.05）. The participants′ satisfaction in the VR/AR group with the training process was significantly higher than that of the control group， the difference was statistically significant（P<0.05）. Conclusion The whole-process nursing training system of phacoemulsification surgery based on VR/AR technology can significantly improve the surgical cooperation skills of specialist nurses， and has a good clinical application prospect.

[Key words] Virtual reality; Augmented reality; Cataract; Phacoemulsification; Training

隨著中國人口老齡化加重，白內障已成為眼科主要的疾病，而白內障超聲乳化摘除聯合人工晶體植入術已經發展成為臨床上治療白內障疾病的首選技術[1-3]。白內障超聲乳化聯合人工晶體植入術具有數量多、節奏快、專業性強、無菌要求嚴、手術時間短、安全隱患多等特點。每臺手術平均僅需10 min，需要每位配合護士熟悉手術流程，緊跟手術進程，才能較好地完成手術[4]。

虛擬現實（Virtual reality，VR）技術，是一種采用以計算機為核心的現代高科技手段生成逼真的視覺、聽覺、觸覺一體化的虛擬環境，用戶借助必要的設備對虛擬環境中的對象進行操作，產生如同在真實環境中操作的感受和體驗[5]。增強現實（Augmented reality，AR）是廣義上虛擬現實的擴展。增強現實允許用戶看到真實世界及融合于真實世界中的虛擬對象，因此增強現實是“增強”了現實中的體驗，而不是替代現實[6]。目前，在國內外報道中，VR/AR技術僅用于在校學生層面教學，還未發現用于眼科專科護理培訓教學的報道[7-8]。本研究采用基于VR/AR技術的白內障超聲乳化手術全流程護理培訓系統對手術護士進行專科培訓，取得了良好的效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年7月至2020年8月首次來本院手術室輪轉的護士40名。納入標準：①首次來本院手術室輪轉的護士;②年齡20～30歲;③學歷大專以上;④對本研究知情，并簽署知情同意書。排除標準：①非首次來手術室輪轉的護士;②不愿意參加本研究的學員。采用隨機數字表法將其分為兩組，每組各20名，兩組學員年齡、性別、學歷比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。

1.2 方法

對照組采用常規老師帶教，包括每周1次的理論講解，跟臺手術實踐操作講解及訓練，每月1次的綜合考核;VR/AR組在常規老師帶教的基礎上采用基于VR/AR技術的白內障超聲乳化手術全流程護理培訓系統進行白內障超聲乳化手術的培訓，每周2次，連續培訓4周。

1.2.1 系統設計? VR/AR技術以教學管理系統為平臺，根據本院手術室的真實環境設計，通過虛擬現實頭顯、數據手套及高速追蹤設備，采用數據手套抓取改裝器械設備的方式模擬真實操作中手拿物品移動，護理人員可在場景中隨意移動，完成各項操作。根據白內障超聲乳化手術的護理培訓目標將訓練的任務分為初級、高級兩種。初級界面分為觀看框和操作框。將制作的手術室基礎操作DVD內容導入VR/AR軟件中，供培訓護士反復觀看，操作框可供反復練習。高級為設置白內障超聲乳化手術場景，培訓護士配合提示語框，模擬完成白內障超聲乳化手術的各項護理配合操作。每項操作還可通過高速追蹤設備定位真實環境物體，使用真實設備在虛擬環境中進行反復練習，達到虛擬與現實的互動性。每項操作均限定完成時間。學生可根據課程進度選擇需練習的項目，逐級完成任務，但不可越級，即每項操作達到90分以上才能取得進入高級任務的資格。帶教老師隨時可登陸平臺，發現成績不理想的培訓護士及時給予指導。

