虛擬現實技術在全科住院醫師規范化培訓中的應用效果評價

【摘要】 背景 虛擬現實技術（VR）的出現是醫學教育改革的突破口，將VR應用于醫學教育并探討其應用效果，是目前臨床教育工作者的關注點；將VR應用于住院醫師規范化培訓（簡稱住培）中的案例屢見不鮮，但有關VR應用于全科住培的文獻鮮見。目的 探討VR在全科住培中的應用效果，為VR在全科住培中的推廣應用提供參考依據。方法 2022-05-16—08-16選取鄭州大學第一附屬醫院2020級58名全科住培學員為研究對象，采用隨機數生成器將研究對象分為對照組（n=29）和研究組（n=29），研究組采用傳統理論培訓與VR技能培訓相結合的教學方式，對照組采用傳統理論培訓與傳統技能培訓相結合的教學方式。本次培訓內容包括心肺復蘇和電除顫急救、有機磷中毒的處理流程、院內突發呼吸困難的處理流程，培訓前發放調查問卷以了解研究對象一般資料、對VR的了解程度；培訓后分別進行理論和技能考核，比較兩組學員理論考核成績、技能考核成績、培訓技能要點掌握率自評情況及教學方式滿意度。結果 研究組與對照組的性別、年齡及畢業年限比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）。培訓后研究組的理論考核成績與技能考核成績均高于對照組（Plt;0.05）；以考核成績≥80分為考核優秀，研究組的理論考核優秀率高于對照組（Plt;0.05）；研究組自評電除顫及有機磷中毒的急救技能操作培訓技能要點掌握率均高于對照組（Plt;0.05）；研究組在學習興趣、自學能力、臨床思維判斷能力、臨床綜合能力、模擬臨床環境、提高教學效果，有利于為臨床做準備以及教學對自己有幫助方面的滿意度得分均高于對照組（Plt;0.05）。結論 與傳統授課模式相比，采用傳統理論培訓結合VR技能培訓的教學方式有利于提高全科住培學員專業知識掌握程度，在全科住培教學中具有推廣價值。

【關鍵詞】 虛擬現實；全科醫學；虛擬現實技術；住院醫師規范化培訓；傳統教學

【中圖分類號】 R 192 【文獻標識碼】 A DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0143

【引用本文】 李晶晶，袁丁，王秀玲，等. 虛擬現實技術在全科住院醫師規范化培訓中的應用效果評價［J］. 中國全科醫學，2023，26（34）：4322-4328. DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0143. ［www.chinagp.net］

LI J J，YUAN D，WANG X L，et al. Evaluation of the application effect of virtual reality technology in standardized training of general practice residents［J］. Chinese General Practice，2023，26（34）：4322-4328.

Evaluation of the Application Effect of Virtual Reality Technology in Standardized Training of General Practice Residents LI Jingjing1，YUAN Ding2，WANG Xiuling1，KANG Hongfei3，LAI Chengcheng2，WANG Peisong1，LU Guangping2，GAO Yanxia2*

1.Department of Education，the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，China

2.Department of General Practice，The First Affiliated Hospital of Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，China

3.Department of Center for Genetic and Prenatal Diagnosis，the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University，Zhengzhou，450052，China

*Corresponding author：GAO Yanxia，Associate chief physician；E-mail：gaoyanxiazzu@163.com

