三維虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用*

陳 漁，張新宇，李 捷，蔣昌茂，王圣釗，遲明艷，陸 巍1，△

(1.貴州醫科大學附屬醫院疼痛科，貴州 貴陽 550004；2.貴州醫科大學麻醉學院，貴州 貴陽 550004；3.貴州醫科大學基礎醫學院，貴州 貴陽 550004；4.貴州醫科大學藥學院，貴州 貴陽 550004)

神經阻滯源自麻醉學區域神經阻滯技術，是指將局部麻醉藥注入神經周圍，使其傳導功能暫時阻斷，以暫時或長期解除患者的急、慢性疼痛[1]。目前，神經阻滯已成為臨床鎮痛的關鍵環節，除了提高恢復質量外，有效的鎮痛還可減少應激反應，改善患者失眠、焦慮、恐懼、憂郁等不良情緒，可為手術患者提供術中及術后鎮痛，加速患者康復[2-4]。神經阻滯是疼痛及麻醉科醫生必須熟練掌握的一項臨床基本技能，其實踐操作性極強，既需要掌握扎實的理論知識，又需要熟悉多項神經阻滯、局部注射及微創手術等操作技術[5]。在多年臨床帶教經驗及學生反饋中，發現目前以二維解剖說教為主的傳統神經阻滯教學方式存在以下不足：(1)神經相關知識復雜抽象，學生學習積極性差；(2)學生很難形成三維(3D)空間解剖的概念；(3)體表定位的介紹不夠形象。

3D虛擬全息投影技術起源于佩珀爾幻象，國內對于全息投影技術應用的研究是在2015年之后開始出現的。有學者主張將全息投影技術運用在教育教學領域，因為3D虛擬全息投影技術具備沉浸性、裸眼性、交互性、高度適應性的特點，適用于需要學生具備較強的空間想象力和需要情景模擬教學進行互動的課程，其能增加課堂的互動，使得枯燥乏味的知識更加形象立體，激發學生興趣[6-9]。

因此，本研究基于傳統神經阻滯教學的不足之處，通過引入具有平移旋轉、視圖清晰特點的3D虛擬全息投影技術，將不同的神經解剖、穿刺操作進行立體演示及數字化處理，探索3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用效果。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇貴州醫科大學2018年9月入學的麻醉專業學生共108名為研究對象，采用隨機、對照、單盲的實驗設計原則將其隨機分為研究組和對照組，每組54名。2組學生之前均未接受過神經阻滯的學習，且2組授課教師相同，2組學生在年齡、性別、入學考試成績等方面比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法

1.2.1教學方法

1.2.1.1對照組 采用傳統教學方式，以PPT講解理論、解剖圖譜輔助的方式進行教學。使用的教材為國家衛生健康委員會“十三五”規劃教材《疼痛診療學》第四版，授課內容為第五章神經阻滯內容。

1.2.1.2研究組 采用3D虛擬全息投影技術進行神經阻滯的教學。帶教教師利用3D虛擬全息投影技術，一邊進行投影展示，一邊進行神經阻滯應用解剖、注意事項的講解和操作技術的教學。利用3D虛擬技術所具有的立體、直觀、新穎的特點，將包括骨骼、韌帶、神經、血管、肌肉等不同的解剖部位和神經阻滯穿刺操作進行立體可視化的教學展示。此外，還通過3D虛擬全息投影技術將神經阻滯常用的體表定位標志、神經分布情況進行直觀展示，有助于學生更好地掌握神經阻滯要點。

1.2.2觀察指標 授課結束后對研究組、對照組使用同一考試題進行測試。主要考查神經阻滯相關解剖知識、操作方法等方面的熟悉度；采用主觀問卷調查的方式，課后對研究組和對照組進行學習效果問卷調查，并單獨對研究組進行學習滿意度評價的問卷調查。學習效果問卷設置10個分量表：1分表示不滿意，10分表示非常滿意，問卷共發放108份，回收有效問卷108份，有效回收率為100%；學習滿意度評價問卷設置5個等級(完全同意、比較同意、一般同意、一般不同意、完全不同意)，問卷共發放54份，回收有效問卷54份，有效回收率為100%。

2 結 果

2.12組理論考核成績比較 研究組理論考核成績為(69.50±22.19)分，明顯高于對照組的(47.41±18.50)分，差異有統計學意義(P<0.05)。見圖1。

注：與對照組比較，t=5.615,aP<0.05。

2.22組學習效果評價結果比較 研究組在“體表標志辨識能力”“局部解剖空間構想能力”“神經穿刺方向與深度把握能力”方面的學習效果顯著優于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組學習效果評價結果比較分)

2.3研究組學生對3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用評價情況 90.74%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用有助于與臨床無縫對接，90.74%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用有助于提高學習興趣；90.74%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用有助于提升學習效率；92.59%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用可提高課堂氛圍；90.74%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用有助于提高實踐操作能力；96.30%的學生希望推廣此教學方式。見表2。

表2 研究組學生對學習滿意度的評價結果[n(%)，n=54]

