增強現實技術提高醫學生心臟解剖認知的作用研究

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增強現實技術提高醫學生心臟解剖認知的作用研究

賀治青，楚揚，吳宗貴，梁春，丁茹

目的探討增強現實技術提高醫學上心臟解剖認知的作用。方法在我院2013級海軍醫學專業學員中隨機抽取60名，分為增強現實組與對照組，每組30名學生。對照組采取傳統的幻燈和模型相結合的教學模式，增強現實組采取基于增強現實技術的Virtuali-Tee T恤衫幫助學生了解心臟解剖的細節。比較兩組學員對心臟解剖細節和全局認知的測試成績。結果增強現實組在心臟解剖細節和全局方面的認知明顯好于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。結論在臨床教學中引入增強現實技術有助于提高醫學生對復雜心臟解剖的認知。

增強現實；心臟解剖；教學；醫學生

隨著科技的飛速發展，特別是高性能計算機的普及和費用降低，既往只單純應用于軍事和航空航天領域的虛擬現實及增強現實技術開始進入醫學領域。增強現實借用虛擬現實的技術，通過光學投射和實時計算的方式將相關信息疊加至使用者的視野中，增強了使用者與外界環境的交互感受，不僅僅能激發學生的學習熱情，還能幫忙學生從不同的視角掌握知識，也便于教師合理引導教學進程。心臟解剖結構復雜，涉及心肌組織、血管和傳導通路多方面，對其全面掌握才能了解心臟先天發育異常、電生理疾病、冠脈血管堵塞和心肌橋等多種疾病的病因和針對性干預策略，但傳統的基于二維圖像解剖斷面以及三維立體模型教學方式，在向學生傳授相關知識方面存在或多或少的各類問題，嚴重影響醫學生對上述知識點的全面掌握。基于此，我們在相關內容的醫學教學中引入基于增強現實技術的Virtuali-Tee T恤衫幫助學生了解心臟解剖的細節這一嶄新的教學模式，獲得明顯教學效果。現總結報道如下。

1 對象與方法

1.1 對象 在我院2013級海軍醫學學員中隨機抽取60名見習生，分為增強現實組與對照組，每組30名學生，兩組在年齡、性別組成方面差異無統計學意義(P>0.05)。帶教老師為資深心內科副主任醫師，熟悉教學大綱，以其為核心成立3名帶教老師組成臨床帶教組，準備典型案病例并進行集體備課，反復探討教學方案。

1.2 方法 對照組采取基于二維斷面解剖圖像和三維實體模型相結合的傳統教學模式，由帶教老師先總結并進行幻燈片教學，然后引導學員自己動手拆解相關模型學習。增強現實組則采取基于增強現實技術的Virtuali-Tee T恤衫讓學員穿戴，結合手機平板app新的教學模式。

1.3 教學評價 學習后對兩組學員進行考核，其中大于或等于90分為“好”，大于或等于75分為“中”，小于75分為“差”。

1.4 統計學處理 計數資料采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

兩組學員在分別接受傳統二維橫斷面與三維立體拆解模型相結合或者基于增強現實的教學方法，增強現實組在得分上顯著高于對照組(P<0.05)，詳見表1。在得分分布上來看，傳統教學模式由于很難調動學生的學習積極性，同時受三維實體拆解模型的數量限制很難做到人手一個，但增強現實教學組由于相關印制T恤成本較低，且可大家輪流穿著，且教學app開放安裝內容生動，無論課上還是課后學生只要有興趣均可學習，極大激發學生探索相關知識點的熱情，表明增強現實的教學模式有助于學員充分掌握心臟解剖相關知識要點，有推廣的意義。

表1 兩組學員學習后測試結果 例(%)

3 討 論

增強現實技術目前在醫學上有蓬勃發展，有助于解決來源日益貧乏的人體尸體標本，通過將既往基于虛擬人構建中獲得的血管、骨骼等的連接和人體分布數據，與影像學數據和模擬動畫等多種信息構建綜合數據庫，然后借助相關設備接口實施教學，極大地減輕了教學準備的壓力，通過多種媒體的刺激使得學生突破想象力的空間，能從多角度多層次掌握知識，從而提高教學實效。土耳其Kü?üük等[1]通過移動增強現實技術MagicBook幫助學生學習解剖知識，發現可顯著提升學生的知識掌握水平。德國Albrecht等[2]對比了基于增強現實技術的教學方式與傳統課本的效果，發現使用移動增強現實技術的學生其知識獲取程度遠高于傳統對照組，其益處主要在于極大激發了學生學習的參與投入度。

除此之外還廣泛應用于外科手術教學和特殊環境以及突發應急事件下的教學訓練的巨大需求。丹麥Bjerrum等[3]通過虛擬腹腔鏡技術培訓醫師進修闌尾切除，發現可顯著減少新手醫師的手術時間和不必要的腔內器械運動，提高手術的安全性。意大利Ragazzoni等[4]在埃博拉疫情暴發之際，緊急在歐盟多地布置相關的虛擬現實培訓場景，為應急突發事件下醫護人員的安全有效培訓提供了確實保障。

盡管增強現實技術的發展和普及對臨床醫學教學的提升提供了技術支撐，但在我國臨床醫學教學應用中還存在以下問題：①缺乏統一的技術標準，嚴重制約相關技術在全國范圍內的普及同時也會導致研發資源的浪費；②硬件應用成本仍待下降，如何在性能與成本間尋求平衡，既有待于專業化平臺的引進又需要計算機硬件成本的進一步降低；③教學資源開發有待加強，這方面因為臨床醫學教學市場的盈利和容量不如普通娛樂行業，各大廠家投入有限，同時缺乏既懂技術又熟悉臨床醫學教學需求的專業復合型人才，只有軟硬件上齊頭并進發展才能從過根本上推動相關技術的應用。相信隨著上述問題的逐一解決，增強現實在臨床醫學教學方面必將迎來蓬勃發展。

[1] Kü?ük S，Kapakin S，G?ktaY.Learning anatomy via mobile augmented reality： effects on achievement and cognitive load[J].Anat Sci Educ，2016，9(5)：411-421.

[2] Albrecht UV，Folta-Schoofs K，Behrends M，et al.Effects of mobile augmented reality learning compared to textbook learning on medical students： randomized controlled pilot study[J].J Med Internet Res，2013，15(8)：e182.

[3] Bjerrum F，Strandbygaard J，Rosth?j S，et al.Evaluation of procedural simulation as a training and assessment tool in general surgery-simulating a laparoscopic appendectomy[J].J Surg Educ，2016，74(2):243-250.

[4] Ragazzoni L，Ingrassia PL，Echeverri L，et al.Virtual reality simulation training for ebola deployment[J].Disaster Med Public Health Prep，2015，9(5)：543-546.

(本文編輯郭懷印)

上海市科委中醫引導項目(No.15401931500)

上海長征醫院(上海 200003)，E-mail：dragonhzq@yeah.net

信息：賀治青，楚揚，吳宗貴，等.增強現實技術提高醫學生心臟解剖認知的作用研究[J].中西醫結合心腦血管病雜志，2017，15(16)：2030-2031.

R322.1 R255.2

：Bdoi：10.3969/j.issn.1672-1349.2017.16.024

：1672-1349(2017)16-2030-02

2017-04-26)