【Abstract】 Background The emergence of virtual reality（VR）technology is the breakthrough of medical education reform. It is the focus of clinical educators to apply VR technology to medical education and discuss the application effect. The application of VR in the standardized training of residents（referred to as residential training）is not rare，but the literature on the application of VR in the residential training of general practice has not been reported." Objective To explore the effectiveness of VR technology in the residential training of general practice，and provide a reference for the promotion and application of VR technology in the residential training of general practice. Methods From May 16，2022 to August 16，2022，a total of 58 general practitioners in the grade of 2020 in the Department of General Practice in the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University，Henan Province were selected as the research objects and divided into the experimental group（n=29）and control group（n=29）by using random number generator. The experimental group adopted the teaching method of combining traditional theoretical training and VR skills training，and the control group adopted the method of combining traditional theoretical training and traditional skills training. The training content included the first aid of cardiopulmonary resuscitation and electric defibrillation，the treatment process of organophosphorus poisoning，and treatment process of independent sudden dyspnea in the hospital. Questionnaires were distributed to investigate the basic information of the subjects and their understanding of VR before the training，theoretical and skill assessments were carried out respectively after training，and the two groups of residents were compared in theoretical assessment results，skill assessment results，self-assessment results of the key points of training skills and satisfaction with teaching methods. Results There was no difference in gender，age and years of graduation between the experimental group and control group（Pgt;0.05）. After training，the theoretical and skill assessment scores of the experimental group were higher than those of the control group（Plt;0.05）. With an assessment score ≥80 as excellence in assessment，the excellent rate of theoretical assessment in the experimental group was higher than the control group（Plt;0.05）. The self-assessed rate of mastery of the key points of the first aid skills for electric defibrillation and organophosphorus poisoning in the experimental group was higher than the control group（Plt;0.05）. The satisfaction scores of study interest，self-study ability，clinical thinking and judgment ability，clinical comprehensive ability，simulation of clinical environment，improvement of teaching effect，preparation for clinical practice and whether teaching is helpful to them were all higher than those of the control group（Plt;0.05）. Conclusion Compared with the traditional teaching mode，the application of traditional theoretical training combined with VR skills training teaching method is conducive to improving their mastery of professional knowledge，which has popularization value in the teaching of residential training of general practice.

【Key words】 Virtual reality；General practice；Virtual reality technology；Standardized training for residents；Traditional teaching

住院醫師規范化培訓（簡稱住培）是醫學生畢業后教育的重要組成部分，以臨床實踐、專業必修課、公共必修課等為主要培訓內容。臨床醫學教育存在內容豐富、理論與實踐之間差異較大等特點，而目前主流的傳統教學模式難以達到理想的成效。為了提升教學水平，促進學員更好地進入臨床實踐，探索一種新的教學模式是必不可少的。隨著國務院辦公廳《關于加快醫學教育創新發展的指導意見》《國家衛生健康委等部門關于建立住院醫師規范化培訓制度的指導意見》等文件相繼頒布，醫學教育的發展和改革創新被大力倡導［1-4］。近年來虛擬現實技術（virtual reality，VR）被越來越廣泛地用于醫學教育的輔助教學［5-12］，其是利用多項計算機技術及相關軟件生成的三維虛擬世界，通過虛擬環境作用于用戶的視覺、聽覺及觸覺，促使用戶能夠切身感受到所處環境的作用與變化，產生身臨其境的感覺［13-14］。VR教學是將多媒體技術與仿真技術相結合，完成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬教學環境。在住培教學中，國內基于VR進行了不少的嘗試，主要是在眼科、關節外科手術及影像學、3D打印技術等方面［15-17］，注重臨床技能實操，這些研究證實了應用VR的教學模式具有良好的教學前景，但在全科醫學教育中鮮見相關研究報道。為了探索基于VR的新教學模式在全科住培中的效果，本研究在鄭州大學第一附屬醫院開展了VR新教學模式的實踐，以期為VR新教學模式在全科住培中的應用與推廣提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象 2022-05-16—08-16選取鄭州大學第一附屬醫院2020級全科住培學員為研究對象，納入標準：（1）第1次參加住培的臨床應屆或往屆本科畢業生；（2）社會學員、地方單位委培學員和全科訂單定向學員。排除標準：（1）既往參加住培未通過結業考試的學員；（2）已取得住培結業證書的學員；（3）研究生學員及其他專業的住培學員。研究對象均為本科五年醫學教育畢業后2～5年住培學員，住培完成年限為1年半。本研究已通過鄭州大學倫理委員會批準，所有研究對象已簽署知情同意書。

