四川大学华西医院
华西护理毕业后教育
护理教育中的虚拟现实模拟：一项系统映射综述
Virtual reality simulations in nurse education: A systematic mapping review
文章讯息：
研究背景
模拟学习是当前护理教育中较为广泛使用和认可的一种教学方法，其中模拟技能实验室可提供非临床场所的重复练习，在培养和提升护理临床技能和知识的同时，减少安全和伦理问题，近年受到护理教育者关注。但模拟技能实验室也存在局限性：具有数字和语音交互功能的高保真人体模型价格昂贵；技能实验室需要空间、资源、材料、指导教师，受时间地点限制，理论和实践之间存在差距。
虚拟现实（VR）是计算机生成的现实，它允许学习者通过特殊的设备（如头戴式显示器（head-mounted-display，HMDs）体验各种感官刺激。相比技能实验室，VR训练成本更低、需要的资源更少、不受地点时间限制。VR可以在没有教师的情况下提供非接触学习，给予客观和即时的虚拟指导和反馈。
VR技术在医学教育领域的历史相对较长，但最近才在护理领域应用。本研究拟使用系统映射方法，识别和发现护理教育中的VR模拟类型及设计。研究问题如下:
（1）护理教育已采用哪些类型的VR?
（2）VR可用于哪些护理教育场景?
（3）为实现教学目标和保障有效学习，VR在设计和实施中采用了哪些元素?
研究方法
映射综述法。映射综述与范围综述类似，主要应用于研究范围较宽泛的领域，以了解该领域研究开展情况，识别现有研究不足，其主要功能是对现有文献进行细致的梳理、标记和分类。研究分5个步骤进行：明确综述问题、找寻相关文献、评估文献质量、总结证据、解释研究发现。
2.1文献纳入与排除标准
纳入标准：同行评审文献；英语或德语发表；VR相关；护理相关；VR场景适用于一定的教学环境，且有清楚的描述；VR使用3D头戴显示器。
排除标准：基于屏幕或2D的模拟；聚焦解剖的模拟。
2.2 检索策略
系统检索了8个电子数据库:Scopus、Cochrane Library、MEDLINE (PubMed)、CINAHL、PsycINFO、PSYNDEX、PsycARTICLES和ERIC。采用引文跟踪和人工检索，检索灰色文献和无预印本研究文献。
2.3 检索词
采用了PICO方法(Population, Phenomenon of Interest, Context)确定关键词。检索词主要包括virtual reality, virtual stimulation ,virtual simulation fidelity, nurses, education等（详情见原文表1）。
2.4 文章筛选
筛选分为三步骤：
步骤一，评审者阅读标题，排除与研究问题不符的文献。
步骤二，2名评审者独立阅读摘要、关键字筛选，当意见不一致时进行讨论，并达成共识。该步骤同时辅以机器学习工具，对文献进行选择和排序。
步骤三，对步骤二中纳入的研究，两位评审者独立阅读全文以进一步筛选。
2.5 数据提取
以表格方式提取文章信息，主要包括:发表年、作者（包括国家和区域）、研究目标、主要发现、VR的硬件/软件设计。对实证性研究，同时登记其研究设计、研究对象等信息。
2.6 数据整合与分析
以研究问题为指引，以描述与表格结合的方式对提取的数据进行整合。对作者背景、护理教学任务和VR进行定性分析，呈现教学目标、护理场景以及模拟任务，例如如何实施模拟教学。根据Jeffries等人的模拟理论框架，将主要概念按以下类别呈现：目标、研究设计、调查指标/样本、主要发现、教育目标、环境/护理背景等 (详情见原文表2)。
研究结果
最终纳入22项研究。所有研究均发表于2014年及以后，有17篇在2018年以后发表；11篇来自欧洲，6篇来自北美，5篇来自亚洲；21篇文章为原始研究，1篇为综述。
3.1 护理场景和教学目标