1.2.2 系統模塊流程? 由于白內障超聲乳化手術時間短、節奏快、連臺手術多等特點，所以對巡回護士的職責做出了明確的分工，以保證手術的順利進行。根據手術配合的需要將規范化流程分成3個相對獨立的模塊，具體模塊的流程如下：（1）患者管理模塊：①患者的準備：患者進入手術室后，根據手術安全核查表，由手術醫生、護士、患者三方按安全核查單嚴格核查患者姓名、性別、年齡、診斷、手術名稱、手術眼別，雙方確認無誤后簽名。嚴格用1∶10的聚維酮碘沖洗結膜囊。檢查患側瞳孔是否到達手術要求，保證瞳孔散大在7 mm以上。②體位管理：協助患者取平臥位，額部與頜部在同一平面，頭部枕頭圈處固定，眼球固視正上方。患者胸部放置托盤，防止敷料緊貼于患者口鼻部，造成呼吸不暢及莫名的緊張而影響手術，必要時可以給予氧氣吸入。③監護管理：連接心電監護儀，檢查術前準備工作是否完善，確保手術順利進行。（2）手術物品管理模塊：①儀器物品準備：眼科手術包及白內障專用顯微器械、白內障超聲乳化手柄、白內障超聲乳化手術專用耗材及藥品;嚴格按照儀器操作流程，提前30 min 接通電子顯微鏡、超聲乳化儀電源，檢測儀器性能，保證處于備用狀態。準確連接超聲乳化手柄及注吸管道，協助醫生進行超聲乳化儀器的測試。根據患者晶體核的硬度（1～5級），設置合適的超聲能量、吸引負壓、每分鐘灌注流量、灌注液的高度。術中進行各種參數的動態調節。密切關注灌注液不能突然中斷，手術中沖洗液管道要保證無菌通暢，確保沖洗液的量和高度都適合，眼球與瓶口的距離一般為60～110 cm，熟練操作儀器，縮短手術時間，確保手術順利完成，減少手術并發癥;②人工晶體準備：根據患者需求選擇不同型號的人工晶體，與術者共同核對人工晶體的型號、度數和手術眼，確保無誤。人工晶體上臺后，將人工晶體度數單和標簽粘貼在手術記錄單上。（3）儀器保養模塊：全部手術完成后，按先后程序關閉儀器電源備用。I/A手柄及管道都要采用蒸餾水徹底的沖洗干凈，洗完之后用氣槍吹干。超乳手柄相對比較昂貴，一定要注意輕拿輕放，千萬不能發生碰撞。顯微器械比較精細，價格也十分昂貴，要進行嚴格的查對保養，避免出現丟失損壞的現象，術后器械都應采用水洗-酶泡-清洗-干燥-潤滑程序進行保養以備再用。

1.3觀察指標及評價標準

1.3.1 現場操作評分考核? 在培訓前和培訓4周后，由帶教老師現場觀看學員手術配合的操作，并從操作規范、動作穩定性、準確性、能否順利完成手術及操作發生的失誤等方面進行評分，總分100分，得分越高表明學員操作越優秀[9]。

1.3.2 手術醫師對學員手術配合滿意度的問卷調查 在培訓4周后發放調查問卷，調查手術醫師對學員手術配合的滿意度，調查問卷包含手術物品準備、手術配合熟練程度、失誤率、專業知識掌握情況等4個項目綜合評判，每個項目5分，按照總分將滿意度分為非常滿意（16～20分）、滿意（12～15分）、一般（8～11分）、不滿意（0～7分）4個等級。

1.3.3 學員對培訓過程的滿意度問卷調查? 在培訓4周后發放調查問卷，調查學員對培訓過程的滿意度，調查問卷包含培訓難度、培訓頻率、培訓效果情況等3個項目綜合評判，每個項目5分，按照總分將滿意度分為非常滿意（12～15分）、滿意（9～11分）、一般（6～8分）、不滿意（0～5分）4個等級。

1.4 統計學方法

采用SPSS 21.0統計學軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用t檢驗;計數資料以[n（%）]表示，組間比較采用χ2檢驗，等級資料采用Ridit分析，P<0.05為差異有統計學意義。內部一致性采用Cronbach′s α信度系數法評價量表的信度，當Cronbach′s α≥0.7時表示該問卷內部一致性信度較高。

2 結果

2.1 兩組學員培訓前后操作評分比較

兩組學員培訓前的操作評分比較，差異無統計學意義（P>0.05），培訓后兩組操作評分均較培訓前顯著提高，差異有統計學意義（P<0.05）。VR/AR組培訓后操作評分明顯高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表2。

2.2 手術醫師對學員手術配合滿意度比較

經過對手術醫師問卷調查，問卷回收率100%，該問卷的Cronbach′s α系數為0.946，手術醫師對VR/AR組學員手術配合的滿意度明顯高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表3。

2.3學員對培訓過程滿意度比較

經過對學員問卷調查，問卷回收率100%，該問卷的Cronbach′s α系數為0.931，VR/AR組學員對培訓過程的滿意度明顯高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表4。

3 討論

白內障超聲乳化聯合人工晶體植入術具有數量多、節奏快、專業性強、無菌要求嚴、手術時間短、安全隱患多等特點。每臺手術平均僅需10 min，需要每位配合護士熟悉手術流程，緊跟手術進程，才能較好地完成手術[4]。由于目前醫患關系復雜，加上白內障手術采用表面麻醉，患者全程處于清醒狀態，對外部刺激較敏感，害怕、焦慮、緊張、失去控制是手術患者常見的情緒障礙[10]。因此術中需要配合護士在短時間內將手術配合做到“穩、準、快”，而且不便在手術過程中進行操作教學[11]。

