探索VR技術在關節鏡手術教學中的未來：應用前景與挑戰

摘"要：隨著我國人口老齡化和運動損傷的增多，關節鏡逐漸在骨科手術領域占據重要地位，在醫療資源短缺的環境里，掌握關節鏡技能的醫師的需求缺口更加明顯。傳統關節鏡手術教學主要講授基本的手術方法，使學習者了解手術步驟。然而關節鏡手術教學實踐性很強，因此在理論學習過程中需融合實驗教學環節，但傳統的實驗課程存在許多限制因素。VR技術能夠以更加立體的方式將課堂知識展現給學生，突破了時空的束縛，豐富了教學方式，極大提高學生的學習興趣。本文重點討論VR技術在關節鏡手術教學中的優點和不足，為今后引入VR技術改進該教學方式提供參考依據。

關鍵詞：虛擬現實；關節鏡；手術教學；醫學教育

關節鏡技術是現代醫學中的一項重要技術，它能夠通過微創的方式對關節進行診斷和治療，它具有創傷小、恢復快、并發癥少等優點［1］。在中國，隨著人口老齡化和運動損傷的增多，關節鏡技術的需求也在逐年增長，這就要求更多的新一代骨科醫師必須具備更專業、更精湛的關節鏡手術技能。然而，由于關節鏡的特殊性，初學者不僅需要學習疾病相關的理論知識、掌握關節鏡設備的使用、熟悉關節鏡手術的基本步驟和操作技巧、了解各種關節疾病的鏡下表現和處理方法，還需要具備精細的操作能力和良好的空間感［2］。這對傳統的手術教學模式提出了挑戰，以往的手術教學過程中，學習者往往通過臺下觀摩或充當手術助手來完成實踐學習，而關節鏡學習要求學習者同時觀察術者的手部操作和關節鏡下畫面，這對大多數學習者來說十分困難。

隨著科技的不斷發展，虛擬現實（VR）技術在各領域的應用越來越廣泛［3］，尤其在醫學教學領域中，VR技術展現出巨大的潛力和價值［4］。通過模擬真實手術場景，VR技術為醫學生提供了一種全新的學習方式，讓他們在安全、仿真的環境中進行實踐操作，提高了學習效果和實踐能力。已有研究證實，采用VR技術進行手術訓練的醫學生在技能掌握和手術操作方面均優于傳統訓練的學生［5］。VR技術還可以模擬各種復雜的手術場景，幫助學生克服真實手術中可能出現的恐懼和緊張情緒。在醫學教育中，VR技術已經成為一種不可或缺的教學工具，為培養優秀的醫學人才提供了有力支持。

本文通過對比VR教學與傳統教學的優缺點，分析總結了關節鏡手術教學現狀、面臨的問題及解決辦法。

1"關節鏡手術教學的現狀

手術教學是骨科住院醫師規范化培訓課程中的重點，如何提升學生的手術操作技術，提高教學質量一直是研究的熱點［6］。學生通過學習，不僅能夠靈活地掌握各項外科手術操作技巧，還能增加臨床經驗，為以后臨床應用做好準備。傳統的手術教學模式大多采用理論結合實踐的模式，已取得了較好的效果，培養了許多優秀外科人才。但隨著關節鏡技術逐漸在骨科醫師的技能中占據越來越重要的地位，傳統的教學模式表現出以下幾方面問題。

1.1"關節鏡學習曲線長

關節鏡手術是一種高技術含量的手術，需要醫生具備高超的操作技能和豐富的經驗。由于關節鏡手術的復雜性，學習曲線較長，難度較大，許多醫生在掌握關節鏡技術方面面臨挑戰［7］。初學者在熟練掌握關節鏡手術技術前需要完成至少50例的手術，而在這個過程中需要耗費大量的時間和精力。

1.2"學習效率低

關節鏡手術教學的難點之一在于師生互動效果差，在理論教學方面，單純的知識點灌輸很難讓初學者對復雜立體的手術過程有直觀的印象［8］。傳統的開放性手術教學中，學習者只需要觀察處在同一視野內的主刀醫師的動作和手術視野，可以及時看到不同操作的方式和反饋，而關節鏡手術教學中，學習者很難同時觀察主刀醫師的手部操作和關節鏡視野，這就導致單臺手術學生的學習效率降低。

