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98870虚拟现实模拟与视频讲座在脓肿切口训练中同样有效:一项多中心随机对照试验

期刊:simulation & gamingDOI:10.1177/10468781241237545

Henrik Nuutinen(芬兰东芬兰大学及库奥皮奥大学医院显微外科中心)、Ville Bister(芬兰赫尔辛基及Peijas医院;赫尔辛基大学)及Virve Koljonen(赫尔辛基大学及赫尔辛基大学医院)团队于2024年在《Simulation & Gaming》期刊(第55卷第4期,776-785页)发表了题为《Virtual Reality Simulation and Video Lecture Are Equally Effective in Abscess Incision Training: A Multicentre Randomised Controlled Trial》的研究。该研究采用多中心随机对照试验设计,探讨了虚拟现实(Virtual Reality, VR)与视频教学在医学本科生脓肿切开术培训中的效果对比。

学术背景
医疗教育领域长期面临如何高效培训侵入性操作技能的挑战。传统依赖幻肢(phantom)或尸体的培训方式存在成本高、不可重复等缺陷。VR技术自1990年代起应用于医学教育,其沉浸式头戴显示设备(Head-Mounted Display, HMD)可通过视觉、听觉及触觉反馈模拟真实场景,但既往研究多集中于复杂手术,对基础操作如脓肿切开术的培训效果缺乏数据支持。本研究基于Miller金字塔理论(主张主动参与式学习效果更佳)提出假设:全沉浸式HMD VR相较视频教学能更有效提升学员知识水平与操作自信,并通过标准化评估验证这一假设。

研究流程与方法
1. 实验设计
- 研究对象:招募芬兰东芬兰大学与赫尔辛基大学三至五年级医学生,通过电子邮件自愿报名,排除癫痫病史者。最终纳入42人(VR组23人、视频组17人,因技术问题与眩晕退出2人),平均年龄25岁,52%有VR使用经验。
- 分组与干预:采用信封法随机分组。VR组使用Oculus Rift S设备运行VR4Healthcare Ltd开发的英语版脓肿切开模拟软件(含触觉反馈但无实时指导);视频组观看2分钟芬兰语教学视频。两组均进行单次60分钟学习。

  1. 评估工具

    • 问卷调查:基于Raleigh et al. (2018)设计,测量三项指标:
      • 自信度(0-10分):自评执行脓肿切开的信心
      • 能力自评(0-10分):对操作步骤的掌握程度
      • 知识测试(0-5分):多选择题评估步骤顺序认知
    • 技术适用性(0-10分):评估设备可用性及教学适配度
  2. 数据分析
    采用IBM SPSS 25.0进行非参数检验(Mann-Whitney U检验),显著性阈值p<0.05。

主要结果
1. 学习效果对比
- 知识提升:两组基线知识测试分数无差异(VR 3.7±2.0 vs 视频3.8±1.6, p=0.764),干预后均显著提高(VR 4.6±1.2 vs 视频4.7±0.8, p=0.698)。
- 自信度增长:自评信心分别提高2.0±2.3(VR)与2.9±2.3(视频),组间无统计学差异(p=0.242)。

  1. 技术因素影响
    • VR子群分析:65%获得技术支持的VR学员知识提升更显著(1.3±2.1 vs 无支持0.3±1.7),且认为VR对教学的价值更高(6.5±3.3 vs 5.0±3.0)。
    • 实用性评分:视频组在技术可用性(9.2±1.3 vs VR 4.9±2.3, p<0.001)与学习便捷性上占优,但教育适配性无差异(83%-100%学员认可两种方法)。

结论与价值
研究否定了原始假设,表明在单次培训情境下,VR与视频教学对脓肿切开术的知识传递与信心建立效果相当。其科学价值在于:
1. 技术选择依据:提示基础技能培训中,低成本视频方案或与VR等效,为资源有限机构提供决策参考。
2. VR优化方向:强调技术支持的临界作用,未来VR教育需配套技术支持以释放潜能。
3. 教育设计启示:初学者可能因技术复杂度抵消学习收益,需针对性调整内容难度。

研究亮点
- 方法创新:首次在医学本科生中比较全沉浸式HMD VR与视频的基础手术教学效果。
- 现实意义:聚焦全科医生高频操作(脓肿切开),填补了该技能培训模式比较的空白。
- 数据维度:综合评估知识、自信及技术适用性,为后续研究提供多维测量框架。

局限性与展望
样本量小(n=40)可能降低统计效力,且未评估长期技能保留效果。建议未来研究:
- 扩大样本并延长随访,验证VR的重复训练优势;
- 开发专用评估工具,区分技术适应与真实学习效果;
- 结合触觉反馈增强VR的真实感。

该研究为混合现实技术在医学教育中的应用提供了实证基础,凸显了“技术适配场景”而非“技术越先进越好”的理性视角。

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