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虚拟现实技术在医学生心肺复苏技能培训中的应用
中华现代护理杂志, 2018,24(36) : 4455-4458. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-2907.2018.36.030
摘要
目的

探讨虚拟现实技术(VR)对医学生心肺复苏(CPR)技能保持和复训时间的影响。

方法

2018年5—11月,便利选取广东省某医科大学临床医学专业2个班的学生,以班为单位,随机分为两组,每组30人,分别采用VR和情景模拟的方法进行CPR培训。在培训后立即、1个月后和6个月后进行CPR技能的跟踪考核,比较两组考核成绩。

结果

VR组学生CPR技能考核成绩,培训后立即(95.426±4.296)分、1个月后(92.326±7.753)分,均高于情景模拟组,差异有统计学意义(t值分别为8.204、4.797;P<0.05);6个月后VR组(87.054±10.323)分,情景模拟组(81.550±9.241)分,两组比较差异无统计学意义(t=2.176,P>0.05)。

结论

VR培训有利于学生CPR技能水平的维持,延长了技能的复训周期,为医学教育提供了新方法。

引用本文: 王思瑶, 张欢, 彭睿, 等.  虚拟现实技术在医学生心肺复苏技能培训中的应用 [J] . 中华现代护理杂志, 2018, 24(36) : 4455-4458. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-2907.2018.36.030.
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心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation,CPR)是包括医学生在内的医护人员必须掌握和保持的基本急救技能。研究表明,随着培训后时间的延长,受训人员的CPR技能水平会逐渐降低,并且技能培训方法的不同会影响技能水平的降低速度和幅度[1,2,3]。虚拟现实技术(virtual reality,VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统,作用于用户的视觉、听觉和触觉,使用户产生身临其境的感觉[4]。VR作为一种新型教学手段,逐渐被应用于医学教育领域[5,6]。已有国外学者将其引入到CPR的培训中,但关于培训后技能保持情况的研究国内外均未见报道[7]。为了解VR培训后医学生CPR技能的保持情况,并探讨最佳的复训时间,本研究采用2种方法对医学生进行CPR技能培训,并在培训后不同时间点进行技能考核,以期为推动VR在医学教育领域中的应用提供依据。

一、对象与方法
1.研究对象:

2018年5月,采用便利抽样的方法选取广东省某医科大学临床医学专业2个卓越班共71名学生进行CPR培训及跟踪随访。纳入标准:未接受过CPR培训;签署知情同意书,自愿参加本研究。排除标准:因手臂骨折等外伤不能实施CPR操作。以班级为单位,采用抽签的方式随机分成VR组和情景模拟组,分别为35名和36名。研究过程中因事假、病假等原因,共流失11名,失访率为15.5%,最终完成随访60名,VR组和情景模拟组各30名。两组学生的一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。本研究采用重复测量设计,是在正常的培训环境下对不同教学方法的对比研究,研究符合《赫尔辛基宣言》要求。

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表1

两组医学生一般资料的比较

表1

两组医学生一般资料的比较

组别人数年龄(岁,±s性别(人)平均学分成绩(分,±s
VR组3018.40±0.724121882.26±3.629
情景模拟组3018.40±0.770151581.14±3.373
t20.2340.4101.409
P0.8150.6270.163

注:VR,虚拟现实技术

2.方法:

