四川大学华西医院
华西护理毕业后教育
人工智能融合虚拟现实模拟的跨专业沟通培训：一项混合方法研究
Artificial intelligence in virtual reality simulation for interprofessional communication training:
Mixed method study
文章讯息：
研究背景
医护沟通障碍是引发医疗差错的重要因素。针对这一问题，医学教育领域引入跨专业团队情境模拟训练（Interprofessional Team-based Simulation Training）以提升沟通能力，但传统模拟培训面临师资不足、成本过高及医护学员比例失衡等实施障碍。虚拟现实模拟（Virtual Reality Simulation, VRS）因其沉浸式体验和远程协作优势，已成为有效的跨专业培训方法。然而，现有VRS系统依赖人工操控虚拟角色的模式，严重制约了培训的规模化开展。人工智能（Artificial Intelligence, AI）技术的发展为此提供了新思路，即将AI医疗团队成员整合至VRS系统，可显著拓展跨专业培训的覆盖范围。
二十年来，AI技术在医疗教育中的应用持续深化，其机器学习与深度神经网络能力已支持预测分析、AI教学代理等创新应用。研究表明，AI通过模拟人类智能可有效提升学习效果，但相关证据仍需进一步充实。本研究开发了一套AI驱动的虚拟现实模拟系统（AI-VRS），并采用混合研究方法评估AI-VRS对提升护理学生跨专业沟通能力的效果，以期为人工智能辅助的团队培训提供实证依据。
研究方法
2.1研究设计
混合方法研究。研究于2021年12月至2022年1月开展，采用单组前后对照研究收集量性数据，并结合焦点小组进行访谈。
2.2研究对象
采用便利抽样招募新加坡一所大学32名四年级本科护生参与研究。
2.3干预措施
研究组建了一个由护理学者、临床护士、IT专家和游戏开发者组成的团队，使用Unity 3D游戏引擎开发了一套桌面虚拟现实模拟系统，构建了虚拟医院、患者NPC、AI医生以及护理角色。学员以护士身份评估和管理患者。AI医生由Google Cloud的Dialogflow语音聊天机器人系统驱动，表现为具有人类特征的虚拟医生形象。
参与者以4至8人为一组，通过Zoom远程参与研究。参与者签署知情同意书后，下载游戏并通过Zoom咨询问题。首先，参与者完成虚拟教程，学习如何操作环境、设备，并通过耳机麦克风或聊天框与AI医生交流。系统设计包含两个典型的病情恶化案例（败血症与感染性休克），每个场景开始前，参与者阅读患者电子病历，然后进入病房，在10分钟内评估和管理虚拟患者，参与者需要用ISBAR结构化沟通策略与AI医生进行跨专业沟通。任务由虚拟机器人助手引导，任务完成后玩家进行自我回顾并参加测验。每个场景结束后，系统根据表现提供评分与反馈。整个过程约持续2小时。干预详情见表1。
表1 AI融合VRS的干预
2.4 资料收集
2.4.1一般人口学资料
测量护生的年龄、性别等一般资料。
2.4.2跨专业沟通能力与自我效能测量
采用"沟通知识测验"评估护生干预前后沟通知识变化。该测验共8题，由包括1名医生、1名高级实践护士和护理学者组成的团队共同编制并验证其内容效度。在干预前后分别施测，用于评估学生对跨专业沟通核心知识的掌握程度。
采用患者临床信息交流与跨专业沟通自我效能量表（Patient Clinical Information Exchange and Interprofessional Communication Self-Efficacy Scale，PIE-SES）测量干预后护生的自我效能。PIE-SES共6个条目，用于评估学生在实际医护沟通中应对临床挑战的自信程度，体现心理层面的能力感知。采用0–100分视觉类比评分（VAS）方式，分数越高表示自我效能越强。量表克朗巴赫系数（Cronbach’s α）0.90。
2.4.3 对AI-VRS系统的感知评价
采用智能体形象感知量表（Agent Persona Instrument, API）测量护生对AI医生的感知。量表共25个条目，分为4个维度：促进学习、可信度、人性化和互动性，用于评估学生对AI医生教学角色的多维度感受，包括教学效果与人机互动体验。采用李克特5级量表进行计分（1=完全不同意，5=完全同意），分数越高表示体验越好。量表克朗巴赫系数（Cronbach’s α）0.89。
采用技术接受模型（Technology Acceptance Model, TAM）量表测量护生技术接受度。该量表共7个维度21个条目，用于评估学生对AI-VRS系统的接受程度。采用李克特7级量表进行计分（1=完全不同意，7=完全同意），分数越高表示接受度越高。量表克朗巴赫系数（Cronbach’s α）0.93。
2.4.4 焦点小组访谈
将研究参与者以每组4–8人划分为5组。由受过训练的研究人员主持，使用半结构化访谈提纲，围绕学习体验、AI医生互动感受、教学建议等主题展开。
2.5 资料分析
