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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提高醫(yī)學(xué)生心臟解剖認(rèn)知的作用研究

賀治青，楚揚(yáng)，吳宗貴，梁春，丁茹

目的探討增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提高醫(yī)學(xué)上心臟解剖認(rèn)知的作用。方法在我院2013級(jí)海軍醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)員中隨機(jī)抽取60名，分為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)組與對(duì)照組，每組30名學(xué)生。對(duì)照組采取傳統(tǒng)的幻燈和模型相結(jié)合的教學(xué)模式，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)組采取基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的Virtuali-Tee T恤衫幫助學(xué)生了解心臟解剖的細(xì)節(jié)。比較兩組學(xué)員對(duì)心臟解剖細(xì)節(jié)和全局認(rèn)知的測(cè)試成績。結(jié)果增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)組在心臟解剖細(xì)節(jié)和全局方面的認(rèn)知明顯好于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論在臨床教學(xué)中引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)有助于提高醫(yī)學(xué)生對(duì)復(fù)雜心臟解剖的認(rèn)知。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；心臟解剖；教學(xué)；醫(yī)學(xué)生

隨著科技的飛速發(fā)展，特別是高性能計(jì)算機(jī)的普及和費(fèi)用降低，既往只單純應(yīng)用于軍事和航空航天領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開始進(jìn)入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)借用虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，通過光學(xué)投射和實(shí)時(shí)計(jì)算的方式將相關(guān)信息疊加至使用者的視野中，增強(qiáng)了使用者與外界環(huán)境的交互感受，不僅僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還能幫忙學(xué)生從不同的視角掌握知識(shí)，也便于教師合理引導(dǎo)教學(xué)進(jìn)程。心臟解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及心肌組織、血管和傳導(dǎo)通路多方面，對(duì)其全面掌握才能了解心臟先天發(fā)育異常、電生理疾病、冠脈血管堵塞和心肌橋等多種疾病的病因和針對(duì)性干預(yù)策略，但傳統(tǒng)的基于二維圖像解剖斷面以及三維立體模型教學(xué)方式，在向?qū)W生傳授相關(guān)知識(shí)方面存在或多或少的各類問題，嚴(yán)重影響醫(yī)學(xué)生對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)的全面掌握。基于此，我們?cè)谙嚓P(guān)內(nèi)容的醫(yī)學(xué)教學(xué)中引入基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的Virtuali-Tee T恤衫幫助學(xué)生了解心臟解剖的細(xì)節(jié)這一嶄新的教學(xué)模式，獲得明顯教學(xué)效果?，F(xiàn)總結(jié)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 在我院2013級(jí)海軍醫(yī)學(xué)學(xué)員中隨機(jī)抽取60名見習(xí)生，分為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)組與對(duì)照組，每組30名學(xué)生，兩組在年齡、性別組成方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。帶教老師為資深心內(nèi)科副主任醫(yī)師，熟悉教學(xué)大綱，以其為核心成立3名帶教老師組成臨床帶教組，準(zhǔn)備典型案病例并進(jìn)行集體備課，反復(fù)探討教學(xué)方案。

1.2 方法 對(duì)照組采取基于二維斷面解剖圖像和三維實(shí)體模型相結(jié)合的傳統(tǒng)教學(xué)模式，由帶教老師先總結(jié)并進(jìn)行幻燈片教學(xué)，然后引導(dǎo)學(xué)員自己動(dòng)手拆解相關(guān)模型學(xué)習(xí)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)組則采取基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的Virtuali-Tee T恤衫讓學(xué)員穿戴，結(jié)合手機(jī)平板app新的教學(xué)模式。

1.3 教學(xué)評(píng)價(jià) 學(xué)習(xí)后對(duì)兩組學(xué)員進(jìn)行考核，其中大于或等于90分為“好”，大于或等于75分為“中”，小于75分為“差”。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