培養一名合格的白內障手術配合護士進行規范的護理配合操作，需要有經驗的眼科專科護士利用幾個月的時間進行言傳身教[12-13]。而眼科醫生專科化的深化，對眼科護士要求更高，特別是目前國內眼科專科護士培訓體系尚未建立，專科護理人力不足，導致大多數綜合醫院眼科手術護士在沒有接受規范化培訓的情況下，就進入眼科專科工作，所以護士在配合手術過程中經常會出現操作不熟練，工作效率差的弊端，不僅影響手術的進程和質量，還存在較大的安全隱患[14]。

近年來，有多位學者先后對如何高效、高質量、規范化地完成白內障超聲乳化手術的配合做出了大量研究，既可縮短手術室護士在白內障超聲乳化手術中護理培訓時間，又可達到熟練、高效、規范化的配合[15-16]。雖取得一系列的成果，但還不夠理想。從術前充分準備、合理安排手術順序和人員分工、人工晶體的規范管理、術中精細的配合模式、掌握儀器設備的操作程序，到手術患者的安全管理措施等均需做到銜接緊湊，忙而不亂，使連臺手術能夠在平靜而有序的狀態下進行[17]。因此，找尋更高效的訓練方法，縮短白內障超聲乳化手術護理配合的培訓時間，順利完成白內障超聲乳化手術培訓任務，具有實際的臨床意義和經濟效益。

VR/AR技術在美國、日本等發達國家起步較早且較成熟，基于VR/AR技術的培訓系統已被加入到手術培訓課程，顯著地提高了手術質量[18-21]。我國在這方面起步晚，有學者通過對VR/AR技術在高等職業教育實踐教學中的重要性進行分析發現，VR/AR技術有利于豐富教學資源，提升實踐教學效率、轉變教學模式，實現現代化教學與激發學生學習潛能，提升學習效果[22]。也有學者發現將VR/AR技術引入實踐性較強的基礎護理學教學，不僅可促進實踐教學向網絡化、智能化、互動化方向發展，而且對于提高教學水平、激發學生學習興趣也起到了積極的推動作用[23-24]。因此，VR/AR技術可應用于臨床干預、臨床診斷、醫療培訓、健康保健等多個醫學領域。

在手術專科培訓方面，雖然角色扮演法及情景模擬式教學法取得了一定的成果，但這些模式是多人合作性質的，需投入大量的人力、物力和精力[25]。而常規的帶教模式，以教師常規講授和示范的機械式教學弊端更明顯，理論豐富，操作貧乏，無法快速培養出符合手術要求的護理人才。而利用 VR/AR 技術建立白內障超聲乳化手術的配合操作系統，其僅需要一臺電腦配合一套虛擬現實設備，即可做到真實環境和虛擬對象的融合互動。術前在虛擬或現實的三維環境中進行白內障超聲乳化手術護理配合的培訓練習，通過現實與虛擬世界的物體進行互動;激發護士的學習興趣和主動性，將枯燥的手術操作和配合游戲化、簡單化[26]。

目前，在國內外報道中，VR/AR技術僅用于在校學生層面教學，還未發現用于眼科專科護理培訓教學的報道[7-8]。白內障手術具有節奏快、無菌要求高、專業性強等特點，對手術護理配合要求高，迫切需要解決護士在短時間內完成白內障超聲乳化手術規范化培訓難的問題，因此，VR/AR技術也將成為培養手術室護士單獨操作常規化訓練的理想平臺。

本研究發現，接受了基于VR/AR技術的白內障超聲乳化手術全流程護理培訓系統培訓的學員較接受常規帶教培訓的學員能更好地達到熟練、高效，規范化的白內障超聲乳化手術的護理配合流程，在手術操作評分、醫生滿意度及學員自身滿意度方面均得到明顯提高，差異有統計學意義（P<0.05）。

本研究通過與眼科護理專家、虛擬現實領域專家聯合攻關，通過運用VR/AR技術進行白內障超聲乳化手術配合的教學。首先，以臨床真實白內障手術護理配合案例為依托，將枯燥的手術室護理技能訓練內容編寫成可電腦操作的、護士參與不同角色來完成的一項培訓任務。其次，在盡可能貼近臨床的手術場景中，護士通過重復練習教師編寫的標準化案例，運用VR/AR技術在探索的過程中強化理論知識與實踐技能，達到專科護士培訓層次。因此，基于VR/AR技術的白內障超聲乳化手術全流程護理培訓系統具有良好的臨床應用前景，并能為其他專科護士培訓系統的開發提供良好的參考價值。

[參考文獻]

[1] 中華醫學會眼科學分會白內障及人工晶狀體學組. 中國白內障圍手術期干眼防治專家共識（2021年）[J]. 中華眼科雜志，2021，57（1）：17-22.

[2] 馮晶晶，么莉，安磊，等. 我國白內障摘除手術效果及影響因素分析[J]. 中華眼科雜志， 2021，57（1）：63-70.

