虚拟仿真技术在静脉采血训练中的应用效果观察

刁正敏，朱福英，齐家玮，万玉英

（1.南昌大学，江西 南昌 330006；2.南昌大学第二附属医院，江西 南昌 330008）

有研究报道静脉采血过程中操作不当极易影响检验结果的准确性[1]，血培养污染发生率为0.6%～6.0%，可高达10.0%以上[2]。 且临床上不建议对同一患者进行反复的穿刺， 故为提高静脉采血穿刺的成功率、减轻患者的血管损伤、降低污染率，避免浪费实验室耗材和人力资源，亟待探索出一种安全且可重复的技能训练方法。虚拟仿真技术（virtual reality, VR）是随着现代信息技术的发展逐渐兴起的一种利用现代高科技手段生成逼真的虚拟环境并能实现人机交互的应用型技术[3]，因其不受时空限制、可重复训练且无暴露风险等优势而广泛应用于技能教学中，弥补了传统教学的局限性，具有广阔的应用前景[4]。 为更好地探索利用虚拟仿真技术进行技能教学的效果， 本研究将虚拟仿真技术应用于护理技能教学并探讨其应用效果， 以期在更短的时间内提高护士技能操作水平[5]，为护理学的技能训练提供新思路[6-8]。

1 对象

选取江西省某三级甲等医院2020 年6—12 月新入院的护理本科实习生为研究对象，共计220 名。按随机数字表法将其分为观察组和对照组， 各110名，将2 组护生按每小组15～25 名分成实践小组，每小组选取1 名负责人，2 组教学课时相同， 分2 次课， 共计4 学时。 对照组、 观察组护生的年龄均在20～23 岁，其前期学习情况、使用的教材、授课内容、授课教师等一般情况的差异无统计学意义（P＞0.05）。本研究已获得研究对象的知情同意并通过我院伦理委员会审批【研临审[2019]第（035）号】。 为避免不同教学方式影响护生的培养效果， 在2 组教学结束后再次进行静脉血液标本采集的统一培训和考核。

2 方法

2.1 对照组 采用传统的演示授课模式 （教师演示—学生练习—教师指导）， 即先由老师进行示教，接着小组进行传统模拟人静脉血液标本采集实践，教师在旁指导。

2.2 观察组 采用基于虚拟仿真技术的静脉血液标本采集虚拟仿真实验教学平台教学并分小组练习。 静脉血液标本采集虚拟仿真实验教学平台于2019—2020 年由我院院感科联合科技公司共同设计开发并投入使用，高度还原了医院的建筑、人物、场景等，打造逼真的训练场景，学生可通过平台APP或网址（PC 端或移动端）进入虚拟训练情境随时进行训练并通过Touch 设备模拟的穿刺阻力感及落空感达到身临其境的效果。 平台主要包括理论学习模块、操作技能虚拟训练模块和个人中心模块（操作流程如图1 所示）。教师可通过后台管理系统模块查看护生的学习数据、讨论及作业、评价与反馈，如学习时长、作业情况、操作过程中的易错点等，教师可根据数据反馈情况进行课程改进及针对性的讲解。 护生可通过个人中心查看自己的学习数据，如操作与答题正确与错误、操作评分标准及成绩，自行查漏补缺并根据实际情况制定个性化学习方案。 理论学习模块包含手卫生、防护用品穿脱、静脉采血法等相关课件和教学视频，护生可随时获取教学资源及反复观看操作视频，加强对理论知识的理解和记忆，增强对操作的熟练程度。 技能训练模块：护生通过鼠标的点击及Touch 的使用可反复进行各项操作的虚拟训练，训练时以文字、语音和指引线的方式提示操作步骤。 课前，教师发布学习目标与任务、操作视频、课件等；课堂上，护生进行自主训练和教师指导，促进护生熟练掌握理论知识和操作要点，课后护生进行理论和技能考核，并填写调查问卷。

图1 静脉血液标本采集虚拟仿真项目操作流程

2.3 评价方法

2.3.1 理论与技能考核 课程结束后， 进行理论与操作技能考核， 考核标准均采用我院自制的静脉采血操作评分标准，由相同的教师监考和评分。操作均采用仿真穿刺模拟人进行考核， 比较2 组学生的静脉采血一针穿刺成功率和静脉血液标本采集所耗费时长。 学生穿刺产生落空感并有回血（液体回流模拟）产生即为穿刺成功，自学生开始进行操作（开始进行物品准备、评估）至操作结束（完成操作后处理）时间即为静脉血液标本采集所耗费时长。

2.3.2 问卷调查 课程结束后， 发放自行设计的静脉血液标本采集虚拟仿真项目效果评价表及教学满意度调查问卷（包括激发学习积极性和兴趣、自主学习、分析与解决问题的能力、理论学习、操作技能5个维度，共10 个条目；问卷的Cronbach α 系数为0.873，信效度良好，满意度=非常满意率+满意率），发放满意度调查问卷220 份和效果评价问卷110份，回收率均为100%。