以2015版CPR理论和单人操作技能为教学内容,两组统一进行CPR理论知识授课,时间为30 min。理论授课后,两组分别采用VR和情景模拟的方式进行CPR技能培训,每种方式的培训时间均为4 h,以保证学生有充分的时间练习。VR组技能培训过程为看示范-听讲解-VR练习-考核。首先培训老师在复苏模型上边进行操作示范边讲解,然后学生佩戴VR眼镜在模型上练习CPR,培训老师全程参与并进行指导。学生使用的VR眼镜已提前安装了一款CPR培训软件,该软件利用VR技术,呈现了1名少年在院外发生心脏骤停需要急救的虚拟情景。学生佩戴VR眼镜后即以目击者角色"置身"于此情境中,并随着故事情节的推进逐步实施CPR,整个急救过程包括27个理论问题和8个循环的操作,1个循环指1次30:2的胸外按压与人工呼吸。当故事发展到特定情节时,相关理论问题会自动出现在学生眼前,回答错误需重新作答,回答正确则故事继续发展,直到情节为救护车到达现场,完成VR练习。情景模拟组技能培训过程仅练习方法与VR组不同。教师讲解示范CPR操作后,学生在模型上进行情景模拟练习。模拟的情景与VR组相同,但由模型扮演院外发生心脏骤停的少年,受训学生扮演目击者并按照标准操作要求逐步实施CPR,直至完成练习。练习期间指导老师会全程指导,及时发现并纠正问题

3.评价方法:

由2名护师担任考官,分别于培训后立即、1个月、6个月对两组学生进行操作考核。考核模拟院外心脏骤停情景,学生在模型上实施5个循环的CPR操作,考核工具为广东省红十字会标准化教学文件中的CPR操作考核表。该考核表由2个部分组成:(1)操作前准备包括环境评估和自我防护、意识和呼吸判断、身份表明及紧急救护,每项1分,共6分。(2)实际操作包括9个条目,按压部位、按压频率、按压深度、按压后胸廓回弹4个条目是重点条目,在每个循环的按压中各条目操作正确计1分,5个循环共20分。开放气道、人工呼吸、按压与吹气比、评估呼吸和复苏后护理5个条目是非重点项目,共17分;其中评估呼吸和复苏后护理每项1分;开放气道、人工呼吸、按压与吹气比3个条目每个循环的操作计1分,5个循环共15分。为方便统计学分析,最终得分换算成百分制,即最终得分=实际得分×100/总分。

4.质量控制:

(1)建立专业的培训团队,7名成员均来自心血管内科,包括1名副主任医师,1名主任护师,2名护师和3名护理学在读研究生。团队成员均经过医院技能中心统一培训并考核合格。(2)制定培训大纲和计划,培训过程严格遵守执行。(3)担任考官的老师不清楚分组情况,保证评分不存在考核者的偏倚。并且每次考核结束时当场回收考核表,由专人整理。

5.统计学方法:

使用SPSS 20.0进行数据分析,计量资料用均数±标准差(±s)描述,计数资料用频数描述;采用重复测量方差分析比较CPR操作总分和各条目得分,对有统计学意义者进一步进行简单效应分析。P<0.05认为差异有统计学意义。

二、结果
1.两组医学生各时间点CPR技能总分比较:

VR组在培训后立即、1个月和6个月的CPR技能总分均高于情景模拟组(P<0.05),且VR组在培训后6个月的得分与培训后立即得分比较,差异有统计学意义(P<0.05)。重复测量方差分析显示,时间主效应、组别主效应、时间×组间的交互作用均有统计学意义(F时间=10.008,P<0.01;F组别=36.126,P<0.01;F交互=3.264,P<0.05),说明培训后两组学生的CPR技能总分均随着时间降低,并且降低趋势不同。见表2

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表2

两组医学生不同时间点CPR技能总分的比较(分,±s)

表2

两组医学生不同时间点CPR技能总分的比较(分,±s)

组别人数培训后立即培训后1个月培训后6个月
VR组3095.426±4.29692.326±7.75387.054±10.323
情景模拟组3083.876±6.40382.791±7.64381.550±9.241
t8.2044.7972.176
P<0.01<0.01>0.05

注:CPR,心肺复苏;VR,虚拟现实技术

2.两组医学生各时间点CPR重点条目得分比较:

本研究考核表中的重点条目即胸外心脏按压条目,包括按压部位、按压频率、按压深度和按压后胸廓回弹,满分为20分。VR组在培训后立即、1个月和6个月的重点条目得分均高于情景模拟组(P<0.01)。重复测量方差分析结果显示,时间主效应、组别主效应均有统计学意义(P<0.05),而时间×组间的交互作用无统计学意义(F时间=3.593,P>0.05;F组别=39.137,P<0.01;F交互=0.550,P>0.05),说明培训后两组学生的胸外心脏按压得分以相似的趋势随着时间逐渐降低。见表3

