混合现实技术在护理实训教学中的应用与设计①

颜淑为 ，王静娴 ，冀文昱 ，刘 琳 ，王 燕 ，3*

（1.河北中医学院护理学院，河北 石家庄 050200；2.河北中医学院基础医学院，河北 石家庄 050200；3.河北省中医药康养照护研究重点实验室，河北 石家庄 050200）

随着信息数字化的发展，医学领域逐渐呈现出精准化、智能化及个性化的特点，作为信息产业的虚拟技术在各个领域中的研究与应用已成为当今的热点。混合现实技术（Mixed Reality，MR）是虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）的进一步发展。国内的虚拟医疗已经衍生出远程会诊、“互联网+医疗”、VR 医疗等多种服务形式，如疾病诊断、影像资料的三维重建以及青年医师的培训等方面[1]。目前，在医学类高校护理实训课中，教师多采用模拟人进行教学，但这种方法无法让学生感受到真实的临床氛围，不利于学生更好地掌握实践技能，如将MR 技术融入护理实训教学中，模拟真实的临床场景，学生就可以获得与实际操作近乎一样的培训效果，并能更透彻、深刻地理解知识，将对护理教学产生深远的影响。

一、混合现实技术的特点

混合现实技术，即MR，具有结合虚拟和现实、3D注册、实时运行三个特点[2]，它通过重绘现实世界，在现实世界的基础上叠加虚拟信息，将虚拟世界、现实世界与用户之间通过触摸、体感、语音、手势等方式进行实时交互，形成现实、虚拟和用户间构建信息交互反馈的回路，用户与虚拟现实系统之间可以进行沟通和交流[3]。同时，MR 技术所展示的环境更加丰富，投射出影像的视角更大，具有更高的清晰度，能正确处理虚拟事物与真实事物之间的遮挡关系，虚实融合。目前，MR 技术已应用在工业制造、文化传播、游戏娱乐等领域，伴随该技术的迅速崛起，其在医疗中显示出巨大的应用潜力，给疾病诊断、治疗、远程医疗等方面带来颠覆性的变化，但在医学教育领域中的应用尚处于探索阶段，需进一步完善。

二、基于混合现实技术建立的交互式护理实训教学虚拟空间系统的设计

基于MR 技术的交互式护理实训教学虚拟空间系统的应用可使护生感受到更为真实的操作过程与应用场景，是临床教学的一种创新方法。

（一）MR 交互式护理实训教学虚拟空间系统的需求调查分析

对师生将MR 技术应用于护理教学的意愿、前景进行调查，本研究选取河北省医学类高校的在校护理专业学生和教师作为调查对象，采用简单随机抽样的方式通过网络发放问卷。发放问卷共计240 份，最终获得有效样本205 份，有效回收率为85.4%。其中调查在校护理专业学生144 人，调查护理专业任课教师61人，结果如下（见表 1、表 2）。

表1 护理实训教学中应用MR 技术的意愿调查

表2 基于MR 技术的交互式护理实训教学虚拟空间系统的应用前景调查

如表1 所示：91.71%的调查者愿意接受使用MR技术进入护理实训教学课堂，不愿意接受的人仅占8.29%。由此可见，护理专业师生对MR 技术应用于实训教学的接受度较高。

如表2 所示：72.68%的调查者认为本项目的应用前景非常光明，24.39%的调查者认为其前景一般，2.93%的调查者认为是一项毫无意义的行为，由结果可知，大多数调查者认为建造基于MR 技术的交互式护理实训教学虚拟空间系统的前景较好。

（二）基于MR 技术的交互式护理实训教学虚拟空间系统的设计框架

1.设计原理

本系统基于理论框架、模式细节、实训验证三个方面进行设计，前期先对教学存在的问题进行调查和分析，再对该教学模式进行相关评价、验证（见文末图1）。

2.系统具体构成

本实训教学系统主要分为三个部分：教学数据库、优化升级系统、反馈软件系统。

教学数据库主要通过专家咨询、文献检索、资料分析等方法充分挖掘护理教学的各个方向所涉及的教育主体等。数据库按照人体系统分类，具体病症中包括教学所需的相关立体图解、处理操作视频、相关专家的实操过程等，均利用MR 技术进行呈现，可跨越时间、空间的限制，使处于不同空间的教师、学生身临其境地“面对面”交流，从而提高教学效果。

优化升级系统是以杜威兴趣理论为基础，学生自动选择图示进行学习。该系统以需求为导向，根据“流程再造思想”，系统地对护理流程进行综合集成，为第三部分的实施应用提供指导。

反馈软件系统分为学生评价和数据分析两个部分。学生评价指在教学将要结束时，显示出教师预先设定好的相关反馈问题，让护生提出课堂上遇到的知识方面与MR 教学系统存在的问题；数据分析需要调查学生更乐于应用哪些图示、哪些视频、哪些系统场景进行学习，进行相关数据分析，根据反馈进行调整。本部分的组成基于MR 技术，并在前两部分的基础上进行设计（见文末图2）。

（三）应用优势

当前传统的护理实训教学存在一定程度的场景搭建和模拟失真问题，引入MR 技术后可以大幅度提高实训教学的有效性，增强学生的记忆。教师在实训课中也可通过该系统模拟出的人体模型为学生做更详细的讲解，使护生更好地进入角色与状态，集中注意力。同时，采用MR 教学系统还可以避免实训室医疗垃圾的产生，可有效减轻由于医疗垃圾处理不当而产生对人体和环境的危害。

三、基于混合现实技术的护理交互式护理实训教学虚拟空间系统的应用

（一）课前

除教学需要的文件外，还可上传课堂所需数据库，各种难易程度的操作视频，各个流程的系统知识，各领域专家的跨纬度教学过程，使得护生可以自行选择适合自己的知识体系。

（二）课中

通过MR 相关设备，讲述者可以以自己的视角采集视野、护理操作、声音等信息，并进行视角共享，便可对护理操作中的重难点、细节问题等有更直观、深入的理解。护生可在安全无风险的环境中反复练习护理操作。

（三）课后

进行评价反馈，学生可对课堂知识、授课教师、数据库的知识体系进行反馈。教师也可通过共享的视角或视频查看护生操作过程，对学生提供指导，对存在的问题反馈给专业技术人员，不断升级优化本系统。

四、结语

MR 行业经过近几年的调整，存优除劣，逐步完善。广大医务工作者也在不断推动新技术在医学教学中的应用，不断提高知识储备，优化方案。基于MR 技术的交互式护理实验教学虚拟空间系统的应用可使学生在护理实训课上感受到更为真实的护理操作过程与应用场景，既是护理临床教学的创新，又是提高护理临床教学效果的有效方法。如果MR 技术广泛应用到教学中，将会是对传统教学方式的一次革新，对教育的发展产生深远的影响。