护理虚拟仿真实验平台的研究与应用现状

裴彩利，刘 晓，俞梦盈，何桂娟

(浙江中医药大学，浙江 杭州 310053)

随着互联网时代的到来,教育信息化是对传统教学模式的一种挑战。护理虚拟仿真实验平台弥补了传统式教学的不足,为广大学生在理论与实践之间搭起了一座桥梁,不仅能提高学生的实践水平,而且能增强其临床思维能力及综合素质[1-2]。现已有部分高校构建虚拟仿真实验平台用于护理教学，虚拟现实技术在医学创新、护理教育及临床护理中的作用日益突出[3]。现将虚拟现实技术在护理及中医护理教学中的应用研究现状综述如下。

一、护理教学中的研究与应用现状

虚拟仿真实验平台指基于互联网的模拟教学模式,依托于多媒体等技术，构建高度仿真的实验环境，学生在虚拟环境中实践，以达到教学目的[4]，并实现教学资源共享。1956年，虚拟现实技术被广泛用于军事、医疗、教育等领域[5]。目前该技术在发达国家已经较为普及。中国起步相对较晚，20世纪90年代虚拟现实技术才开始被应用于护理领域，在实验教学、灾难救护训练等方面发挥作用。

(一)机能学教学。

美国首先将“虚拟人”应用于解剖学、放射学等教学,为研究者提供形象动态的三维虚拟模型进行人体解剖结构等演示，有直观简便等优点。21世纪初,德国建立了涵盖肌肉、血管等解剖结构的三维虚拟人体系统，使用者戴上头盔显示器就可以看到逼真的画面。我国如长春中医药大学也引进了美国“虚拟人”技术，研发了可视化人体模型用于解剖学，但是构建适合我国国情的可视化人体教学模式仍是当前的难题。

(二)护理操作技能教学。

1.单项基础护理技术操作。虚拟现实技术应用于基础护理教学主要是静脉输液、肌注等各项操作，其中以下几项应用较为广泛：CathSim静脉穿刺训练系统，学生可以选择患者,体验真实的“破空感”，无风险且成本低，已被广泛应用于教学。已有开发商也研制出了具有骨头标志的高级静脉注射系统等用于教学；Port-A Cath注射虚拟模拟系统适合初学者，可以有效减少初学者的心理压力，显著提升学生的临床技能。Melodic Urecath Vision TM导尿技能培训系统包含仿真尿道，学生可进行有效的解剖定位和会阴护理，减少实际操作中对患者的伤害，国外已有调查表明其可以提高学生动手能力[6]。其他如美国纳斯公司研发的心肺听诊训练工作站，学生通过案例练习听诊技能，但价格昂贵，未在国内高校中被广泛使用。

2.急救护理技能操作。日本和美国相继研发了模拟急救软件用于CPR等护理急救教学[7]：日本“SimCoeur”软件系统可模拟千种病例，后又研发了“SimNursing”模拟急诊患者软件系统；美国研发的高级心肺复苏+除颤训练模型能够使用真实的AED和除颤仪，胸部按压的声音明显，可进行监控和记录，有逼真的胸部起伏和劲动脉搏动；挪威Microsim医学模拟培训系统可用于学生院前、院内和军队医学急救训练，但是该系统仅适合有专业知识的学生，缺乏量化评价标准。国内有应用于急危重症教学如3D急救护理虚拟训练考核系统等[8]，通过紧张刺激的急救三维场景，学生以团队形式实施各项急救措施，有助于加强学生的团队协作能力，但在运用过程中尚存在资金、技术等问题，需与传统式实验教学互相补充与发展。

(三)药物虚拟教学。

美国研发了各种药物教学模型，中国高校已开始引进并用于护理教学：(1)安剖瓶模拟教学：安瓿瓶与真实药物非常相似，且割片安全、可靠经济，通过模拟实践安剖瓶的处理及注射流程，可以减少学生在实际操作中技术不熟练及害怕割伤的恐惧心理；(2)口服药模拟教学：药物的外观逼真，教师可以指导学生正确认识药物及口服方法；(3)其他包括化疗药物、血制品、贴膏剂等均有逼真的模型，学生通过虚拟药物教学可以提早与临床接轨。

(四)专科护理教学。

在专科护理领域中国内已经开发并应用虚拟仿真实验平台有灾难救护、分娩综合实训等：(1)灾难救护：培养医护人员救灾能力迫不容缓的[9]，我国如武汉大学构建了灾难情景仿真模拟教学平台，包括火灾、重大交通事故等救护，教师创建和控制现场，学生以团队形式采取急救措施，该平台有助于培养学生急救技能，提高团队协作意识[7]。虚拟社区如Second life可用于灾难应对教学等，有助于其临床决策及沟通能力的提升，同时能弥补教学资源不足等问题，该平台已被广泛使用，但也存在如技术尚待完善等问题[10]；(2)分娩实训：SMART MOM基础模型通过教师操控胎儿，从而提供学生逼真的分娩过程；NOELLE超级综合模拟产妇主要用于训练产科急症的处理。国内也有报道将仿真模型运用于产房接生教学、考核等，效果较好；(3)其他如GhostHands[3]是应用于护理研究生教育的平台，主要是手术室的学习；还有研发应用于老年护理教育和儿科护理学教育的程序以及针对精神病的虚拟软件iPOD[11]等等。