兩組學(xué)員在分別接受傳統(tǒng)二維橫斷面與三維立體拆解模型相結(jié)合或者基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教學(xué)方法，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)組在得分上顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，詳見表1。在得分分布上來看，傳統(tǒng)教學(xué)模式由于很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)受三維實(shí)體拆解模型的數(shù)量限制很難做到人手一個(gè)，但增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)組由于相關(guān)印制T恤成本較低，且可大家輪流穿著，且教學(xué)app開放安裝內(nèi)容生動(dòng)，無論課上還是課后學(xué)生只要有興趣均可學(xué)習(xí)，極大激發(fā)學(xué)生探索相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的熱情，表明增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教學(xué)模式有助于學(xué)員充分掌握心臟解剖相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)，有推廣的意義。

表1 兩組學(xué)員學(xué)習(xí)后測(cè)試結(jié)果 例(%)

3 討 論

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前在醫(yī)學(xué)上有蓬勃發(fā)展，有助于解決來源日益貧乏的人體尸體標(biāo)本，通過將既往基于虛擬人構(gòu)建中獲得的血管、骨骼等的連接和人體分布數(shù)據(jù)，與影像學(xué)數(shù)據(jù)和模擬動(dòng)畫等多種信息構(gòu)建綜合數(shù)據(jù)庫，然后借助相關(guān)設(shè)備接口實(shí)施教學(xué)，極大地減輕了教學(xué)準(zhǔn)備的壓力，通過多種媒體的刺激使得學(xué)生突破想象力的空間，能從多角度多層次掌握知識(shí)，從而提高教學(xué)實(shí)效。土耳其Kü?üük等[1]通過移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)MagicBook幫助學(xué)生學(xué)習(xí)解剖知識(shí)，發(fā)現(xiàn)可顯著提升學(xué)生的知識(shí)掌握水平。德國Albrecht等[2]對(duì)比了基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)方式與傳統(tǒng)課本的效果，發(fā)現(xiàn)使用移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的學(xué)生其知識(shí)獲取程度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)對(duì)照組，其益處主要在于極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與投入度。

除此之外還廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)教學(xué)和特殊環(huán)境以及突發(fā)應(yīng)急事件下的教學(xué)訓(xùn)練的巨大需求。丹麥Bjerrum等[3]通過虛擬腹腔鏡技術(shù)培訓(xùn)醫(yī)師進(jìn)修闌尾切除，發(fā)現(xiàn)可顯著減少新手醫(yī)師的手術(shù)時(shí)間和不必要的腔內(nèi)器械運(yùn)動(dòng)，提高手術(shù)的安全性。意大利Ragazzoni等[4]在埃博拉疫情暴發(fā)之際，緊急在歐盟多地布置相關(guān)的虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)場(chǎng)景，為應(yīng)急突發(fā)事件下醫(yī)護(hù)人員的安全有效培訓(xùn)提供了確實(shí)保障。

盡管增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和普及對(duì)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)的提升提供了技術(shù)支撐，但在我國臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)應(yīng)用中還存在以下問題：①缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約相關(guān)技術(shù)在全國范圍內(nèi)的普及同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致研發(fā)資源的浪費(fèi)；②硬件應(yīng)用成本仍待下降，如何在性能與成本間尋求平衡，既有待于專業(yè)化平臺(tái)的引進(jìn)又需要計(jì)算機(jī)硬件成本的進(jìn)一步降低；③教學(xué)資源開發(fā)有待加強(qiáng)，這方面因?yàn)榕R床醫(yī)學(xué)教學(xué)市場(chǎng)的盈利和容量不如普通娛樂行業(yè)，各大廠家投入有限，同時(shí)缺乏既懂技術(shù)又熟悉臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)需求的專業(yè)復(fù)合型人才，只有軟硬件上齊頭并進(jìn)發(fā)展才能從過根本上推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。相信隨著上述問題的逐一解決，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)方面必將迎來蓬勃發(fā)展。

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(本文編輯郭懷印)

上海市科委中醫(yī)引導(dǎo)項(xiàng)目(No.15401931500)

上海長征醫(yī)院(上海 200003)，E-mail：dragonhzq@yeah.net

信息：賀治青，楚揚(yáng)，吳宗貴，等.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提高醫(yī)學(xué)生心臟解剖認(rèn)知的作用研究[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2017，15(16)：2030-2031.

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2017-04-26)