1.2 研究方法 采用隨機抽樣法選取鄭州大學第一附屬醫院2020級住培學員58名，并按照1～58的順序進行編號，利用隨機數生成器對編號1～58的研究對象生成0或1的隨機數，再通過可視分箱，將其隨機分為研究組（n=29）和對照組（n=29），研究組和對照組均不知對方組別的存在，培訓人員不參與此次研究的設計。培訓前發放調查問卷收集研究對象的一般資料（姓名、性別、年齡、畢業年限），并初步調查其對專業知識的自評掌握程度〔包括完成心肺復蘇（CPR）和電除顫、處理有機磷中毒、處理院內突發呼吸困難3項內容，完成CPR和電除顫、處理有機磷中毒為分2個等級：可以獨立完成（處理）和不可以獨立完成（處理），處理院內突發呼吸困難分為3個等級：完全可以獨立處理、可以處理但不能完全獨立處理、能力有限不可以處理〕、對VR的了解程度（包括最初了解VR的場景和最常見應用VR的場景，了解VR和應用VR場景包括：游戲廳、VR體驗館、科技展廳、裝飾設計、科技博覽會、汽車駕駛、教育、醫學治療和其他，統計上述內容出現的頻次以評估學員對VR的了解程度），以及研究組全科住培學員培訓前熟悉VR流程花費時間。培訓后分別進行理論和技能考核，比較兩組學員考核成績及其培訓技能要點掌握率自評情況〔CPR及電除顫掌握率=可以獨立完成CPR及電除顫人數/組內總人數×100%，處理有機磷中毒掌握率=可以獨立處理有機磷中毒人數/組內總人數×100%，處理院內突發呼吸困難掌握率=完全可以獨立處理院內突發呼吸困難人數/組內總人數×100%〕；并發放教學培訓滿意度調查問卷評價兩組學員對培訓的滿意度情況。

1.3 教學實施 研究組采用傳統理論培訓與VR技能培訓相結合的教學方式，對照組采用傳統理論培訓與傳統技能培訓相結合的教學方式。傳統理論培訓由教師利用PPT講授理論知識，包括有機磷中毒的處理流程，院內突發呼吸困難的處理流程，CPR及電除顫的重要性、操作流程、要點、難點等相關醫學知識。

1.3.1 研究組VR技能培訓教學流程 在VR技能培訓前，由2名專業技術人員分別對學員熟悉VR流程花費的時間進行記錄〔對2名專業技術人員的記錄結果取平均值即為每位學員熟悉VR流程的花費時間（min）〕。VR技能操作具體包括：在學員了解VR設備（Wyzlink，上海）及虛擬仿真訓練系統的使用方法后進行演練，演練時將安裝有培訓內容場景的軟件放置在VR眼鏡中，學生直接佩戴眼鏡并根據提示逐步進行，直至完成培訓演練。演練過程中老師對學生的操作給予指導，演練結束后老師帶領學生進行整體復盤，指出培訓演練過程中存在的問題和不足。

1.3.2 對照組傳統技能培訓教學流程 傳統技能培訓具體流程為教師先在模型上規范演示完整的操作流程，而后學生逐一操作練習，期間老師對學生進行指導。

1.4 質量控制 培訓及考核過程要求研究對象全程參與各培訓及培訓考核，考核過程保證公平公正，嚴禁作弊行為。VR操作及培訓由輪轉科室教學秘書和2名專業技術人員共同輔導，問卷及考核題目均由鄭州大學第一附屬醫院從事臨床工作多年的高年資專家設計。

1.5 教學效果評價 （1）培訓后理論考核：試題來源于醫學電子書包試題庫（http：//www.imed.org.cn/），試題包括A1、A2、A3、A4題型及案例分析共50道題，難度系數為0.53。（2）培訓后實踐技能考核：考核采用客觀結構化臨床考試（objective structured clinical examination，OSCE）考站方式，考試內容包括：問診、初步診斷、技能操作（CPR及電除顫、院內突發呼吸困難和有機磷中毒處理）、相關治療。（3）教學培訓滿意度問卷調查：問卷內容包括學習興趣、自學能力、臨床思維判斷能力、臨床綜合能力、模擬臨床環境、提高教學效果、有利于為臨床做準備及教學對自己有幫助8個方面。每個方面分為5個分值等級，1～5分表示不同的贊同程度，1分代表很不贊同，5分表示很贊同。

1.6 統計學方法 采用SPSS 26.0和GraphPad Prism 9.3.1進行統計學分析，計量資料采用Kolmogorov-Smirnov檢驗數據正態性，正態分布數據以（x-±s）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料用相對數表示，兩組間比較采用χ2檢驗或Fisher's確切概率法。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 研究組和對照組一般資料比較 研究組與對照組的性別、年齡及畢業年限比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），見表1。

2.2 研究組和對照組培訓前專業知識的自評掌握程度調查情況 培訓前，20.7%（12/58）的學員可以獨立完成CPR及電除顫，有10.3%（6/58）的學員可以獨立處理有機磷中毒，有70.7%（41/58）的學員可以處理但不能完全獨立處理院內突發呼吸困難，有22.4%（13/58）的學員能力有限不可以處理院內突發呼吸困難，有6.9%（4/58）的學員完全可以獨立處理院內突發呼吸困難。