(五)案例综合训练。

美国研发的护理临床思维训练vSim软件[5]，提供沉浸式的病房环境，学生参与护理患者，通过测试和反馈促进其思考和远程学习，但少有报道其应用效果[9]。国内也有关于相关研究：如赵雅宁[12]等发现学生可通过高仿真模拟人SimMan为核心的虚拟仿真实验平台对虚拟患者实施完整的护理程序，但该平台存在高度集成化、实训内容整合不足等问题；其他还有外科护理虚拟临床病例软件等[13]，有待持续改进。此外，“虚拟患者—PBL”教学主要针对专业学习阶段的学生，存在学时延长等问题，国内此类研究并不多见。

二、中医护理教学中的研究与应用现状

中医药院校开展虚拟实验教学相对较晚,上世纪70年代中期,虚拟现实技术才逐渐应用于中医领域。虚拟仿真实验平台用于研究教学的有虚拟经络腧穴、中医四诊技能、中医正骨手法技术、中药材和饮片鉴别、中药炮制、中药标本等,目前研究多见于中医四诊和经络腧穴方面。由于中医护理的特殊性，其实验教学的投入比西医多，且限制条件多，实验对象匮乏，因此开发和应用中医虚拟仿真实验平台已刻不容缓，国内极少有商家开发和研究报道[14]。

(一)中医四诊教学。

舌、脉诊方面的研究较问诊和闻诊多，从20世纪50年代起,中医学者一直在研究如何模拟各种脉象,如北京中医药大学已经复制了虚脉和实脉。学生可通过中医远程脉诊等教学系统来提高盲切的准确率，但也存在如脉诊案例不足等问题。国内外尚没有标准的脉象图谱，有待我们建立和完善；舌诊信息标准化早期研究主要集中在技术层面，在医学方面及三维动态研究的较少；面诊的研究，目前仍无公认的舌面色图像数据库；闻诊虽取得一定的研究成果,但国外尚处于声音判别水平,国内的相关报道更少。如何将中医四诊结合虚拟现实技术,使其拥有客观量化的指标,是今后研究中医四诊的主要方向。

(二)经络腧穴教学。

经络腧穴是中医学理论的重要组成部分，目前我国主要研究了人体经络和腧穴的可视化应用：福州大学是国内最早研究和应用虚拟三维人体腧穴模型的，但是仅基于单个计算机，其应用广度不够；上海中医药大学构建了数个模型来显示人体重要腧穴的三维解剖结构，可进行危险穴位的进针演示，但由于价格昂贵，不适用于一般教学。其他大学也开展了此类研究，主要用于中医操作技能的训练考核。

(三)其他。

国内关于骨伤科虚拟系统研究仍处于起步阶段，已有研究将其应用于运动康复和虚拟手术等方面。据文献报道[15]，山东中医药大学开发了虚拟正骨手法系统，学生重复练习治疗骨折的手法操作，使其中医正骨技能得以提升，应用前景较好，但存在缺乏实时性等问题，国内关于此类研究数量较少。

河南中医药大学[14]构建的包括中药学实验实训平台等，在护理中医教学、临床实习考试等方面发挥作用，促使学生更好地掌握中医药的运用。也有研究发现通过虚拟中药种植、方剂配伍以及名老中医的案例资源学习，模拟临床诊疗过程，可培养学生中医思辨能力[16]。

三、虚拟仿真实验平台的不足

虚拟仿真实验平台作为推进教育信息化的新模式,存在诸多不足：如前期投入需较高；技术开发人员对护理领域不熟悉,编写难度大；虚拟场景“看得着,摸不着”；网络学习存在一定风险[17]；对于信息技术薄弱的教师来说,也是一项极大的挑战。

虚拟现实技术运用于临床护理和护理教学中，有着十分广阔的前景[17]。国内起步较晚,在护理领域尚存在许多亟需解决的问题，如何将虚拟实验与真实实验相结合、互补[2]，建立虚实结合的教学机制,其理论研究基础还稍显薄弱，相关护理技能训练系统和程序较少，在平台的设计研发、师资培训等多方面还有待长期地探索和不断地完善。因此，应积极响应教育部关于加强高等学校实验室工作建设的要求，不断拓展和推进虚拟仿真实验平台的应用，为我国护理事业及中医药教育发展培养创新型护理人才作出贡献。