混合現(xiàn)實技術在胸腔穿刺術教學中的應用研究

姜文瑞 張艱 梁蓉 黃亞渝 楊方

[摘 要] 目的：探討混合現(xiàn)實技術在胸腔穿刺術實踐教學中的應用，通過教學方法的改革與考核的反饋促進臨床醫(yī)學教學中實踐技能教學的改革。方法：將我院2018級76名規(guī)培醫(yī)師作為研究對象，在臨床技能培訓中分為MR教學組和傳統(tǒng)教學組分別進行操作練習，1學時后進行階段考核。第2學時兩組交叉，練習結束進行最終考核。考核結束后對兩種授課方式進行滿意度調查。結果：第一階段考核，MR教學組平均成績、合格率均高于傳統(tǒng)教學組。交叉練習后最終考核兩組見成績無明顯差異，但MR教學對成績的提升高于傳統(tǒng)教學（10.86±4.11 vs 4.58±2.63，p<0.0001）。MR教學組的學員滿意度高于傳統(tǒng)教學。結論：MR教學可提高胸腔穿刺術的教學效率，提高學員滿意度，是未來進一步在醫(yī)學實踐教學中開展虛擬仿真教學的方向。

[關鍵詞] 混合現(xiàn)實技術;胸腔穿刺術;物理診斷學;高等醫(yī)學教育

[基金項目] 2017年度陜西省高等教育學會高等教育科學研究項目“混合虛擬現(xiàn)實技術在內科學（呼吸內科疾病）課堂教育中的應用的研究”（XGH17278）

[作者簡介] 姜文瑞（1982—），男，山西臨縣人，博士，講師，主治醫(yī)師，研究方向為呼吸與危重癥醫(yī)學臨床;楊 方（1981—），女，陜西西安人，博士，講師，主治醫(yī)師，研究方向為神經內科學臨床;楊方（通信作者）。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）39-0208-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-25

將虛擬仿真教學應用于醫(yī)學實踐教學，是現(xiàn)代醫(yī)學教育改革的大趨勢[1]。混合虛擬現(xiàn)實技術MR能將虛擬物體和真實環(huán)境互相融合，可以實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的互動交流[2]，理論上有助于提高醫(yī)學生的臨床實際操作能力。本研究納入2018年2月—2018年6月臨床醫(yī)學五年制76名物理診斷學實踐課學生，以數(shù)字表法分組，分析了MR技術在胸腔穿刺術中的應用，報告如下。

一、資料和方法

1.一般資料

納入2018年2月-2018年6月臨床醫(yī)學五年制76名診斷學實踐課學生作為研究對象。采用數(shù)字表法，分為兩組，每組各38名。MR教學組中，男34例，女4例;年齡18～21歲，平均（20.18±0.98）歲;傳統(tǒng)教學組中男28例，女8例;年齡19～21歲，平均（20.08±0.78）歲。兩組一般資料對比無統(tǒng)計學差異，具有可比性。

2.方法

根據(jù)《物理診斷學》教學大綱，選擇胸腔穿刺術作為教學內容，選擇胸腔積液作為代表性病例進行授課。

課堂教學流程，第一階段：教師講授胸腔穿刺術基本理論;第二階段：學員練習。傳統(tǒng)教學組采用傳統(tǒng)的胸腔穿刺模擬人進行操作練習;MR教學組在將胸腔穿刺模擬人行胸部薄層CT掃描后，進行MR三維圖像重建，學員在MR三維全息投影導航下在胸腔穿刺模擬人身上進行操作練習;第三階段：階段考核，在相同條件下，傳統(tǒng)教學組與MR教學組均不借助任何導航系統(tǒng)進行第1次考核;第四階段：兩組學員交叉練習;第五階段：最終考核，再次考核，評定最終成績。

課后評價：學員對兩種教學方法進行滿意度調查分為5級（非常不滿意，不滿意，一般，滿意，非常滿意）并賦值1、2、3、4、5分。

3.觀察指標

比較兩組階段考核得分（滿分為100分）、最終成績得分（滿分為100分），合格率（成大小于60分為合格）和優(yōu)秀率（成績大于85分為合格）;比較交叉練習后MR及傳統(tǒng)教學組成績的提高;比較學員對兩種教學方法的滿意度，分為5級（非常不滿意，不滿意，一般，滿意，非常滿意）并賦值1、2、3、4、5分。