1.3"實踐機會難得

在關節鏡技術教學中，難得的實踐機會是一個長期存在的問題。傳統的關節鏡教學方法，如動物實驗等存在一定的局限性，如樣本量不足、成本高、難以普及等問題，這些問題都增加了關節鏡手術的學習難度。同時由于關節鏡手術的復雜性和臨床醫學的特殊性，初學者很難被允許作為主刀在臨床實踐中嘗試用關節鏡對患者進行診斷和治療，使得學生在學習過程中難以充分鍛煉和提升技能。

1.4"教學者經驗存在差異

在關節鏡技術教學中，教學者經驗存在差異是一個不可忽視的問題。由于教學者的手術水平、教學水平不同，教學質量和效果也會存在差異。由于個人習慣、臨床經驗的差異，不同教學者的手術操作技巧也存在一定的差異，這就導致學生在學習過程中沒有統一的規范標準。此外，在關節鏡教學中，教學者的本職工作多為臨床醫生，沒有經過系統化、規范化的教師培訓，因而在教學過程中可能存在帶教意識差、講解不深入不充分等情況。

2"VR技術在關節鏡手術教學中的巨大潛力

2.1"學生實踐機會增加，有效學習時間增加

在傳統的關節鏡手術教學中，由于每臺手術能參與的學生有限、手術風險等因素，學生實踐機會很少，有效學習時間不足。這導致了學生的學習曲線變長，掌握手術技能的速度緩慢。隨著科學技術的發展，這一困境有望通過應用VR技術得到解決。只要擁有VR設備，學生就可以在任何時間進行模擬手術操作，充分有效地利用課余時間［9］。利用VR技術，學生還可以在模擬的環境中進行反復實踐，強化記憶，提高學習效率［10］。此外，VR技術還可以實現場景回放、動作定格等功能，方便學生深入剖析自己的操作，找出不足之處，進一步提高學習效果。

2.2"降低倫理風險

將VR技術應用于關節鏡手術教學中，降低倫理風險是一個重要的考慮因素。隨著醫學技術的不斷進步，手術教學對于實踐的需求越來越高。然而，在實際操作中，由于倫理和法律限制，初學者不能作為主刀實施關節鏡手術。VR技術為解決這一難題提供了新的途徑，通過模擬真實的手術環境，VR技術可以讓學生在虛擬環境中進行手術訓練，這樣一來，即使學生操作技術欠佳也不會導致手術風險。VR技術可以模擬各種手術場景和突發情況，使學生提前面對實際手術中可能出現的各種問題。VR技術還可以設置各種難度級別的手術場景，讓學習者根據自己的能力選擇合適的難度進行練習。

2.3"規范化手術操作

規范化手術操作在關節鏡手術教學中具有極其重要的地位。因為關節鏡手術往往是在狹小的空間內進行，初學者應學習規范有效的操作，避免在未來的實際操作中為患者帶來不必要的損傷。在以往的教學中，不同教學者的個人操作習慣不同，而通過VR技術，學生可以有效地學習規范統一的手術操作技巧，這不光能提高手術的安全性和成功率，還能為他們后續學習更高難度的操作打下基礎。VR技術可以提供一個高度仿真的手術環境，使學生能夠在實踐中掌握手術技巧和操作流程［11］。VR技術還可以建立反饋機制，及時糾正學習者的錯誤操作，避免在實際手術中出現失誤。

3"VR技術在關節鏡手術教學中應用的挑戰

3.1"基礎設施成本高，推廣難度大

基礎設施成本高和推廣難度大是VR技術在關節鏡手術教學中應用面臨的重大挑戰之一。由于VR技術需要高昂的基礎設施投入，包括高性能計算機、VR設備和相關軟件等，這些都需要大量的資金支持。此外，由于VR技術需要專業的技術人員進行開發和維護，這也需要大量的技術投入。這些因素都導致了VR技術在關節鏡手術教學中的推廣難度較大［12］。

3.2"缺乏電子資源

VR技術在關節鏡手術教學的應用中，缺乏電子資源是一個不可忽視的挑戰。隨著VR技術的不斷發展，對電子資源的需求也越來越高，其中就包括了關節鏡手術的教學內容。目前，電子資源的缺乏主要表現在兩個方面：一是高質量的教學內容不足，二是缺乏統一的資源共享平臺。