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表3

两组医学生不同时间点CPR重点条目得分的比较(分,±s

表3

两组医学生不同时间点CPR重点条目得分的比较(分,±s

组别人数培训后立即培训后1个月培训后6个月
VR组3019.53±0.68118.87±1.52518.30±2.200
情景模拟组3016.13±2.41716.00±3.05115.57±3.390
t7.4154.6033.704
P<0.01<0.01<0.01

注:CPR,心肺复苏;VR,虚拟现实技术

讨论

本研究表明,VR培训促使CPR技能维持在较高水平。高质量的CPR包括合适的按压速率,按压深度,按压后胸廓充分回弹,按压过程中尽可能减少中断和避免过度通气[8,9]。实施高质量的CPR是提高心搏骤停患者抢救成功率的保证,医护人员必须掌握高质量的CPR并长期维持在较高水平。本结果显示,VR组学生的CPR技能总分和重点条目总分在培训后立即、1个月和6个月均高于情景模拟组。说明VR培训促使学生掌握高质量CPR的同时,还保证了学生CPR技能维持在较高水平,与Creutzfeldt等[10]的研究结果相似。这可能是因为VR培训提高了学生的注意力[11]。注意力集中是保证学习效果的基础,而提升学习兴趣是提高注意力的有效手段[12]。本研究中VR从以下2个方面提高了学生的学习兴趣,首先,VR作为一项新兴技术,它自身的创新性十分吸引学生,将其引入CPR培训中,充分满足了学生的猎奇心理;其次,VR虚拟的故事情境生动逼真,使学生在培训过程中能够完全沉浸在急救情节中,保证整个学习过程注意力高度集中,从而加深了学生对CPR的印象,促使学生的技能维持在较高水平。

VR培训延长CPR技能的复训周期。遗忘是学习过程中不可避免的现象,德国心理学家艾宾浩斯提出的遗忘曲线表明,遗忘在学习后即开始并遵循先快后慢的原则。CPR的培训也是如此,若不定期强化培训,技能保持量就会随着时间的推移而逐步减少[13,14]。本研究显示,两组医学生的技能保持均随着时间逐渐降低,并且与培训后立即考核相比,VR组学生在培训后6个月技能总分降低,差异有统计学意义(P<0.05),说明VR培训6个月后技能开始遗忘。姜金霞和彭幼清[15]的研究显示,培训后3个月CPR技能就开始遗忘。分析原因可能是,与其他教学方法相比,VR能够提供"真实"的教学情景。情景认知理论认为,学习应该在与现实状态相似的情境中进行,以解决现实生活中的真实性问题为目标[16]。心脏骤停是临床突发事件,患者的抢救过程也不能实施教学活动。因此,在传统教学中,学生是无法在真实急救情景中学习CPR,影响了培训效果。VR培训最大的特征就是想象力和真实感[17],VR能够让学生有身临其境的感觉,并促进学生在情景中产生新的想象,获取新的知识,提高学生对CPR的感性和理性认识,促使学生更深刻的理解记忆CPR,从而将CPR的复训时间延长至6个月。

综上所述,VR作为一种新型的教学方法,提高了CPR的培训效果,有利于学生CPR技能的维持,并且延长了技能的复训时间。本研究的不足之处在于培训使用的VR软件为全英文,一定程度上影响了培训效果。目前国内用于CPR培训的VR软件数量很少且质量也有待提高[18],应该积极开发优质的VR教学软件,同时建立并完善VR模式下的CPR培训和复训机制,促进VR在CPR等医学课程中的应用,从而突破传统教学中理论与实践的隔阂,实现在"真实"情景中开展医学教育,进一步提升教学效果。

利益冲突
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