3 討 論

3.1傳統神經阻滯教學缺點 在傳統的神經阻滯教學模式中，教師常運用標本、模型、掛圖、PPT 方式進行平面的教學演示。但是，由于相關神經解剖結構復雜，內容抽象，學生對所要學習的神經走行分布及其與體表定位標志的關系難以清晰掌握，臨床操作時仍然不知進針的位置、方向及深度，對于穿刺針在皮下走向路徑理解不強[10-11]。在實際操作中可能會出現誤傷神經，局部麻醉藥入血，阻滯效果不理想等情況[12-13]。這種先理論教授后臨床實踐的“灌輸式”教學方法，導致學生的學習效率低下，積極性差。如何提高學生的參與積極性，使學生快速簡易地掌握神經阻滯的要點，一直是神經阻滯教學中的難題。

3.23D虛擬全息投影技術在教學中的應用 3D虛擬全息投影技術具有裸眼臨場、深度感知、現實觀感模擬的特性，可給人以接近實物的體驗感[14]。近年來，隨著3D虛擬全息投影技術的發展和應用成本的降低，3D虛擬全息投影技術與課堂相結合的可視化教學方式成為可能。不斷有學者在探索其在教育領域的應用，包括3D全息投影教輔設備的研制和3D全息投影技術與教學的結合[15-16]。有學者提出，3D全息投影有助于讓學生進行沉浸式學習，通過參與、互動，激發學生求知欲、好奇心，提高學生學習效率[17]。吳婷婷等[18]研究顯示，3D全息投影技術能很好地將課堂情境與學生的生活情境相融合，激發學生的自主學習能力；美國肯特州立大學LEE[19]的研究發現，3D全息投影可使學生提高專注力；麻省理工媒體實驗室WALKER[20]認為，全息技術可幫助學生通過探討知識的共性建立一種社會化紐帶。理論上，將3D虛擬全息投影技術與神經阻滯的教學相結合，可把抽象難懂的神經解剖知識、體表定位標志、神經阻滯穿刺進針位置進行可視化的立體展示，以前衛的高科技吸引學生注意力，以精彩的內容提高學生主觀能動性，激發學生的學習熱情，調動學生的積極性，轉變傳統枯燥冗長的刻板神經阻滯學習的課堂感受。

3.33D虛擬全息投影技術教學顯著提高了學生的學習效果 本研究結果顯示，采用3D虛擬全息投影技術與神經阻滯相結合的教學方式的研究組學生理論考核成績顯著高于對照組(P<0.05)；并且學習效果問卷調查顯示，研究組在“體表標志辨識能力”“局部解剖空間構想能力”“神經穿刺方向與深度把握能力”等方面顯著優于對照組(P<0.05)。當教師在進行3D虛擬全息投影時，可把教科書上枯燥乏味的神經解剖知識和穿刺方法以3D立體可互動的方式為學生進行展示，吸引學生注意力，激發學生興趣，培養學生解剖結構的空間想象能力，潛移默化地記住知識點。

3.43D虛擬全息投影技術教學提高了教學滿意度 運用3D虛擬全息投影技術后，為學生帶來了較強的視覺震撼，激發了學生的學習熱情，調動了學生的積極性。本研究通過學習滿意度問卷調查顯示，90.74%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用有助于激發學習興趣，提高學習積極性；90.74%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用有助于提升學習效率；92.59%的學生認為3D虛擬全息投影技術在神經阻滯教學中的應用有助于提高課堂氛圍；96.30%的學生希望推廣這種新的神經阻滯教學方式。將3D虛擬全息投影技術應用在神經阻滯教學中，可轉變傳統神經阻滯教學晦澀難懂、抽象枯燥的學生課堂感受，學生由被動學習轉變為主動學習，課堂氛圍輕松愉悅，回答問題的熱情不斷高漲，學習效果優于對照組。

3.53D虛擬全息投影技術的局限性 本研究通過對學習效果評價發現，1.85%的學生認為3D虛擬全息投影技術在提高體表標志辨識能力和提高局部解剖空間構想能力方面沒有明顯幫助；3.70%的學生認為3D虛擬全息投影技術對提高神經穿刺方向與深度把握能力的效果不明顯；結合對學生的反饋調查研究發現，這可能是由于3D虛擬全息投影技術在培養學生實踐操作能力方面的局限，其并沒有為學生提供理論學習與動手實際操作相結合的反復練習，造成了學生在實際神經穿刺時對于穿刺方向、深度把握和局部解剖空間構想、體表標志辨識等方面存在疑惑。

結合目前大多數醫學院校教師教育資源稀缺的現狀[21-22]，如何在實踐機會缺乏的現狀下提供給學生虛擬仿真的穿刺體驗，提高學生在進入臨床前的穿刺技術，探尋合適的3D虛擬全息投影技術與虛擬仿真技術結合的方法，將理論學習與反復練習進行有機結合，對未來的醫學教育實踐具有重要的教學模式改革意義。

綜上所述，3D虛擬全息投影技術雖然在學生實踐神經阻滯操作能力培養方面還有所欠缺，但其在激發學生學習主觀能動性、思辨能力、空間構想方面等方面明顯優于傳統教學方式，其在神經阻滯教學中的應用在一定程度上改善了傳統教學方式的弊端，為學生帶來了新的學習體驗，值得進一步推廣。