任延艷,劉化俠,武江華,李 蕾

虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)技術(shù)是近十幾來年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù),已經(jīng)逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用,并在軍事、航空航天、醫(yī)學(xué)、教育、娛樂等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在醫(yī)學(xué)教育、醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的作用日益突出,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被護(hù)理管理層和護(hù)理教育者關(guān)注并越來越多的應(yīng)用到護(hù)理教育和臨床護(hù)理中?，F(xiàn)就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概況及在護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀綜述如下。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概況

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱“靈境技術(shù)”“虛擬環(huán)境”“賽伯空間”等,是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸等一體的虛擬環(huán)境,用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互,相互影響,從而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)[1]。它所呈現(xiàn)的3D擬真場(chǎng)景,讓使用者產(chǎn)生印象深刻的視覺或聽覺等效果,進(jìn)而可以刺激整個(gè)大腦的學(xué)習(xí)。它可以虛擬地建立起與真實(shí)環(huán)境相近的學(xué)習(xí)場(chǎng)景,使學(xué)生似乎已處于真實(shí)環(huán)境之中?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可操作性、真實(shí)性、可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn),它已經(jīng)成為當(dāng)今教育技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué)的重要發(fā)展方向之一。目前,在我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于護(hù)理領(lǐng)域中臨床護(hù)理、護(hù)理教學(xué)及護(hù)理技能訓(xùn)練等方面。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在護(hù)理教育中應(yīng)用的意義

在虛擬教學(xué)系統(tǒng)中,學(xué)習(xí)者所能接觸到的不再是符號(hào)化的知識(shí),而是不斷從事與實(shí)踐相關(guān)的體驗(yàn)活動(dòng)。因此,虛擬系統(tǒng)的情景化、生動(dòng)化、交互性可以給學(xué)生全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn),提高學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性;虛擬臨床情景不僅可以彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足,減少多組學(xué)生反復(fù)接觸病人導(dǎo)致的倫理困惑,充分體現(xiàn)人文關(guān)懷[2];而且可以突破時(shí)間、空間的限制,較好地解決護(hù)理教學(xué)的時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備、臨床病例等限制性問題[3];此外,學(xué)生在虛擬環(huán)境中反復(fù)訓(xùn)練,可以避免真實(shí)操作帶來的風(fēng)險(xiǎn),減輕受訓(xùn)者心理壓力 。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,而且在醫(yī)學(xué)教育中的作用越來越重要,尤其在提高病人的安全性和培養(yǎng)學(xué)生能力等方面顯示出巨大優(yōu)勢(shì)。虛擬技術(shù)作為影響未來科技水平的重要因素,引入到護(hù)理實(shí)踐教學(xué)中具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 虛擬臨床瀏覽(virtual clinical excursions,VCE)[4]美國在20世紀(jì)80年代就應(yīng)用虛擬技術(shù)建立臨床病例庫,用于考試和教學(xué)。在護(hù)理教育領(lǐng)域,2005年以來虛擬臨床瀏覽系列教學(xué)軟件和指導(dǎo)手冊(cè)已發(fā)展到第6版,覆蓋內(nèi)外科護(hù)理學(xué)、婦產(chǎn)科護(hù)理學(xué)、兒科護(hù)理學(xué)和護(hù)理學(xué)技術(shù)等課程,并且提供網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。虛擬臨床瀏覽結(jié)合護(hù)理教科書,建立了虛擬醫(yī)院(pacific view regional hospital)。進(jìn)入虛擬醫(yī)院,可以學(xué)習(xí)溝通、記錄、評(píng)估和安全給藥。虛擬臨床瀏覽包括豐富的資源,例如電子病歷、病人記錄、醫(yī)囑、給藥記錄、特殊檢查結(jié)果等,幫助學(xué)生熟悉日常護(hù)理工作,從而提高臨床判斷和批判性思維能力。

3.2 虛擬課堂 在講解人體解剖學(xué)中,將“虛擬人”應(yīng)用于教學(xué)過程是虛擬課堂的一個(gè)典型實(shí)例。德國漢堡Eppendorf大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)研究所建立了一個(gè)名為VOXELM AN的虛擬人體系統(tǒng),它包括人體每種解剖結(jié)構(gòu)的三維模型,肌肉、骨骼、血管及神經(jīng)等任一部分都是三維可視的,使用者戴上頭盔顯示器就可以模擬解剖過程[5]。