量性数据采用百分比、平均值（标准差）进行统计描述，采用配对样本t检验与Wilcoxon符号秩检验比较前测与后测得分的变化，Spearman相关分析探讨API分量表之间的关系。访谈文本采用主题分析法进行分析。
2.6 研究伦理
研究获得机构伦理委员会批准。
研究结果
3.1 跨专业沟通能力与自我效能
本研究共有32名护理专业应届毕业生参与，其中女性占75%（24/32），华裔学生占87.5%（28/32），平均年龄23.9岁（标准差2.12岁）。干预后学生的沟通知识得分从平均4.22分提高至5.59分，差异具有统计学意义（P＜0.001），说明AI-VRS能有效促进学生对结构化沟通框架的理解与应用。PIE-SES量表得分由干预前的56.9分升至64.7分，差异具有统计学意义（P＜0.001），表明系统增强了学生在实际临床沟通场景中的信心与应对能力。
3.2 对AI-VRS系统的感知评价
参与者对API评分显示，学生对AI医生“促进学习”维度的评价最高（均值4.02），超过90%的参与者认为AI医生能引发学习兴趣并帮助聚焦关键信息。而“拟人化”维度得分最低（均值3.12），提示AI医生的表情和肢体动作有待改进。
参与者TAM评分显示，护生在“感知有用性”、“使用意愿”、“确认度”、“易用性”和“满意度”5个维度的得分均超过5分，表明虚拟现实环境具有较好的可接受性、可行性和可用性。而“沉浸感”维度得分最低（均值3.78），提示需要加强系统的沉浸体验设计。
3.3 AI-VRS系统的使用体验
通过对五组学生焦点小组访谈进行主题分析，研究归纳出以下三大体验主题：
3.3.1 与现实世界的关联性
由于距离上次临床实践已逾六个月，许多参与者高度评价了AI-VRS情景的临床相关性。这些情景为他们提供了复习临床知识和沟通技能的机会：
"这个VR模拟让我学到了很多，也是一个很好的复习机会，毕竟我已经八个月没去医院了。这个模拟很好地帮我回顾了临床知识，既有指导性又能边学边练。"（FGD 3，P3）
3.3.2 人工智能与人类的比较
参与者将其与既往和医学生的跨专业学习经历进行对比。相较于知识水平参差不齐的医学生，AI医生能提供更有条理的指导：
"相比和医学生训练，我觉得这个AI医生更有指导性。医学生在用ISBAR沟通时常常不知所措，而AI医生就像一位资深医师，清楚该做什么医嘱，让我更有安全感。"（FGD 2，P5）
但与此同时，许多参与者认为与AI医生的交流显得生硬刻板，其语言理解能力也有局限：
"我不太喜欢和AI医生交流的感觉，太机械化了。和医学生交谈时更自由，不会这么尴尬。"（FGD 1，P4）
3.3.3 对面对面学习的补充作用
多数参与者认为AI-VRS应作为面对面模拟的补充而非替代。许多建议将其作为前期学习资源：
"护生可以先使用这个软件，再和医学生模拟训练，这样能增强信心。"（FGD 2，P6）
部分参与者还希望未来能扩展更多临床情景："如果这个程序能扩展更多病例，就能更好地为临床实习做准备。"（FGD 4，P3）
结论
本研究表明，AI驱动的虚拟现实模拟系统（AI-VRS）能够有效提升护理学生的医护沟通知识和跨专业沟通自我效能。学生普遍认可该系统作为传统模拟教学的有效替代方案。AI-VRS具有良好的教学前景，有助于护理教学质量改进。
本研究通过融合人工智能与虚拟现实技术，构建了结构化、交互式的跨专业沟通训练系统。研究不仅为护理教育者提供了新教学实践方式参考，也为护理教育研究带来启示。
本研究展现了人工智能辅助教学的临床价值：首先，其技术优势能够推动护理教学从传统“灌输式”向“体验式”与“互动式”转型，提示教育者应积极应用智能技术，重点关注学习者的参与感、自主性和沉浸体验。其次，基于临床真实场景的AI-VR系统，为临床教学提供了可借鉴的范式。教师可借鉴论文方法，开发更多临床案例模拟教学场景。教师也可采用“场景化案例+结构化工具（如ISBAR）”的组合模式，将常见沟通难题转化为可训练任务模块。在实际应用中，可根据教学资源配置情况，灵活选择完整VR系统、或简化版虚拟训练等差异化实施方案。再次，该系统的标准化沟通训练模式具有显著的临床延伸价值，不仅适用于岗前培训和新人适应性训练，更能通过模拟复杂临床情境，帮助护士在多学科协作前建立清晰的表达逻辑和沟通自信，从而有效降低因沟通不畅导致的医疗风险。
本研究仍存在若干局限性。在方法学方面，本研究样本来自单一机构，且缺乏对照组设计，这限制了研究结论的推广。在效果评估方面，目前仅验证了短期培训效果，尚未追踪知识技能向临床实践的迁移情况。建议未来研究扩大样本规模，开展多中心随机对照试验，并建立长期随访机制，以更全面地评估AI-VRS系统的教学价值。
推荐人
刘清泉，硕士，护师
病区一，手术室
审核人：唐荔，安晶晶，朱道珺
探索教学真谛·展现教学魅力
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我们每迈出的每一步革新，都希望与您一路并肩同行。
护理部毕业后教育科
2020年3月19日
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