培訓前研究組與對照組學員可以獨立完成CPR及電除顫比例、可以獨立處理有機磷中毒比例，以及完全可以獨立處理、可以處理但不能完全獨立處理、能力有限不可以處理院內突發呼吸困難比例比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），見表2。

2.3 全科住培學員培訓前對VR的了解情況及熟悉VR流程花費時間 全科住培學員培訓前對VR的了解情況：學員最初了解VR主要是通過游戲廳〔22.4%（13/58）〕和VR體驗館〔51.7%（30/58）〕，通過教育首先接觸VR者僅占6.9%（4/58）；最常見應用VR的場景方面，學員總答題頻次為113，各選項構成比前三位由高到低依次為VR體驗館〔38.1%（43/113）〕、游戲廳〔24.8%（28/113）〕和科技展廳〔16.8%（19/113）〕，VR在教育方面的應用并不常見〔0.9%（1/113）〕，其余結果見圖1。

研究組學員熟練VR流程所花費平均時間為（6.0±2.3）min，最短為2 min，最長為10 min，有51.7%（15/29）的學員熟悉整個流程且熟練操作的時間≤6 min，見圖2。

2.4 研究組和對照組培訓后理論和技能考核結果比較 培訓后研究組的理論考核成績與技能考核成績均高于對照組，差異有統計學意義（Plt;0.05）；以考核成績≥60分為考核合格，研究組理論與技能考核合格率均為100%，對照組理論與技能考核合格率略低，分別為93.1%和89.6%，但兩組的考核合格率比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）；以考核成績≥80分為考核優秀，研究組的理論考核優秀率高于對照組，差異有統計學意義（Plt;0.05），研究組的技能考核優秀率與對照組比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），見表3。將理論考核成績、技能考核成績按照分數整理為4個分數段，其中研究組理論考核成績在80分及以上比例高于對照組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見圖3。

2.5 研究組和對照組培訓后培訓技能要點掌握率自評結果比較 研究組自評CPR及電除顫、處理有機磷中毒掌握率均高于對照組，差異有統計學意義（Plt;0.05）；研究組自評處理院內突發呼吸困難掌握率與對照組比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），見表4。

2.6 研究組和對照組教學方式滿意度比較 研究組在學習興趣、自學能力、臨床思維判斷能力、臨床綜合能力、模擬臨床環境、提高教學效果、有利于為臨床做準備以及教學對自己有幫助方面的滿意度得分均高于對照組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表5。

3 討論

住培作為畢業后醫學教育最關鍵的一部分，是醫學生提高診斷及治療能力并進一步向一名合格且出色臨床醫師邁入的關鍵階段。在傳統的教學模式中，講師主要通過PPT結合錄播系統進行授課，住培學員以看、聽、寫為吸納知識的主要方式，很難培養其自主思考能力［18-20］，住培學員的主動性、積極性也難以得到提升，無法很好地達到學以致用的效果［21］。VR最突出的基本特征為：交互性、沉浸感和想象力［4］，可以模擬臨床中的場景和感知對象，有利于住培學員沉浸于虛擬情境里，自主完成從分析、診斷、治療再到管理的每一個步驟［20］，有助于彌補傳統教學方式的不足。因此，在全科住培教學中開展基于VR的教學方式值得探索。

本研究通過比較兩種不同模式的教學方式，發現傳統理論培訓與VR技能培訓相結合的教學效果整體優于傳統理論培訓與傳統技能培訓相結合的教學方式。本研究在培訓前的調查中發現全科住培學員主要通過VR體驗館和游戲廳等途徑首次接觸VR，通過教育首先接觸VR者僅占6.9%；并且在生活中最常見的VR場景是VR體驗館、游戲廳和科技展廳，VR用于教育方面并不常見（0.9%），由此可見，VR這一技術還未完全滲透到人們的生活中，尤其是在教育方面。根據培訓前專業技術人員的記錄以及學員的反饋，學員們基本可在6 min內熟悉整個VR流程并熟練應用，這提示全科住培學員比較容易接受與熟練應用VR，在全科住培中推廣該種教學模式是十分可行的。