3.3 技能單項(xiàng)訓(xùn)練 局部功能訓(xùn)練模型(part task trainer,PTT)提供了對(duì)人體一個(gè)或多個(gè)局部功能的模擬或者是對(duì)一種或多個(gè)護(hù)理操作的模擬,使學(xué)生對(duì)某局部功能得到了解,使某個(gè)護(hù)理操作得到訓(xùn)練,是一種裂解的專項(xiàng)護(hù)理操作技能訓(xùn)練。主要訓(xùn)練護(hù)生的單項(xiàng)護(hù)理操作技能,如手臂模型可以模擬人類真實(shí)的血管,穿刺過程中有落空感和模擬真實(shí)血液流出,高級(jí)電腦心肺復(fù)蘇模型可以進(jìn)行心肺復(fù)蘇的模擬訓(xùn)練,大小與真人相仿,在操作時(shí)可有語音提示和報(bào)警聲來顯示其操作的正確與否。這些能提供給護(hù)生更為完備的操作條件[6]。

CathSim靜脈穿刺訓(xùn)練系統(tǒng)是由Immersion Medical(原名HT醫(yī)學(xué)系統(tǒng))公司研制的優(yōu)秀的教學(xué)交互性軟件[7],目前已經(jīng)在英美的許多醫(yī)學(xué)院校使用。該系統(tǒng)包括軟件和觸覺反饋裝置即靜脈穿刺用的“胳膊”和一臺(tái)電腦,它可設(shè)置在實(shí)際工作中可能遇到的各類病人,包括不同年齡、血管狀況以及疾病嚴(yán)重程度的病人。學(xué)生可以通過鼠標(biāo)任意選擇病人,在穿刺過程中通過顯示器可以看到局部的解剖和進(jìn)針角度,當(dāng)針頭穿過AccuT-ouch9裝置的“皮膚”進(jìn)入血管時(shí),學(xué)生會(huì)有真實(shí)的突破感;系統(tǒng)同時(shí)還模擬病人的自然反應(yīng),例如出血和皮膚阻力、血腫以及疼痛,假如操作不理想,系統(tǒng)還會(huì)模擬病人發(fā)出“哎呀,好痛”的聲音,及時(shí)給學(xué)生以反饋。系統(tǒng)不僅可以播放標(biāo)準(zhǔn)操作過程,而且學(xué)生的操作過程也可錄制下來,以供學(xué)生和指導(dǎo)老師進(jìn)行評(píng)價(jià)[8]。

3.4 綜合技能訓(xùn)練 利用3DS MAX技術(shù),設(shè)計(jì)虛擬環(huán)境中的綜合性技能訓(xùn)練模塊。該模塊針對(duì)每個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目,備有不同病例。學(xué)生可隨意選擇不同病情的病人及不同的搶救方案,從而導(dǎo)致不同的結(jié)局。例如,模擬一個(gè)與醫(yī)院設(shè)備、環(huán)境相仿的空間,包括醫(yī)生、護(hù)士、呼吸心搏驟停的病人及病人家屬。學(xué)生通過操縱桿、開關(guān)、按鈕、鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等界面裝置輸入,接受系統(tǒng)提供的各種感官信息,經(jīng)過判斷和決策對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操縱和控制。模塊對(duì)訓(xùn)練的過程和結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)分。這個(gè)模塊可以提供一套從虛擬到現(xiàn)實(shí)的綜合臨床護(hù)理訓(xùn)練條件,全面培養(yǎng)學(xué)生在臨床推斷、危機(jī)處理及判斷思考方面的能力,更加充分的掌握臨床護(hù)理經(jīng)驗(yàn)[9]。

日本NEC公司研制了“SimCoeur”軟件系統(tǒng)[10],該系統(tǒng)可以模擬急診病人每分鐘的臨床表現(xiàn),能顯示包括CT和X線等圖像信息,系統(tǒng)還可設(shè)置1 000余種病人情境,學(xué)生給病人提供治療措施后能及時(shí)得到病人的反應(yīng)。由于該系統(tǒng)能提示治療被延誤或錯(cuò)誤后的補(bǔ)救措施,可豐富學(xué)生的應(yīng)變經(jīng)驗(yàn)。該公司研制的“Sim Nursing”模擬急診病人軟件系統(tǒng),已于1998年投入日本市場(chǎng),該軟件系統(tǒng)可進(jìn)行護(hù)理程序的模擬訓(xùn)練,學(xué)生能按照完整的護(hù)理程序?qū)Σ∪诉M(jìn)行全程護(hù)理[8]。

