混合現實技術在護理領域的應用現狀

王慧文，王星星，晏蓉，何燕，羅婕，李瑞，鄒琳，劉歡

混合現實(Mixed Reality，MR)技術[1]是由多倫多大學Nnlf教授提出的介導現實，綜合應用虛擬現實(Virtual Reality，VR)和增強現實(Augmented Reality，AR)技術實現現實世界、虛擬世界及用戶間的實時交互，具有沉浸性、交互性、多感知性和構想性等獨特優勢[2-3]。隨著數字化影像技術的飛速發展，MR技術作為一種新興的三維可視化技術和有效的輔助治療手段，廣泛用于骨科[4]、口腔頜面外科[5]、肝膽外科[6]、神經外科[7-8]等臨床領域，日益凸顯其在醫療領域中的應用優勢。本文就近年來MR技術在護理領域的應用進展進行綜述，旨在為MR技術的護理實踐提供新視角和參考，為精準、個體化治療護理提供新途徑。

1 MR技術概述

1994年，Milgram等[9]提出真實-虛擬連續體的概念，其認為從現實環境到虛擬環境需依次經歷增強現實和增強虛擬，而MR技術則是將VR和AR技術的優勢進一步結合，借助先進的計算機技術、圖像處理技術和人機交互技術生成具有虛實融合特征的可視化環境，在該環境中虛擬和現實對象并存，通過在虛擬環境中引入現實場景信息，在虛擬世界、現實世界和用戶之間搭建一個交互反饋的信息回路，以增強用戶體驗的真實感[2，10]。MR技術的3個主要特征分別是：①現實與虛擬世界結合。虛擬物體和真實物體在真實世界和虛擬環境中實現無縫融合，用戶很難區分真實物體和虛擬物體。②實時交互性。用戶通過感覺通道聯系混合現實環境，形成視覺、觸覺或知覺方面的感知，并得到智能交互和反饋。③精確匹配性。在混合環境中的虛擬空間與現實空間形成三維映射關系，以便感知用戶方位和身體姿態的變化，并實時呈現合適的觀察畫面，為用戶提供完美的沉浸體驗[11]。

2 MR技術在護理中的應用

2.1MR技術在教學培訓中的應用

MR技術憑借虛實融合、交互性等優勢，將醫學信息以更加立體的3D模式呈現，為學生營造了一種逼真、自然的沉浸式體驗氛圍，學習者能夠身臨其境，直觀感受，幫助突破理論教學與臨床實踐的瓶頸，促進其對抽象知識的理解，有助于激發學生的學習興趣，提高學習的主動性和積極性，提升學習速度和教學效果。MR技術下打造的虛擬臨床情景，不僅可以彌補當下解剖標本短缺、醫療環境復雜等教學條件不足，而且可突破時空條件限制，有效解決教學器材設備、臨床病例等限制性問題。學生還可在MR三維視覺提供的無風險操作環境中反復訓練，有助于減輕學生的心理負擔。隨著數字醫學的發展及教學模式的改革浪潮，MR技術在醫療教學領域中日漸推廣，如耳鼻咽喉頭頸外科教學[12]，急救護理流程教學培訓[13]，住院醫師規范化培訓中臨床手術能力教學[14]，先心病的認知教學[15]，日益彰顯出其在培養學生能力等方面的巨大優勢，將MR技術融合到護理實踐教學培訓中則具有重要現實意義，但目前該技術在護理領域尚且處于初步探索階段。

2.1.1MR技術在護理教學中的應用 現階段，情景模擬教學作為一種新興實踐教學方法，通過利用高仿真模擬患者和臨床情景代替真實患者進行教學[16]，一定程度上解決了臨床實踐資源匱乏問題，彌合了理論和臨床決策之間的鴻溝，最大限度提升護生的臨床決策和評判性思維能力，因而被廣泛應用于護理學專業教學中[17]。盡管如此，該教學模式對于一些發生率低、風險高的臨床案例或難接觸的特殊人群較為局限，護生不能完全了解疾病發生發展的全過程。而綜合了VR和AR技術優勢的MR技術可通過3D模型再現虛擬環境，構建虛擬人，護生可更加直觀自然地在虛擬和現實環境中進行信息交換，運用MR技術進行護理教學不僅不受時間限制，而且護生可在其中進行反復的個體化訓練，有效幫助縮短護生的學習曲線，對于培養護生的各項臨床技能具有重要意義。

