混合现实技术在颅内动脉瘤护理教学中的应用

刘立云,杜天宇,于文静,赵敬妹,刘 莉*

(1.滨州医学院 山东滨州 256600;2.滨州医学院附属医院;3.滨州市卫生健康保障中心)

颅内动脉瘤是神经外科常见的急危重症脑血管疾病之一,具有高致死率、致残率。护理学中关于脑血管解剖知识的介绍较少,相关知识繁多、碎片化、抽象化,神经外科护理带教发现,颅内动脉瘤的护理教学一直是神经外科护理教学的难点。目前,危重患者的护理模拟教学多采用人体模型或标准化病人的方式,过去几年应用于教学的虚拟现实(VR)技术和增强现实(AR)技术都存在不同程度的局限性,尤其是虚拟增强和现实增强方面与实际临床情景仍存在一定差距。混合现实技术(MR)是一种全新的三维数字全息影像技术,具有现实与数字相结合、实时交互性及精确匹配性的特征[1]。目前该技术主要在外科手术规划、术中定位、远程医疗、交互式医学培训等方面发挥积极作用。在颅内动脉瘤的诊治中,MR技术较传统的CT血管造影(CTA)、磁共振血管造影(MRA)及数字减影(DSA)等脑血管成像技术更加真实、直观、清晰。本研究在我院3D打印医学研究中心支持下,于传统带教中联合MR,在颅内动脉瘤护理个案教学中取得满意带教效果,深受护生的欢迎。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2022年10月～2023年2月在我院神经外科实习的49名全日制护理本科护生为研究对象,脑血管专题教学学习时间为1周(共8个学时)。按入科时间分为对照组24名和观察组25名。对照组女20名、男4名,年龄(20.51±1.38)岁,入院前理论考核成绩为(90.57±5.83)分。观察组女21名、男4名,年龄(21.34±2.24)岁,入院前理论考核成绩(89.84±6.17)分。两组均由同一高年资带教老师指导,一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 教学策略 两组护生在1周内完成动脉瘤护理个案学习,在此期间对护生进行3次理论知识小讲课和1次护理教学查房,共8个学时。学习结束后,带教老师立即行相关理论知识考核,同时护生对教学质量和效果进行评价。

1.2.1 对照组 采用常规的护理教学方式。以动脉瘤个案为例,由经验丰富的带教老师使用本科室学习资料、患者病历资料及床旁教学,对护生进行基础理论知识和临床业务学习相结合的带教。具体课时内容:第1次基础知识学习课以神经病学及神经系统解剖学为大纲,通过多媒体形式讲授颅脑血管相关解剖、蛛网膜下腔出血的病理生理和临床诊疗过程。第2次理论实践课对临床患者的病历资料、影像学检查及目前疾病阶段进行系统回顾,由护生进行病例汇报,与护生互动共同讨论下一步的护理要点及注意事项。第3次护理计划指导课回顾理论知识,以本护理小组讨论的形式,在老师的帮助下进行护理计划的制订,简单分享近期患者护理遇到的问题和体会,进行相关护理操作的培训。第4次教学查房课,带教老师围绕患者的护理计划和护理要点进行床旁提问,并对护生的床旁围术期健康教育及患者的心理辅导情况进行点评和指导。