[3] 姚克，王瑋. 中國白內障診療技術70年回顧[J]. 中華眼科雜志， 2020，56（5）：321-324.

[4] 李秋梅，劉暢，李鑫鑫，等. 玻璃體切除術后飛秒激光輔助白內障超聲乳化聯合三焦點人工晶狀體植入的初步效果觀察[J]. 眼科，2020，29（4）：288-293.

[5] Foronda CL，Fernandez-Burgos M，Nadeau C，et al. Virtual simulation in nursing education：A systematic review spanning 1996 to 2018[J]. Simulation in Healthcare：Journal of the Society for Simulation in Healthcare，2020，15（1）：46-54.

[6] Uruthiralingam U，Rea PM. Augmented and virtual reality in anatomical education-a systematic review[J]. Advances in Experimental Medicine and Biology，2020，1235：89-101.

[7] Aebersold M，Dunbar DM. Virtual and augmented realities in nursing education：State of the science[J]. Annual Review of Nursing Research，2020，39（1）：225-242.

[8] 鄒絢，睢瑞芳. 虛擬現實與增強現實技術在眼科教學中的應用現狀[J]. 基礎醫學與臨床， 2020，40（12）：1744-1748.

[9] 孫海春，張平，傅曉玲. 基于專科護士核心能力的手術室專科護士培訓實踐[J]. 中國醫藥科學，2018，8（16）：238-242.

[10] 何海龍，趙欣宇，常笛，等. 白內障手術患者舒適度的影響因素分析：系統綜述和Meta分析[J]. 中華眼視光學與視覺科學雜志，2020，22（5）：379-389.

[11] 甘曉華，吳榮惠，孫慧平. 手術配合護理在白內障超聲乳化聯合人工晶體植入術中的應用效果分析[J]. 中國醫藥科學，2020，10（2）：167-169，224.

[12] 王保華，阿麗亞阿布都如蘇力. 眼科手術專科護士規范化培訓的應用效果[J]. 當代護士（中旬刊），2016，6（1）：142，143.

[13] Paul SK，Clark MA，Scott IU，et al. Virtual eye surgery training in ophthalmic graduate medical education[J]. Canadian Journal of Ophthalmology Journal Canadien D'ophtalmologie，2018，53（6）：e218-e220.

[14] 陳春妹，宋緒華. 眼科專科護士在白內障超聲乳化連臺手術圍手術期的護理管理[J]. 徐州醫科大學學報，2020，40（8）：621-624.

[15] 邵文俠，馬思奇，隨存英，等. Teach back健康教育模式在老年白內障手術病人中的應用效果[J]. 實用老年醫學，2020，34（9）：969-971，978.

[16] 南宇宏. 程序化護理干預在白內障手術患者護理中的應用[J]. 臨床醫藥文獻電子雜志，2020，7（28）：108，112.

[17] 繆志芳. 臨床護理路徑在白內障手術中的護理效果和對患者滿意度的影響[J]. 中西醫結合心血管病電子雜志，2020，8（20）：74，110.

[18] Rogers MP，DeSantis AJ，Janjua H，et al. The future surgical training paradigm：Virtual reality and machine learning in surgical education[J]. Surgery，2020，S0039-6060（20）：30 750-30 759.

[19] McKnight RR，Pean CA，Buck JS，et al. Virtual reality and augmented reality-translating surgical training into surgical technique[J]. Current Reviews in Musculoskeletal Medicine，2020，13（6）：663-674.

[20] Portelli M，Bianco SF，Bezzina T，et al. Virtual reality training compared with apprenticeship training in laparoscopic surgery：A meta-analysis[J]. Annals of the Royal College of Surgeons of England，2020，102（9）：672-684.

[21] Ayoub A，Pulijala Y. The application of virtual reality and augmented reality in oral & maxillofacial surgery[J]. BMC Oral Health，2019，19（1）：238.

[22] 趙峰，任彥新. 虛擬現實及增強現實技術在眼視光學的研究進展[J]. 中華眼視光學與視覺科學雜志，2018， 20（7）：445-448.

[23] 趙峰，曹雪倩，王林農，等. 數字化醫療技術的眼科應用研究[J]. 中國數字醫學，2018，13（7）：18-19，60.

[24] Pottle J. Virtual reality and the transformation of medical education[J]. Future Healthcare Journal，2019，6（3）：181-185.

[25] 姜瑩，江燕. 情景模擬教學在N1級護士眼科手術配合培訓中的應用研究[J]. 實用臨床護理學電子雜志，2017， 2（12）：182-183.

[26] Dang BK，O'Leary-Kelley C，Palicte JS，et al. Comparing virtual reality telepresence and traditional simulation methods：A pilot study[J]. Nursing Education Perspectives，2020，41（2）：119-121.

（收稿日期：2021-01-25）