4.統(tǒng)計學方法

采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理，計量資料以（均數(shù)±標準差）表示，采用t檢驗;計數(shù)資料以（n，%）表示，采用χ2檢驗，以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

二、結果

1.兩組學員考核成績比較

階段考核MR教學組平均得分為79.84±11.32分，傳統(tǒng)教學組為72.47±11.1分，MR教學組顯著高于傳統(tǒng)教學組（p<0.001）;合格率MR教學組97.37%（37/38），傳統(tǒng)教學組為84.21%（32/38），MR教學組高于傳統(tǒng)教學組，組間有統(tǒng)計學差異（p=0.047）;優(yōu)秀率MR教學組39.47%（15/38），傳統(tǒng)教學組23.68%（6/38），MR教學組高于傳統(tǒng)教學組，但無明顯統(tǒng)計學意義（p=0.16）。

最終考核MR教學組平均得分為84.42±10.71分，傳統(tǒng)教學組為83.34±8.91分，組間無統(tǒng)計學差異（p=0.53）;合格率均為100%;優(yōu)秀率MR教學組52.63%（20/38），傳統(tǒng)教學組50.00%（19/38），無統(tǒng)計學差異（p=0.82）。

MR教學組交叉到傳統(tǒng)教學組，學員成績平均提高4.58±2.63分;傳統(tǒng)教學組交叉到MR教學組，學員成績平均提高10.86±4.11分;和傳統(tǒng)教學相比，MR教學顯著提高學員成績（p<0.0001）。

2.學員滿意度調查

對所有學員均進行滿意度調查。對MR教學評價非常滿意的學員占56.58%（43/76），傳統(tǒng)教學為23.68%（18/76），有統(tǒng)計學差異（p<0.0001）;對MR教學評價滿意的學員占28.95%（22/76），傳統(tǒng)教學為43.42%（33/76），組間無統(tǒng)計學差異（p=0.06）;對MR教學評價一般的學員占14.47%（11/76），傳統(tǒng)教學為32.89%（25/76），組間有統(tǒng)計學差異（p=0.008）。

三、討論

胸腔穿刺術是臨床最常見的操作技能之一[3]，傳統(tǒng)教學使用模擬人難以將影像學、解剖學知識與穿刺技術結合，對于特殊病例，如局限性包裹性積液等難以做到真實即時的模擬。

MR技術是最新的虛擬仿真技術[4]，在醫(yī)學教學中能實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的互動交流[5]。在胸腔穿刺術教學中，學員在MR的渲染下可以實時看到模擬人內部的結構，進針的路徑，以及病灶位置，不僅提高技能操作成功率，更加深了對基礎知識的理解。同時，MR教學方式新穎，提高了學員的興趣，增加了學員的滿意度，體現(xiàn)了以學員為中心的教學思想。

利用MR及時開展臨床醫(yī)學教學活動的醫(yī)學院，目前尚無先例。毫無疑問，MR技術在醫(yī)學生的培養(yǎng)方面具有較大優(yōu)勢，可明顯縮短醫(yī)學生到醫(yī)生、臨床經驗逐漸趨向成熟的過程，有效地提高醫(yī)學生的臨床實際診療操作能力，將是未來臨床教學的發(fā)展方向。受資源所限，本研究所使用的案例為模擬影像，非來自真實案例。在未來的教學中，我們將進一步完善臨床案例影像資料庫和MR虛擬資料庫，探索將MR教學和真實的臨床案例結合，實現(xiàn)真正的虛擬仿真教學。

參考文獻

[1]張晗.虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學教育中的應用探討[J].西北醫(yī)學教育，2010（1）.

[2]陳寶權.混合現(xiàn)實中的虛實融合與人機智能交融[J].中國科學，2016（12）.

[3]劉佳.多種教學法在呼吸內科臨床教學中綜合應用的體會[J].醫(yī)學理論與實踐，2017（9）.

[4]湯卓慧.虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和混合現(xiàn)實及其在軌道交通行業(yè)中的應用[J].鐵路通信信號工程技術，2016（5）.

[5]李嘉，袁娜.虛擬現(xiàn)實技術在骨科臨床教學中的應用[J].中國醫(yī)學教育技術，2017（4）.