3.5 臨床護(hù)理思維訓(xùn)練 疼痛管理系統(tǒng)是第一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的系列交互性的疼痛護(hù)理仿真系統(tǒng)[11]。給學(xué)生提供了一個(gè)護(hù)理癌癥術(shù)后病人急性疼痛的仿真過程,在此過程中學(xué)生必須應(yīng)用評(píng)判性思維的技巧來評(píng)價(jià)疼痛、計(jì)劃和實(shí)施藥物治療,并且評(píng)價(jià)病人對(duì)治療的反應(yīng)。使用該系統(tǒng),學(xué)生可體會(huì)實(shí)際工作中與病人、醫(yī)生和其他護(hù)理人員的交互,從錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn),并且可以樹立自信使自己成為果斷、有知識(shí)并且關(guān)心病人的護(hù)士。

3.6 虛擬教學(xué)軟件 庹焱等[12]開發(fā)了《急救護(hù)理學(xué)教學(xué)與訓(xùn)練模擬系統(tǒng)》的教學(xué)用軟件系統(tǒng),包括學(xué)習(xí)模塊和訓(xùn)練模塊兩個(gè)部分。該系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬傷現(xiàn)場(chǎng)急救的基本過程,實(shí)施情境教學(xué),目的在于培養(yǎng)學(xué)員急救思維,提高其應(yīng)急能力。在護(hù)理本科《急救護(hù)理學(xué)》教學(xué)中進(jìn)行模擬訓(xùn)練,教學(xué)雙方都體會(huì)到計(jì)算機(jī)模擬訓(xùn)練是傳統(tǒng)教學(xué)方法的良好補(bǔ)充,對(duì)提高學(xué)員的綜合急救素質(zhì)有重要意義。

3.7 現(xiàn)場(chǎng)急救演示 如模擬一個(gè)急救場(chǎng)面,配合聲音和畫面的刺激,造成一種緊張的現(xiàn)場(chǎng)氣氛,學(xué)生在這種模擬的場(chǎng)景中對(duì)計(jì)算機(jī)上給定的成批傷員進(jìn)行救護(hù)。學(xué)生首先要判斷傷員的傷情,根據(jù)傷情的輕重緩急決定對(duì)傷員的急救順序,并且對(duì)傷員進(jìn)行及時(shí)而有效地處理,如果處理不及時(shí)或處理不當(dāng),傷員就會(huì)死亡。通過這種訓(xùn)練可以全面提高學(xué)生的臨床綜合判斷能力和各項(xiàng)醫(yī)療護(hù)理操作能力,培養(yǎng)敏捷、正確思維,從而減少醫(yī)療護(hù)理差錯(cuò)事故和糾紛在臨床實(shí)踐中的發(fā)生[13,14]。

3.8 基礎(chǔ)護(hù)理模型人(basic anatomical model,BAM)BAM是展示人體基本結(jié)構(gòu)的模型,其產(chǎn)品外形逼真。它主要用于基礎(chǔ)護(hù)理技能操作和健康評(píng)估的問診及護(hù)理體檢,所以這類模型在教學(xué)中主要用于示教和訓(xùn)練,使枯燥的學(xué)習(xí)變得生動(dòng)、易懂,趣味性增強(qiáng)[15]。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在臨床護(hù)理中應(yīng)用的意義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成逼真的視、聽、觸等一體化的虛擬環(huán)境,可以使病人在真實(shí)的娛樂情境中改善消極體驗(yàn),在安全的環(huán)境中進(jìn)行鍛煉和學(xué)習(xí);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到康復(fù)訓(xùn)練領(lǐng)域,一方面利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為病人提供一個(gè)生動(dòng)、逼真的游戲康復(fù)訓(xùn)練環(huán)境;另一方面實(shí)現(xiàn)康復(fù)器械產(chǎn)生被動(dòng)牽引和病人主動(dòng)訓(xùn)練相結(jié)合的治療作用。該技術(shù)也為遠(yuǎn)程護(hù)理提供了新范例,給臨床思維和技能訓(xùn)練提供了新途徑。另外,在為病人開展護(hù)理教育、疼痛護(hù)理方面,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在臨床護(hù)理中的應(yīng)用

