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虚拟现实神经学检查教学工具(VRNET)与标准化病人在医学学生神经学检查教学中的比较:一项随机单盲研究

期刊:BMC Medical EducationDOI:10.1186/s12909-021-02920-4

本研究由Sang Gil Han、Young Dae Kim、Tae Young Kong和Junho Cho共同完成,四位作者均来自韩国延世大学医学院(Yonsei University College of Medicine)的急诊医学系和神经内科。研究论文《Virtual reality-based neurological examination teaching tool (VR-NET) versus standardized patient in teaching neurological examinations for the medical students: a randomized, single-blind study》于2021年发表在开放获取期刊《BMC Medical Education》上。该研究聚焦医学教育领域,探索虚拟现实(Virtual Reality, VR)技术在神经学检查教学中的应用价值。

学术背景

传统神经学检查教学依赖标准化病人(Standardized Patient, SP),但SP无法模拟非自愿性神经症状(如瞳孔对光反射异常、眼球震颤等),且临床病例的不可控性可能导致教学机会不足。为解决这一问题,研究团队开发了基于VR的神经学检查教学工具VR-NET,旨在通过虚拟环境提供可重复、可定制的异常神经体征模拟功能。研究目标是通过随机单盲试验,验证VR-NET结合SP的教学效果是否优于传统SP教学。

研究流程与方法

1. VR-NET开发与设置

研究团队与韩国VR内容开发商FNI合作,利用Oculus Rift头显设备开发VR-NET软件。开发工具包括3D建模软件3ds Max、图像处理软件Photoshop,以及Unity游戏引擎(版本5.5.6f2)。VR-NET的核心功能包括:
- 症状模拟:可调整瞳孔大小、对光反射、角膜反射、眼球运动障碍等非自愿性神经体征的严重程度(图1)。
- 交互设计:学生通过语音指令(如“请看向我的指尖”)和虚拟工具(如棉签、音叉、手电筒)完成检查(图2-3)。
- 教师模式:支持实时调整虚拟患者的神经异常参数,以适应不同教学场景。

2. 研究对象与分组

研究纳入95名四年级医学生(原招募111名,排除16名因设备兼容性或拒绝参与),随机分为两组:
- SP组(n=56):采用传统教学方法,通过口头描述、照片和视频学习异常神经体征。
- SP+VR-NET组(n=39):在SP教学基础上使用VR-NET进行神经学检查训练。

3. 教学与评估流程

  • 教学阶段:学生在急诊医学实习期间接受临床能力考核(Clinical Performance Examination, CPX),针对主诉头晕的SP进行神经学检查。VR-NET组通过虚拟患者模拟异常体征,对照组依赖传统资料。
  • 评估阶段:实习结束时,所有学生再次对SP进行神经学检查,操作过程录像。由盲法评估者根据神经物理检查评分(Neurologic Physical Exam, NPE)系统(满分6分)评估表现,评分维度包括颅神经、运动、感觉、反射等检查项目。

主要结果

  1. 真实性与满意度:两组学生对教学体验的真实性(SP组4.27±0.75 vs. VR-NET组4.28±0.56, p=0.92)和满意度(SP组4.23±0.71 vs. VR-NET组4.21±0.66, p=0.839)无显著差异,表明VR-NET的沉浸感与传统方法相当。
  2. NPE评分:VR-NET组得分显著更高(3.81±0.92 vs. SP组3.40±1.01, p=0.043),证明其在提升操作技能方面更具优势。

结论与价值

本研究证实,VR-NET能有效辅助SP教学,尤其对需要观察非自愿性神经体征的检查项目(如瞳孔反应、眼球震颤)具有独特价值。其科学意义在于:
- 教学创新:首次将VR技术应用于神经学检查的完整流程训练,弥补了SP的局限性。
- 成本效益:尽管VR开发初期成本较高,但其可重复性和标准化特性可能降低长期教学成本。
- 临床转化:为罕见病例或复杂体征的模拟教学提供了可行方案。

研究亮点

  1. 技术整合:VR-NET实现了神经学体征的可调参数化模拟,如动态调整眼球震颤方向或瞳孔不对称性。
  2. 严谨设计:通过随机单盲试验和客观视频评分(NPE)减少评估偏倚。
  3. 局限性:VR-NET目前仅支持面部区域神经体征模拟,未来需扩展至肢体运动障碍等全神经系统功能。

其他价值

研究指出,VR技术虽无法完全替代真实临床经验,但在特定技能训练(如标准化操作流程)中具有显著优势。此外,VR-NET的模块化设计为后续开发其他专科教学工具(如心血管或呼吸系统检查)提供了参考框架。

(注:文中图1-3为VR-NET操作界面及教学场景截图,因技术细节未完全呈现,此处未详细展开。)

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