高質量的教學內容是VR技術在關節鏡手術教學中應用的前提［13］。由于關節鏡手術的復雜性和精細性，需要在教學上投入大量的人力、物力和財力。要想在關節鏡教學中應用VR技術，就需要大量不同難度、不同疾病、不同手術步驟的教學資源。然而，目前市場上的VR教學資源相對較少，而這些資源庫中的內容也大多局限于基礎理論知識，對于手術操作等實際應用方面的內容相對較少，難以滿足教學的實際需求。

缺乏統一的資源共享平臺也制約了VR技術在關節鏡手術教學中的應用。由于各醫學院校、醫院之間的資源共享意識不強，導致大量的教學資源被分散、閑置，無法得到有效的利用。這不僅浪費了教學資源，也制約了VR技術在關節鏡手術教學中的推廣和應用。

3.3"與實際手術存在差異

雖然VR技術在關節鏡手術教學中具有顯著的優勢和潛力，但與實際手術教學相比，仍存在一些差異和挑戰。現有VR技術無法完全模擬手術中的觸覺反饋，缺乏真實的手術操作手感，這使得學生在VR環境中無法完全體驗到實際手術中的細微差別。VR手術訓練中缺乏真實的緊急情況應對和團隊協作的模擬，而這在實際手術中是非常重要的。VR技術的精確度也有待提高。雖然現有的VR技術已經能夠提供高清晰度和逼真的圖像，但在模擬手術操作時仍存在一定程度的延遲現象，這可能會影響學生的學習效果。

4"VR技術與關節鏡手術教學的融合策略

4.1"優化VR教學平臺與內容

優化VR教學平臺與內容是提高VR技術在關節鏡手術教學中應用效果的關鍵。首先，需要對現有的VR教學平臺進行全面的評估和分析，了解其優點和不足，針對不足之處，制訂相應的優化方案。例如，可以增加更為逼真的手術場景模擬，提供多種手術案例供學習者實踐操作，提高模擬的真實感和沉浸感。其次，需要注重VR教學內容的設計和更新，確保其與實際手術操作相符合，避免與現實脫節。可以通過收集一線醫生的手術案例和經驗，將其整理并融入VR教學內容中，提高VR教學的實用性和針對性。最后，要針對關節鏡教學開發專有的分析模型，如學習曲線分析、教學效果評估等，對VR教學平臺與內容進行科學的分析和優化。為了更好地推廣VR技術在關節鏡手術教學中的應用，需要降低基礎設施成本，提高VR技術的可及性。可以通過技術研發和創新，降低VR設備的成本和門檻，使更多的醫療機構和學校能夠引進和使用VR技術進行教學活動。

4.2"增加教學者VR技術培訓

在VR技術與關節鏡手術教學的融合過程中，教學者的VR技術培訓是至關重要的環節。隨著VR技術的不斷發展，越來越多的醫學院校和醫療機構開始認識到VR技術在醫學教育中的潛力和價值。為了更好地推廣和應用VR技術，需要加強對教學者的VR技術培訓，提高他們對VR技術的認知和掌握程度。例如，可以組織定期的VR技術培訓課程，邀請專業的VR技術專家進行授課，向教學者傳授VR技術的原理、應用和教學方法等知識。此外，還可以通過開展VR技術實踐課程，讓教學者在實踐中掌握VR技術的操作技巧和方法，提高他們的實際應用能力。增加教學者VR技術培訓是推動VR技術與關節鏡手術教學融合的重要途徑。

結語

隨著科學技術的不斷進步和教育教學方法的不斷創新，將VR技術引入醫學教育中已成為一種趨勢。VR技術在教學中可加深學生對理論知識點的理解與掌握，為早期進入臨床實踐做好準備，而且VR技術在關節鏡手術教學中解決了傳統教學中資源缺乏的問題，既能給學生提供足夠的實踐機會，又能使學生反復練習增加手術經驗，明顯改善學生的手術操作能力。但目前的VR技術尚不能完全取代傳統真實外科手術教學，它缺失手術過程肢體感覺的反饋。因此，VR技術在關節鏡手術教學中的應用仍然面臨眾多挑戰。

綜上所述，VR技術在關節鏡手術教學中發揮的作用毋庸置疑，但應與傳統實驗教學結合起來。以學生為主體，逐漸優化關節鏡手術教學方式，提高教學質量，為培養優秀的臨床人才奠定基礎。

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作者簡介：趙耀（1987—"），男，漢族，安徽合肥人，碩士，副主任醫師，研究方向：創傷骨科、繼續教育。