1.2.2 观察组 在常规教学模式基础上采用混合现实技术实践教学。带教老师对虚拟教学内容进行信息视野共享,将虚拟影像投射到现实场景中,护生全方位了解动脉瘤的解剖特点及蛛网膜下腔出血的发病机制。通过构建虚拟神经外科手术环境,实现身临其境的沉浸式教学。同时,进行1次教学验证,组织护生参与临床查房,将理论知识与实践教学相结合,以达到理论与实践的无缝衔接。具体课时内容:①第1次基础知识学习课,带教老师将患者的CT扫描数据导入Mimics软件进行重建,采用3D打印技术构造1:1成像的动脉瘤及颅内血管模型实物,通过实物展示与护生进行互动,让护生了解正常脑血管3D虚拟模型的特点,同时与实体模型区别,从而达到护生掌握动脉瘤解剖结构的目的,过程中讲解疾病的病理生理过程。通过全脑血管的3D虚拟及实体模型,掌握颈内动脉系统及椎动脉系统的血流分布,认识颅内动脉瘤的好发位置及不同位置动脉瘤引起的临床症状,从而进行针对性病情观察与个体护理。深入理解动脉瘤术后的护理要点及预防动脉瘤术前再次破裂的危险因素。②第2次MR技术体验课,带教老师将采集患者颅内动脉瘤CT血管造影(CTA)的原始数据,同时一对一指导护生使用Mimics软件对影像数据进行数据检查、三维重建、图像裁剪。最后将重建的三维数据转化为STL格式转化后导入到Hololens设备中。教师和护生共同佩戴Hololens设备,将虚拟教学内容及视野进行共享,将虚拟信息投射到现实场景或大屏幕中,护生全方位了解动脉瘤的解剖特点及发病机制[2]。通过构建虚拟神经外科手术环境,熟悉动脉瘤手术方式及血管内治疗的手术过程,实现身临其境的沉浸式护理教学。为后续的围术期健康教育作准备。③第3次MR技术训练课,护生根据现有的临床病例,自主进行动脉瘤三维重建及虚拟现实场景构建。熟练掌握软件的操作过程,护生与教师在对照模型互相提问、相互交流,针对性训练动脉瘤患者的护理要点及基本技能操作。MR训练不受教学地点及局限,可在宿舍、教室等不同场所下反复练习。④第4次教学查房课,带教老师围绕患者的护理计划和护理要点进行床旁提问。并对护生的床旁围术期健康教育及患者心理辅导进行点评和指导。

1.3 评价指标 两组护生完成实习任务时,以护生对基础理论(50分)、护理查房(30分)、护患沟通(20分)的掌握情况为标准,对带教老师的教学效能进行评估。理论知识采用我院神经外科自制试卷进行考核,包含颅内脑血管基础解剖知识、动脉瘤的病理机制、蛛网膜下腔出血患者围术期生命体征评估、手术方式及并发症护理康复措施等内容,采用提问和选择题闭卷作答的形式,其中提问分值为20分,选择题30分。护理查房的考核内容包含患者病情汇总、查体、提出护理诊断及护理措施、围术期健康教育等。由带教老师和病区护士长共同打分,此项满分30分。评价两组护生护患沟通能力,从信息交流及反馈、沟通行为、沟通价值观3个维度的得分、总分及所护理的住院患者满意度作为评价标准,由带教老师和责任护士共同打分,总分20分。同时以问卷调查方式了解两组护生对教学实施的满意度。调查主要在教学目标是否明确、教学策略可行性、教学手段和形式的护生接受度,课堂中师生互动及下一步教学意见等方面。护生教学满意度内容包括教学目标、教学策略、教学形式、教学互动,护生对教学实施满意度的评价指标主要包括目标学习成果(25分)、学习技巧(25分)、授课模式(25分)和师生互动(25分)4个方面[3]。

2 结果

2.1 两组护生考核成绩比较 见表1。

表1 两组护生考核成绩比较(分,

2.2 两组护生教学满意度比较 见表2。

表2 两组护生教学满意度比较(分,

3 讨论

脑血管疾病特别是脑动脉瘤破裂出血是临床高危疾病,具有发病率高、病死率高、致残率高和复发率高等特点,严重危害人类健康和患者的生存质量。随着影像设备及动脉手术技术不断提高,血管内治疗的方式因其创伤小、定位准、术后恢复快,且在一定程度上降低患者的致残率等优势,成为该领域内的主要治疗手段[4]。但脑血管相关解剖知识内容繁多且难以理解,对护生的空间想象能力要求高。我们在临床带教中发现,护生进入神经外科实习后面临的主要问题:①神经外科专业性强、解剖知识内容多、且遗忘率高,短时间内难以掌握;②目前的临床检查多为二维图像,需要较强的空间想象能力;③传统带教方法多以教师的理论讲授为主体,护生被动学习,主动性不强,教学效果差;④虽然目前有3D打印等三维重建软件,但仍缺乏场景模拟等现实技术,护患沟通仍存在费时费力。