研究表示，MR技術運用于護理教學有助于提高護生的臨床思維能力及主觀能動性，提升學生的人際溝通能力。Hauze等[18]將MR技術應用于過敏性休克情景教學中，該技術通過模擬患者發生過敏性休克不同階段的反應癥狀，護生在借助微軟HoloLens后以可視化視覺多角度觀察患者，幫助護生直觀了解患者過敏性休克反應發生發展的全過程。由于目前該項研究仍在進行中，無定量數據表示MR技術的應用效果。但它使學習過程可視化，身臨其境，一定程度上可鍛煉護生的評估和應急處理能力，培養護生的臨床決策思維能力。Chuah等[19]則將MR技術運用于弱勢群體(兒童、肢體殘疾和智力殘疾)發育檢查的教學訓練及考試。護生通過在MR技術構建的虛擬環境中與虛擬兒童及其家屬進行溝通交流，評估兒童病情、病理癥狀，檢查其發育狀態。從教學成效、系統可用性以及虛擬人感知3個方面進行評價反饋。結果顯示，基于MR技術的考試訓練，一定程度上提高了參與者的信心；系統設置操作簡便易懂；MR構建的虛擬弱勢兒童群體激發了參與者的真實行為。

2.1.2MR技術在護理培訓中的應用 護理人員在災害緊急救援中扮演著重要角色，區別于醫院環境，災害救援中常會面臨環境惡劣、資源缺乏、創傷多變性、形勢危急等各種挑戰，加強模擬災害實戰下的救援訓練對提高醫護人員快速響應和高效救治能力格外重要。但由于醫院臨床工作繁忙且受時間地點等條件限制，另災害救援模擬培訓在院校階段的開展也有限，尚未廣泛普及，缺乏規范化培訓體系。傳統救護技能也主要是通過網絡在線或課堂講座或工作坊或觀看相關影片進行學習，護理人員不能身臨其境感受災害場景，急救護理理論知識與實踐之間仍有較大差距。MR技術可基于信息技術模擬災害中各種真實情景，允許護理人員在安全環境中參與危急事件的救護，據變化中的情景適時作出決策，可提高護理人員的應急處置能力，已被研究者作為具有成本效益替代方案的教育培訓工具。

Stone等[20]為提升護士的急救能力，通過MR技術平臺建立MERT(Medical Emergency Response Team)模擬基地，開展模擬急救野戰時創傷性截肢傷員實踐，加強救護人員傷情評估等基礎生命支持和氣管插管等高級生命支持的緊急救護能力培訓，強化救護人員在戰爭混亂且急迫場面中的快速應變能力，促進救護團隊協作凝聚力的提升，從而實現立體救護，提高傷員救治質量。Girau等[21]創建了一個由虛擬環境、真實和虛擬人體模型構成的用于急救培訓的MR系統，體驗者可沉浸在虛擬現實場景中操縱真實的人體模型，目前該系統中設計了胸部刺傷時肺穿孔癥狀，腿部利器損傷時止血救治的急救情景，旨在通過體驗者在模擬過程中的真實感、臨場感與參與感來改進臨床急救培訓實踐。

2.2MR技術在醫護患溝通中的應用

醫護人員與患者的關系自始至終都是被關注的焦點，在醫患雙方不對稱的醫學信息環境中，有效溝通的欠缺進一步加劇了醫患關系的緊張化。MR技術可通過3D實現成像的立體化，其中的全息影像投射能使參與者多角度觀察模型，將MR技術融入到圍術期醫患雙方溝通中，一方面醫護人員可詳細講解病情、手術治療方案及術前宣教，有效提高了術前評估討論的參與性，預知手術風險進而選擇出最合適的手術入路方式；另一方面患者和家屬可直面3D模型，更加直觀清晰了解手術，有效促進手術方案的制訂。

2.2.1MR技術在醫護溝通中的應用 醫護溝通是一種以開放、積極的方式通過一系列普通符號、行為、語言、文字，為積極的衛生保健結果而傳播正確的、可理解的、一致的、平衡的、可重復信息的能力[22-23]。有研究顯示，醫護溝通障礙已成為60%以上影響患者安全警訓事件的主要原因之一，導致患者的住院時間及并發癥發生率增加等[24]。醫護雙方常因專業素養、工作繁忙、時間沖突、人力資源不足等原因導致信息接收或更新相對滯后，傳統的醫護查房模式也極為受限且多流于形式，醫護人員不能全面了解患者病情，治療與護理呈斷層且被動式發展[25-26]。如何提高醫護人員的有效溝通以減少患者安全隱患成為討論的焦點。有研究顯示，醫護人員協同查房過程中運用MR技術動態呈現患者病情發展變化，有助于指導患者護理方向，制訂個體化護理計劃，提升醫護溝通效率和患者住院滿意度[27]。

2.2.2MR技術在護患溝通中的應用 護患溝通是指護士與患者及其家屬間傳遞信息，并獲得彼此理解和互相作用的過程，是人文關懷的體現，也是構建和諧護患關系的關鍵[28]。研究顯示，有效的護患溝通能夠融洽護患關系，降低醫療不良事件發生率，減少護患糾紛[29]。但由于患者生活環境、文化背景不同，個體差異等，對醫學常識及疾病預后相關知識了解匱乏或出現理解偏差，常出現溝通障礙。結合現代信息化MR技術優勢，為患者提供個性化訓練方案和量化評估的同時，增加了訓練的趣味性，激發患者治療的積極性，有助于增加患者對護士的信任，提高患者護理治療配合度。王慧文等[27]研究顯示，運用MR技術對骨折患者進行健康宣教，將抽象知識形象化，清晰顯示人體解剖細微結構等，促進患者及家屬對骨折部位直觀了解和掌握，提高其對手術治療方案的認知和了解，有助于緩解手術焦慮緊張心理，以平穩的心態迎接手術。