模拟教学结果指标主要包括：知识、技能、学员满意度、批判性思维以及自信心。主要模拟场景分为四类：（1）系统程序训练，主要针对知识或技能培训。场景涉及静脉注射准备、伤口护理治疗程序、手术室器械台准备等；（2）应急反应或灾害演练，可培养自信、自我效能、知识和技能等多种能力。场景包括新生儿从新生儿重症监护病房撤离、护士在大规模伤亡事件中紧急提供基本生命支持等；（3）“软”技能培训，主要用于同理心或沟通技能培养，例如模拟痴呆患者完成日常任务、与痴呆患者交谈、在手术前通知患者和亲属；（4）心理运动技能训练。主要通过触觉设备模仿真实世界的动作。例如对虚拟患者进行听诊和识别声音，对虚拟患者进行气管内吸引，利用触觉反馈训练导尿等。（护理教育中VR应用场景汇总见图1）。
图1 护理教育中VR应用场景（数字表示模拟数量）
3.2 交互性和保真度
VR使用头戴式显示器，可通过视觉和听觉刺激，给用户提供沉浸感。文献介绍的触觉模态有三类：（1）听诊模拟，如使用复杂的触觉设备复制听诊器；（2）具有腕力反馈模块的气管内吸痰模拟，模拟导管插入拖曳；（3）佩戴触觉手套进行导尿模拟。
3.3 对学习体验的设计
纳入研究中，有项目采用比较创新的方法增进学习者体验。如为培养同理心，将参与者暴露于痴呆患者生活经历中。为使参与者体验更为真实，研究者在场景中设计虚拟物体。这些物体可根据培训需要随机的消失或出现在不同位置。提示VR具有创造虚构情境的潜能。有项目还设计了完整的医院病房，不仅将其用于护士流程培训，还用于培养护士对医院空间结构的洞察力，增进护士对日常工作状态了解。还有研究者使用特殊的触觉设备虚拟手，通过虚拟手向学习者实时演示气管内吸引过程。
结论
VR护理模拟技术使用不断增多，但仍然缺乏基于VR场景的沉浸式头盔显示器的研究。为了充分利用VR技术，设计者应该考虑引入触觉设备培养心理运动技能，纳入社交性互动设计，培养“软”技能。
本文明确了VR在护理教育中的主要适用场景，包括系统程序训练、心理运动技能训练、应急响应与软技能培训等，可为国内护理教育中VR的使用与开发提供参考。
从VR使用上，护理教师可针对程序较为固定的操作，如手术准备、液体配置、换药准备等，利用VR对护生/护士进行培训，以减少教师、场地的投入，保障培训推广性和覆盖面。以手术器械准备场景为例，通过VR可训练新入科手术室护士完成从“取铺巾-将铺巾放在桌上- 拿手术器械包-检查灭菌指示卡-开包-取系列器械-查验器械数量-摆放器械”等系列程序性操作。护理教师也可以通过通过VR触觉设备的使用，强化学习体验，达成培养目标。如在手术室VR训练中，增设互动要素，让用户虚拟拿取、放置器械，训练“捏取”等动作，实现培训与手术器械和其他虚拟物体的交互，提升其技能。
在VR护理研究方面，目前有关心理运动技能互动场景设计的研究还较为缺乏，有关VR的术语使用不尽统一，研究者对VR模拟场景的描述欠充分。今后VR虚拟护理研究需进一步改进和完善。
此外，本文采用了映射综述法。它为深度系统性综述提供了更广泛的文献背景，利于确定证据中的“缺口”，帮助决策者、从业人员和研究人员发现具体政策和实践相关的问题。映射综述也可以通过分析研究中的理论及观点、人口群体特点，或研究环境等，帮助确定已有研究是否有助于回答和解决实际问题。但映射综述也存在一定的劣势，如其综合分析方法尚不完善，其对结果的描述过于宽泛，不利于发现各研究及其结果之间的差异。护理研究者在进行宽泛教育议题的文献综述时，可根据实践需要，科学设计研究问题，审慎进行映射综述，评判性使用研究结果，促进实际问题解决，凝练今后研究方向。
刘欣雨，本科
病区二 门诊部 护士
审核人：冯尘尘
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护理部毕业后教育科
2020年3月19日
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