近年来,医学影像信息技术快速发展,国家大数据信息及算力显著提升,医学专业技能的培养方式也逐渐发生改变,围绕虚拟现实训练模拟器的开发,教学方法的改革日新月异。MR实现了现实世界、虚拟世界及应用者的实时互动,具有交互性、沉浸性、全方位感知性和构想现实性等优势。MR技术具备3个基本特征:①“实”与“虚”结合。MR技术是在增强现实及虚拟现实技术基础上,将两个不在同一空间的真实实物与虚拟环境在一个空间里结合。②实时交互。体验者可通过自身的感官系统与信息影像进行交互,并可无限次重复。③精确匹配。这种虚拟空间、三维影像、真实场景的映射,在医学领域最为常用。如外科医生不再将手术过程固定于手术室,而可将场景模拟在患者面前。Hauze等[5]在过敏性休克情景教学中应用MR技术,在Hololens设备中模拟了患者发生过敏性休克后不同阶段的临床表现,真实、直观地展现了过敏性休克反应的全疾病过程,取得了良好带教效果。Stifano等[6]前瞻性招募了5名动脉瘤患者,共8个颅内未破裂动脉瘤,接受选择性手术夹闭,通过穿戴Hololens在手术计划期间显示全息模型并与之交互,在问卷调查显示医护患三方均表示获得了良好的体验。2023年Hatzl教授[7]研究了MR在计划腹主动脉瘤修复患者的术前教育中的可行性,使用头戴式显示器对MR组进行教育,展示了患者血管解剖结构的三维虚拟重建,与本研究结果相符。

近年来,情景模拟教学作为一种新兴的实践教学方法,在进行护理教学时,能打破学习时间及学习场所的限制,个体化、重复性好,缩短了理论知识到临床实践的过渡期,对各类职业技能培训均具有重要意义。国内外多项研究表明,MR能大大提高护生的学习兴趣,活跃课堂气氛,丰富教学手段。本研究应用Hololens2.0设备于护理带教中,这种基于体感交互技术的3D虚拟护理实训将会给护理实训提供新模式,使得护理教学中事半功倍[8-9]。实际带教中我们发现了以下优势:①对照3D打印的实体模型,护生可全面、直观理解脑血管的解剖及病变知识,提高对疾病护理思路的整体认识和充分理解。②通过亲自实践影像数据的三维重建,护生立体空间感增强。③通过MR技术,不仅能详细了解手术过程,而且术前健康教育更有针对性,护患沟通能力提高。④将理论知识与感性认知相结合,较快掌握相关疾病诊疗护理知识,增强了自信心。本研究结果显示,观察组护生考核成绩均高于对照组。对照组护生目标学习成果、学习技巧、授课模式和师生互动均低于观察组(P<0.05,P<0.01)。表明MR技术在传授式的带教方法中穿插使用,对加深护生解剖知识的掌握,加强病房实践能力以及护患沟通能力等方面均有明显效果,并且带教过程中课堂气氛活跃,对教学满意度高,有利于提高护生的学习积极性,提高学习效果。

MR技术背景下的护理教学仍处于探索阶段[10],我们在实践过程中也发现一些问题[11-12],这也给临床护理教育带来挑战。MR要求带教老师不仅自身具备扎实的理论知识,更需要使用相关软件实践操作技术;我们在动脉瘤个案护理教学中进行了试点应用,能否将更多个案甚至整个人体系统引入教学,需要多中心、多学科配合;在虚拟现实及增强现实技术的快速发展下,可能出现新的护患沟通方式,而是否会增加患者心理负担有待进一步研究;如何将MR技术下的临床带教与线下课堂有机结合,使护生可不受培训场所及时间的限制,带教老师可以尝试通过共享视角、视频等方式与护生互动,争取为护理教育带来变革。