以問題為基礎的教學聯合虛擬現實技術在卒中后睡眠障礙臨床教學中的應用

郭珍妮，張晗，傅鈺麗，王贊，楊弋，鄧方

近年來，隨著人們日常生活方式的改變以及人口老齡化程度的加深，卒中的發病率在我國呈現出持續上升的趨勢[1]。作為我國成年人致死和致殘的首位原因[2]，卒中嚴重影響患者的身體健康和生活質量。對卒中危險因素進行積極有效的干預，可以明顯降低卒中發病率[3]，除了傳統的高血壓、糖尿病、年齡等危險因素外，睡眠障礙作為卒中的獨立可調節危險因素越來越受到重視[4]。如何規范睡眠醫療行為、提升臨床醫師的診療能力和水平，開展高質量的臨床教學，特別是加強卒中后睡眠障礙的臨床教育至關重要[5]。

神經系統是人體最精細、結構和功能最復雜的系統，扎實的解剖及生理基礎是學習神經病學的關鍵[6]，更是理解卒中后睡眠障礙發病原因的關鍵[7]。傳統神經病學臨床教學大多采用書本或多媒體課件等二維平面模式授課，對學生的邏輯思維及空間想象能力有很高要求[8]，學習難度較大，導致部分學生對神經系統解剖、卒中后睡眠障礙發生機制等理論知識的理解與記憶存在困難[9]，嚴重影響學生學習興趣及教學質量[10]。虛擬現實（virtual reality，VR）技術是指通過計算機技術整合，使參與者置身于集視覺、聽覺、觸覺、味覺等于一體的三維虛擬環境中，借助特殊的輸入輸出設備，突破時間、空間的限制，產生沉浸感，目前已被廣泛應用于生物醫學領域[11]。本研究擬將VR技術應用于卒中后睡眠障礙的臨床教學中，探索該方法對教學質量的改善效果。

1 對象與方法

1.1 研究對象 納入2022年9月—2023年1月在吉林大學第一醫院神經內科學習的研究生70人，采用隨機數字表法將其隨機分為2組，試驗組和對照組各35人。

1.2 研究方法 由具有豐富教學與臨床經驗的副教授及以上職稱人員擔任帶課教師，對照組采用以問題為基礎（problem-based learning，PBL）的教學模式，即帶課教師提前發布需要討論的“卒中后睡眠障礙”病例，以6～8人為單位，由學生自由組成學習小組，各小組課前查閱資料、分析討論問題，形成初步結論。課堂上教師借助書本、多媒體課件等講授腦干結構、腦神經核團及腦神經等相關理論知識，并以卒中后睡眠障礙的解剖學基礎為核心內容，結合影像資料或臨床病例重點講解快速眼動（rapid eye movement，REM）睡眠神經調節環路，幫助學生詳細了解卒中后睡眠障礙發病機制及診療思路等。試驗組則采用PBL結合VR的教學模式，主要包括以下內容：①教師提前發布需要討論的“卒中后睡眠障礙”病例，以6～8人為單位，由學生自由組成學習小組，各小組課前查閱資料、分析討論病例問題，形成初步結論。②在臨床教學環節，利用構建的組織、器官三維動態神經解剖學虛擬模型，講授腦干結構、腦神經核團和腦神經等相關理論知識（圖1）。學生在學習過程中可對虛擬模型進行旋轉、拆分及切割等操作，全面掌握其三維立體結構（圖2）。應用VR技術，把學生帶入情境逼真的臨床仿真環境中，直觀地看到REM睡眠神經調節環路，如腦干背外側被蓋核、腦橋藍斑前核和背外側下核，同時講解相關神經遞質在REM睡眠中的作用，幫助學生充分理解卒中后睡眠障礙發生的機制，以加深理解與記憶。③總結分析。引導學生根據所學內容結合臨床病例，歸納總結疾病發生機制和臨床特點，充分體驗神經系統疾病的定位、定性診斷思路等，引導學生形成正確的臨床思維。

圖1 腦干核團的三維圖像構建

圖2 虛擬現實技術應用體驗——腦干功能核團三維空間定位

1.3 教學評價 在教學結束后，采用試卷形式對兩組學生進行考核。試卷總分100分，包括基礎理論、病例分析兩部分。分別統計兩組學生的基礎理論成績、病例分析成績及總成績，并進行統計比較。同時對兩組學生進行匿名問卷調查，調查內容包括本次課程對于激發學習積極性、提高學習效率、提高自學能力、培養臨床思維的作用，讓學生結合自身情況對以上幾個方面進行評價，每方面最低分為1分，最高分為3分，分別表示“不滿意”“一般”“滿意”，最后整理參與者問卷調查表的分數進行統計分析。

1.4 統計學方法 采用SPSS 25.0軟件進行數據分析，計量資料符合正態分布，采用表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料以例數表示，組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基線資料比較 試驗組35人中，男性10人，女性25人，平均年齡（23.11±0.83）歲；對照組35人中，男性13人，女性22人，平均年齡（23.17±0.89）歲。試驗組與對照組學生的性別、年齡對比，差異均無統計學意義（P＞0.05）。

2.2 考核成績比較 試驗組學生基礎理論成績、病例分析成績及總成績均較對照組高，差異有統計學意義（表1）。

表1 兩組學生試卷考核成績比較

2.3 問卷調查結果比較 問卷調查結果顯示，與對照組相比，試驗組學生對于本次課程在激發學習積極性、提高學習效率、提高自學能力、培養臨床思維的作用方面的評價均高于對照組，差異有統計學意義（表2）。

表2 兩組學生問卷調查結果比較

3 討論

睡眠障礙是卒中后的常見并發癥，嚴重影響患者的預后[12]，充分掌握神經系統解剖及相關核團功能，是掌握卒中后睡眠障礙相關疾病的關鍵。傳統的卒中后睡眠障礙臨床教學效果不盡如人意。盡管引入PBL的卒中后睡眠障礙的教學較傳統模式教學已經有了較大進步，但是還有提升空間。因此，本研究嘗試在卒中后睡眠障礙臨床教學過程中引入PBL聯合VR教學模式，以期改善卒中后睡眠障礙臨床教學的效果。

本研究中，試驗組學生的試卷考核成績高于對照組，這一結果表明，在PBL聯合VR技術教學模式下，學生對卒中后睡眠障礙基礎理論知識的掌握與運用要優于單純PBL教學模式；問卷調查的統計結果更加說明這種教學模式能更好地滿足學生的學習需求，在培養醫學生綜合學習素質方面具有顯著優勢。

本次研究發現了VR技術應用于卒中后睡眠障礙臨床教學的巨大潛力，使教學模式、方法與科技發展內容相適應，從而為VR技術更廣泛地應用于睡眠醫學臨床教學、成為培養高素質應用型醫學人才的重要教學手段提供了證據依據。

綜上，在卒中后睡眠障礙臨床教學過程中引入VR技術可提升目前PBL模式教學的效率與質量，對于醫學教學模式的創新具有積極的意義，PBL結合VR技術教學模式有助于培養新型醫學人才，隨著VR技術的不斷發展完善以及配套硬件設備性能的不斷提高，在未來的神經病學教學中，VR技術將發揮越來越重要的作用。