全科醫師作為居民生命健康的“守門人”，日常工作中必然會面臨心搏驟停、有機磷中毒等情況以及值班時院內患者各種突發情況的急救等問題，掌握CPR及電除顫、院內突發呼吸困難處理流程、有機磷中毒處理流程對于全科住培學員至關重要。成人CPR和電除顫是急救的入門技能之一，同時也是醫學生的必備技能，其對于心搏驟停的重要性猶如“起死回生”，規范及標準的操作是影響CPR成功率的重要因素［5，22-23］。另外，全科住培醫師以后主要服務于基層，而河南省作為農業大省，農藥中毒在基層非常常見，其中有機磷中毒占農藥中毒的一半以上，由于其致死性或存在潛在致死性合并癥風險較高，因此掌握有機磷中毒患者的處理對于全科住培學員顯得尤為重要［24］。通過調查培訓前全科住培學員對專業知識的自評掌握程度發現，有超過70%的學員認為自己不能獨立完成CPR及電除顫、獨立處理有機磷中毒及院內突發呼吸困難等情況。為了能讓住培學員更精準地掌握本次培訓內容的要點，本研究不同于以往利用醫學模擬人重復訓練，采用VR在培訓室進行訓練以達到事半功倍的效果，雖然患者只是虛擬人物，但是所給予的反饋卻是真實的，被培訓者可以透過手腕上的感應器掌握CPR胸外按壓力度、按壓頻率等。本研究結果顯示，接受VR培訓方式的全科住培學員對于培訓內容要點的自評掌握率高于接受傳統技能培訓方式的全科住培學員，這為VR教學模式在住培中的推廣應用提供了參考，更能進一步促進住培教學質量提高，提升住培學員的學習興趣，為社會輸送高質量人才。

既往研究表明VR用于醫學臨床教育已取得較好效果［19，25］，可以應用于內科操作培訓、外科手術培訓、婦科教學、急救醫學教育、護理教學等，甚至涉及藥學、中醫學教育等方面［13，14，26-35］。一項Meta分析納入了50項隨機對照試驗，比較了VR教學和無訓練教學下醫學生腹腔鏡技術水平的差異，發現醫學生接受VR教學對于學習績效（腹腔鏡技術水平）的提升具有明顯正向促進作用［36］，本研究發現接受傳統理論培訓結合VR技能培訓的全科住培學員理論及技能考核成績高于接受傳統理論培訓結合傳統技能培訓的全科住培學員。可見，結合VR的培訓使學員對理論知識有了更深理解，這不僅體現在技能的提升上，同時也體現在理論知識掌握率的提高方面。此外，兩組全科住培學員培訓后滿意度調查結果發現，研究組在學習興趣、自學能力、臨床思維判斷能力、臨床綜合能力、模擬臨床環境、提高教學效果、有利于為臨床做準備及教學的滿意度得分明顯高于對照組，這表明VR極大地提高了全科住培學員的學習興趣，為培養優秀人才奠定了基礎，因此，VR技能培訓在全科住培中具有推廣價值。

本研究仍存在局限性：首先，培訓內容主要局限于全科醫師最常面臨的臨床問題，并未對比所有的臨床問題所需技能的培訓效果；其次，本研究為單中心、小樣本研究，研究結果可能存在偏倚，需要更大樣本的多中心研究進一步探討。

綜上所述，VR在全科住培中的應用取得良好的教學效果，其使抽象、傳統的學習模式變得更加直觀、新穎且透徹，可使全科住培學員能更主動地去把握疑難的知識點和操作要領，這在由知識轉變為動手動腦能力過程中起到了很關鍵作用，也成功地彌補了傳統教學中的缺陷。此外，傳統理論培訓結合VR技能培訓的教學方式也讓全科住院學員的臨床綜合能力得到了進一步提升，為全科住培的教學創新打開了新思路，具有良好的推廣價值和較好的應用前景。

作者貢獻：李晶晶提出研究思路及目標，負責研究的構思與設計，并對論文進行撰寫和修改；袁丁進行數據的收集與整理、統計學處理；王秀玲負責項目溝通和研究思路的修改等；亢鴻飛負責研究的實施、質量控制、審核全文；賴誠誠進行數據分析、圖和表的繪制；王培松、盧廣平負責研究的實施、統計學數據和處理的審查；高艷霞負責文章的質量控制與審查，對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。

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（收稿日期：2023-02-06；修回日期：2023-07-23）

（本文編輯：王世越）