2.3MR技術在臨床護理中的應用 在臨床護理方面以VR技術運用居多，如疼痛護理領域，運用VR技術開發游戲分散患者注意力減輕患者疼痛感[30-31]；腫瘤護理領域，利用VR技術特殊視聽設備進行虛擬療法，提供放松環境減輕腫瘤患者的化療不適[32-33]；康復護理領域，憑借VR技術創建康復訓練系統以游戲方式鍛煉患者患肢功能，提高其日常生活技能[34-35]。但在MR技術引導下開展的臨床護理研究較少。沈劍輝等[36]在MR技術引導下，順利完成復雜骨折手術的護理配合：術前訪視時與患者身臨其境，展示物品準備及擺放；術中借助MR技術熟練配合完成植入物的管理、全髖置換前側入路的手術體位擺放及調節、頸椎椎弓根螺釘精準植入的手術配合；術后借助三維立體重構模型保障患者的轉運安全。MR技術的運用也給護理領域帶來了新挑戰，其打破了由患者理解想象傳遞信息的傳統術前訪視方法，而如何讓患者更快更好地接受和理解MR這種身臨其境的訪視模式，也是臨床護理中需考慮的問題。與此同時，術中實時生成的三維立體重構模型實現了主刀醫生與器械護士信息交流的高效性和一致性，這也必然要求臨床護理工作更加的專業、精細和個體化，意味著護士應時刻緊跟數字醫學時代潮流，注重并善于借助新技術提供的平臺開展日常護理工作，提升自身業務水平，進而促進醫療護理質量的提升。

3 挑戰與展望

MR技術通過數字化現實疊加虛擬數字畫面，打破了虛擬和現實間的界限，在當下精準化臨床醫學中發揮著獨特優勢，創新了教學模式、完善了臨床培訓形式，改善了醫護患溝通效果等，提高了患者及家屬對醫護人員的信任程度，推動著現代醫療護理方式的改變。隨著大數據及信息化時代的發展，MR技術給護理實踐帶來新的發展契機，但在享受便利數字醫學技術的同時，也不能忽視MR技術發展面臨的問題。現階段，MR技術在護理領域的運用尚存在諸多不足，國外雖有開展基于MR技術的護理教學及培訓研究，但尚未形成系統化教學培訓標準或規范，缺乏相應的護理教師團隊、課程內容設計、有效評價方式等。提示未來研究可進一步探索發展基于MR技術的護理教學活動，面向不同患者群體，結合本土國情形成規范化、系統化課程標準體系，借助MR技術的獨特優勢促進護理教學模式的改革，緩解教學經費、材料、場地等資源緊張問題，降低真實操作實驗伴隨的相關風險，促進護理學科的發展，提高護生臨床護理能力以便更好地服務于患者。研究者也可運用MR技術開展培訓演練，通過MR技術模擬急救場景，呈現現場逼真聲音環境，為護生帶來沉浸式緊急急救體驗，因時制宜出題鍛煉護生的臨場應變能力，提升其急救護理理論知識和技能水平、團結合作能力，進而加強醫護人員急救隊伍建設，促進災害救援護理學科的發展。未來研究還應探索多學科團隊協作模式，聯動醫療、護理、計算機等領域，加強培養護理學信息復合型人才，提高護理人員的科學化管理水平；建立云端信息數據庫，實現跨單元數據的實時更新與共享。與此同時，還需貼切學生與教師需求拓展課程內容，合理設計互動與操作環節，循序漸進貫穿基礎重點和難點內容，豐富教學或培訓資源，提高學生的臨床綜合技能；注重教學培訓效果的反饋，科學構建質量評價指標體系，促進教學或培訓質量的持續改進。

在使用MR技術緩解醫療緊張及解決臨床實踐需求的同時，還應考慮其投入和維護成本。MR相對較高的設備費用限制著MR技術的推廣應用，如何降低MR技術成本，制訂相關發展計劃加大對MR技術在護理領域應用的支持力度，將其納入醫保范疇，設立相應的基金項目支持研發工作等均是亟需解決的問題。此外，還應進一步完善MR技術準入標準及監管措施，以便MR技術更好地融入臨床實踐。

MR技術契合了信息技術與醫療健康服務深度融合的國家發展戰略，其優越性和可行性在醫療護理領域中已得到證實，為醫療護理提供了全新發展模式。但目前該技術在國內護理領域中開展有限，許多領域尚未涉及，未來研究就如何充分利用MR技術在康復護理、遠程護理、疼痛護理、腫瘤護理、慢病居家護理等方面發揮巨大潛能值得深入探討。