增强现实技术提高医学生心脏解剖认知的作用研究

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增强现实技术提高医学生心脏解剖认知的作用研究

贺治青，楚扬，吴宗贵，梁春，丁茹

目的探讨增强现实技术提高医学上心脏解剖认知的作用。方法在我院2013级海军医学专业学员中随机抽取60名，分为增强现实组与对照组，每组30名学生。对照组采取传统的幻灯和模型相结合的教学模式，增强现实组采取基于增强现实技术的Virtuali-Tee T恤衫帮助学生了解心脏解剖的细节。比较两组学员对心脏解剖细节和全局认知的测试成绩。结果增强现实组在心脏解剖细节和全局方面的认知明显好于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。结论在临床教学中引入增强现实技术有助于提高医学生对复杂心脏解剖的认知。

增强现实；心脏解剖；教学；医学生

随着科技的飞速发展，特别是高性能计算机的普及和费用降低，既往只单纯应用于军事和航空航天领域的虚拟现实及增强现实技术开始进入医学领域。增强现实借用虚拟现实的技术，通过光学投射和实时计算的方式将相关信息叠加至使用者的视野中，增强了使用者与外界环境的交互感受，不仅仅能激发学生的学习热情，还能帮忙学生从不同的视角掌握知识，也便于教师合理引导教学进程。心脏解剖结构复杂，涉及心肌组织、血管和传导通路多方面，对其全面掌握才能了解心脏先天发育异常、电生理疾病、冠脉血管堵塞和心肌桥等多种疾病的病因和针对性干预策略，但传统的基于二维图像解剖断面以及三维立体模型教学方式，在向学生传授相关知识方面存在或多或少的各类问题，严重影响医学生对上述知识点的全面掌握。基于此，我们在相关内容的医学教学中引入基于增强现实技术的Virtuali-Tee T恤衫帮助学生了解心脏解剖的细节这一崭新的教学模式，获得明显教学效果。现总结报道如下。

1 对象与方法

1.1 对象 在我院2013级海军医学学员中随机抽取60名见习生，分为增强现实组与对照组，每组30名学生，两组在年龄、性别组成方面差异无统计学意义(P>0.05)。带教老师为资深心内科副主任医师，熟悉教学大纲，以其为核心成立3名带教老师组成临床带教组，准备典型案病例并进行集体备课，反复探讨教学方案。

1.2 方法 对照组采取基于二维断面解剖图像和三维实体模型相结合的传统教学模式，由带教老师先总结并进行幻灯片教学，然后引导学员自己动手拆解相关模型学习。增强现实组则采取基于增强现实技术的Virtuali-Tee T恤衫让学员穿戴，结合手机平板app新的教学模式。

1.3 教学评价 学习后对两组学员进行考核，其中大于或等于90分为“好”，大于或等于75分为“中”，小于75分为“差”。

1.4 统计学处理 计数资料采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

两组学员在分别接受传统二维横断面与三维立体拆解模型相结合或者基于增强现实的教学方法，增强现实组在得分上显著高于对照组(P<0.05)，详见表1。在得分分布上来看，传统教学模式由于很难调动学生的学习积极性，同时受三维实体拆解模型的数量限制很难做到人手一个，但增强现实教学组由于相关印制T恤成本较低，且可大家轮流穿着，且教学app开放安装内容生动，无论课上还是课后学生只要有兴趣均可学习，极大激发学生探索相关知识点的热情，表明增强现实的教学模式有助于学员充分掌握心脏解剖相关知识要点，有推广的意义。

表1 两组学员学习后测试结果 例(%)

3 讨 论

增强现实技术目前在医学上有蓬勃发展，有助于解决来源日益贫乏的人体尸体标本，通过将既往基于虚拟人构建中获得的血管、骨骼等的连接和人体分布数据，与影像学数据和模拟动画等多种信息构建综合数据库，然后借助相关设备接口实施教学，极大地减轻了教学准备的压力，通过多种媒体的刺激使得学生突破想象力的空间，能从多角度多层次掌握知识，从而提高教学实效。土耳其Küçüük等[1]通过移动增强现实技术MagicBook帮助学生学习解剖知识，发现可显著提升学生的知识掌握水平。德国Albrecht等[2]对比了基于增强现实技术的教学方式与传统课本的效果，发现使用移动增强现实技术的学生其知识获取程度远高于传统对照组，其益处主要在于极大激发了学生学习的参与投入度。

除此之外还广泛应用于外科手术教学和特殊环境以及突发应急事件下的教学训练的巨大需求。丹麦Bjerrum等[3]通过虚拟腹腔镜技术培训医师进修阑尾切除，发现可显著减少新手医师的手术时间和不必要的腔内器械运动，提高手术的安全性。意大利Ragazzoni等[4]在埃博拉疫情暴发之际，紧急在欧盟多地布置相关的虚拟现实培训场景，为应急突发事件下医护人员的安全有效培训提供了确实保障。

尽管增强现实技术的发展和普及对临床医学教学的提升提供了技术支撑，但在我国临床医学教学应用中还存在以下问题：①缺乏统一的技术标准，严重制约相关技术在全国范围内的普及同时也会导致研发资源的浪费；②硬件应用成本仍待下降，如何在性能与成本间寻求平衡，既有待于专业化平台的引进又需要计算机硬件成本的进一步降低；③教学资源开发有待加强，这方面因为临床医学教学市场的盈利和容量不如普通娱乐行业，各大厂家投入有限，同时缺乏既懂技术又熟悉临床医学教学需求的专业复合型人才，只有软硬件上齐头并进发展才能从过根本上推动相关技术的应用。相信随着上述问题的逐一解决，增强现实在临床医学教学方面必将迎来蓬勃发展。

[1] Küçük S，Kapakin S，GöktaY.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，Rosthøj 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.

(本文编辑郭怀印)

上海市科委中医引导项目(No.15401931500)

上海长征医院(上海 200003)，E-mail：dragonhzq@yeah.net

信息：贺治青，楚扬，吴宗贵，等.增强现实技术提高医学生心脏解剖认知的作用研究[J].中西医结合心脑血管病杂志，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)