2.4 统计学方法 采用SPSS 26.0 进行数据分析，定量资料用（±S）表示，采用两样本独立t 检验，定性资料用频数和百分比表示， 进行χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 2 组理论和技能考核成绩、一针穿刺成功率、静脉血液标本采集所耗费时长比较 观察组理论和技能考核成绩、一针穿刺成功率均高于对照组，观察组静脉血液标本采集所耗费时长较对照组短， 差异均有统计学意义（P＜0.001），见表1。

表1 2 组理论和技能考核成绩、一针穿刺成功率及静脉血液标本采集时长比较

3.2 2 组教学满意度评价比较 观察组满意度明显高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 教学满意度评价比较（名，%）

3.3 观察组护生对静脉血液标本采集虚拟仿真项目的效果评价 结果显示绝大多数实习生认为虚拟仿真技术应用于静脉采血， 打破了学习时间和地点的局限性，能提高操作熟练度，激发学习兴趣和培养自主学习能力，92.8%的护生认为有利于尽快开展临床护理工作，89.1%的护生认为该项目有助于培养临床思维能力等。仅少数人（12.7%）希望以传统教学方法进行培训，详见表3。

表3 静脉血液标本采集虚拟仿真项目的效果评价（n=110，名，%）

4 讨论

4.1 虚拟仿真技术在静脉血液标本采集中的应用效果 本研究结果显示， 虚拟仿真技术应用于静脉采血的技能教学中获得了较好的反响。 观察组理论成绩、技能考核成绩高于对照组（P＜0.05）、观察组静脉采血所耗费时长低于对照组； 观察组一针穿刺成功率为90.9%，高于对照组的71.8%；观察组教学满意度高于对照组（P＜0.05）；多数护生认为虚拟仿真技术能培养自主学习能力、临床思维能力、激发学习兴趣，提高分析、解决问题的能力，与相关研究结果一致[9]。 基于虚拟仿真技术的静脉采血训练打破了时间、实验室安排和教师等因素的制约，护生可利用碎片化时间进行训练，从而提高临床技能，同时满足了不同学习、考核需求，多样化的形式便于临床教学实践的开展，提高操作熟练度。 此外，虚拟仿真项目为学生提供了生动、逼真的学习情境，产生与实际操作基本一致的真实感受[10-11]，激发了护生学习兴趣和参与度，从而提高教学效果。多项研究也推荐将虚拟仿真训练与传统模具练习相结合， 实现优劣势互补而共同发挥作用[12-13]。

在临床实践过程中， 由于医疗纠纷或患者配合度差，实习生对患者操作机会很少，加上传统模型成本高， 多次穿刺模型损耗大， 导致护生练习机会受限。 但利用虚拟仿真技术进行静脉采血操作安全性高且可重复无限次操作， 手感与临床实际操作极其类似，极大增加实习生动手的机会，提高实习生的操作熟练度，同时也节约了实验室耗材和人力资源。

4.2 虚拟仿真技术需要改进的方面 在应用的过程中发现该项目存在以下不足：（1） 缺乏医患间沟通。虚拟仿真技术能高度模拟真实的临床场景，但不能模拟医患间真实的对话沟通， 虚拟患者无法将其感受告知操作者。 （2）虚拟仿真项目开发难度大。 由于医学的特殊性， 现阶段虚拟仿真项目开发的种类及数量都有限， 且已开发项目也需在仿真度、 灵敏度、生物特性等方面进一步改进和完善，需要专业开发技术人员、 专业教师以及临床医务人员的密切配合。（3）目前国内关于虚拟仿真技术应用于教学的研究，仅少数将临床实际操作真实反映到电脑屏幕，需要学生在学习理论知识及熟记操作流程后才能使用虚拟仿真项目，尚缺乏专业知识的详细讲解，操作的案例缺乏难易度分级， 故至今还未大范围地应用于临床技能考核中。（4）项目中涉及的手卫生及防护用品的穿脱采用鼠标点击、 文字描述及视频播放的形式，未实现通过Touch 或其他虚拟设备进行操作。

综上所述， 将虚拟仿真技术应用于护理技能训练中，打破了传统、枯燥的教学模式，虚拟仿真与传统教学结合实现了虚实结合、优势互补，有利于提高护士临床操作能力[14-15]，有助于在更短的时间内提高新手的技能操作水平，培养更多高质量的医学人才。但虚拟仿真项目亦存在一些不足之处， 如在稳定性和兼容性方面仍需持续改进； 仍需进一步探明虚拟仿真技术应用于护理技能训练的效果及成本效益；还有更多的基于虚拟仿真技术的护理技能操作项目亟待开发， 故基于虚拟仿真技术探索新的技能训练方式，也是未来护理学专业的研究方向。