5.1 在疼痛護(hù)理中的應(yīng)用[16,17]華盛頓大學(xué)附屬Har-borview燒傷中心于1999年將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)首次應(yīng)用于2例嚴(yán)重?zé)齻那嗌倌瓴∪?即病人戴著頭盔,進(jìn)行名為“蜘蛛世界”(virtual wiggly-legged spider)的游戲,戴在病人手指上的電磁跟蹤系統(tǒng)可以讓病人在抓到虛擬世界中的物品時(shí)有真實(shí)的感覺。該系統(tǒng)不僅可以分散病人的注意力,使病人的疼痛感和焦慮感明顯減輕,而且使病人在不知不覺中進(jìn)行肢體伸展運(yùn)動(dòng),利于病人的康復(fù)。

5.2 在腫瘤護(hù)理中的應(yīng)用 為減輕腫瘤病人化療不適,日本國立癌癥研究中心醫(yī)院開發(fā)了“虛擬療法”(virtual therapy)[18]和癌癥心理虛擬現(xiàn)實(shí)治療法[19]。其原理是利用特殊的視聽設(shè)備,如逼真的立體電影等,使患病臥床的病人仿佛感覺在森林里漫步或在海邊聆聽濤聲,從而達(dá)到心情放松、緩解痛苦的效果。

5.3 在病人健康教育中的應(yīng)用 病人健康教育的方法較多,虛擬游戲是其中之一,名為“健康英雄”(health hero)的游戲已經(jīng)應(yīng)用于兒科病人的健康教育,通過游戲可提高患兒的自尊和自我效能,增加學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果。蔡新良等[20]報(bào)道,應(yīng)用虛擬技術(shù)對(duì)髖骨骨折病人健康教育效果明顯。

5.4 在康復(fù)訓(xùn)練中的應(yīng)用 美國加州洛瑪琳達(dá)大學(xué)研制的“神經(jīng)康復(fù)工作站”可用于治療因嚴(yán)重事故引起的或先天性身體缺陷,讓其沉浸在與真實(shí)世界的物理規(guī)律不盡相同的虛擬現(xiàn)實(shí)之中,從而有助于恢復(fù)病人感覺或運(yùn)動(dòng)障礙。Gourlay等[21,22]利用虛擬技術(shù)設(shè)計(jì)的虛擬廚房,幫助因腦損傷等造成生活技能缺失的病人學(xué)習(xí)重要的日常生活技能,研究證明虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)刺激有利于各種生活功能恢復(fù)。國內(nèi)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)也進(jìn)入了實(shí)踐階段,河北工業(yè)大學(xué)自主研制了利用虛擬現(xiàn)實(shí)和外骨骼技術(shù)進(jìn)行手臂外骨骼康復(fù)治療的方案[23]。清華大學(xué)也研制了一種虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)車,集心理治療和康復(fù)訓(xùn)練于一體,能顯著加快康復(fù)進(jìn)程[24]。

5.5 在遠(yuǎn)程護(hù)理中的應(yīng)用 紐約州立大學(xué)研制出一種電子手套,通過手套指端的感應(yīng)器收集醫(yī)務(wù)人員給病人體檢時(shí)雙手的感覺,存入電子數(shù)據(jù)庫;同時(shí)遠(yuǎn)方的護(hù)理人員選擇該數(shù)據(jù),只要戴上手套就可體驗(yàn)到好似親自給該病人體檢的感覺,可以用于遠(yuǎn)程的護(hù)理會(huì)診[25]。

6 展望

通過虛擬實(shí)境的模擬練習(xí),鍛煉和拓展學(xué)生的綜合素質(zhì),為提高護(hù)理臨床教學(xué)質(zhì)量做出新的探索。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使病人在真實(shí)的娛樂情境中改善消極體驗(yàn),在安全的環(huán)境中進(jìn)行鍛煉和學(xué)習(xí);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到護(hù)理領(lǐng)域具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在護(hù)理教育和臨床護(hù)理中應(yīng)用前景廣闊。但我國的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起步較晚,尤其是在護(hù)理領(lǐng)域仍存在著許多尚未解決的理論問題和尚未涉及的領(lǐng)域,這些都為目前的研究提供了方向,如在社區(qū)護(hù)理和護(hù)理管理中的應(yīng)用等。但隨著護(hù)理管理和護(hù)理教育者的重視,相信虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在護(hù)理領(lǐng)域?qū)⒂懈訌V泛、更加深入的應(yīng)用,這必將給臨床護(hù)理和護(hù)理教育事業(yè)帶來重大的變革。

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