同位置混合现实用于医学生基础生命支持训练:一项随机化试点可行性试验

《Resuscitation Plus》:Collocated mixed reality for basic life support training in medical students: a randomised pilot feasibility trial

【字体: 时间:2026年06月16日 来源:Resuscitation Plus 2.4

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  背景基于模拟的基础生命支持(BLS)训练通常缺乏患者层面和情境的真实性。混合现实(MR)能够在保留触觉交互的同时,通过虚拟患者线索丰富基于模型的模拟。本研究评估了将同位置MR支持的BLS训练整合到本科教学中的可行性。方法研究人员在一项为期8小时的BLS课程中开

  
背景基于模拟的基础生命支持(BLS)训练通常缺乏患者层面和情境的真实性。混合现实(MR)能够在保留触觉交互的同时,通过虚拟患者线索丰富基于模型的模拟。本研究评估了将同位置MR支持的BLS训练整合到本科教学中的可行性。方法研究人员在一项为期8小时的BLS课程中开展了一项单中心、1:1随机化试点可行性试验。一年级医学生被随机分配至MR支持组或传统训练组。可行性领域包括课程整合、当日安全与技术实施、学习者报告的工作负荷,以及探索性MR特异性可用性和可接受性反馈。次要学习者报告的结果包括自我效能、情境动机、学生满意度和学习自信心。结果61名学生参与(MR组n=31;对照组n=30),其中53人完成了训练后问卷(MR组n=24;对照组n=29)。MR支持训练在课程计划内得以实施。未出现技术故障导致训练中断,也未记录到跌倒、严重不适或需中止训练的头戴设备相关事件。两组学习者报告的工作负荷无显著差异(NASA任务负荷指数平均差,MR减对照组:0.63;95%置信区间-1.20至2.47;p=0.49)。次要学习者报告结果在组间无显著差异。MR组31名参与者中10人的探索性开放式反馈指出了需改进的方面,包括头戴设备稳定性、虚拟化身(avatar)响应性及其与教学的整合;对附加价值的看法不一。结论同位置MR支持的BLS训练可整合到本科教学中,且未发现学习者报告的工作负荷增加。在开展更大规模、评估客观BLS表现、保持与迁移的研究之前,应先进行进一步优化。
**论文解读文章:同位置混合现实用于医学生基础生命支持训练的随机化试点可行性试验**

### 研究背景与问题
基础生命支持(basic life support, BLS)是医学课程早期教授的核心救生技能。传统模拟训练多依赖物理模型(manikin),虽能提供重复动手实践,但常缺乏环境与患者层面的真实性。例如,心脏骤停场景中关键的临床线索——疾病严重程度、皮肤颜色、呼吸努力及场景背景——在模型训练中缺失,学习者需通过想象来弥补,这降低了心理保真度,并可能限制训练效果向临床护理的迁移。

为增强模拟训练的真实性,扩展现实(extended reality, XR)技术,包括增强现实(augmented reality, AR)和混合现实(mixed reality, MR),被提出用于在保留物理交互的同时视觉化增强训练场景。然而,现有关于XR支持复苏教育的证据有限且异质性强,不同研究在学习者经验、可用性及短期教育效果上结果不一。一个核心可行性问题是:增加视觉复杂性和硬件相关需求是否会提高学习者报告的工作负荷(workload)。认知负荷理论强调教学设计应减少非必要加工,以帮助学习者将认知资源用于图式形成和任务执行。头戴式MR设备可能因不熟悉硬件、视野受限、身体任务中设备不稳定以及需整合虚拟与现实线索而增加工作负荷;但设计良好的增强也可使患者线索更显著,减少想象或教师叙述的需求。因此,在评估MR训练对表现、保持与迁移的影响之前,首先需确认同位置MR能否被整合到常规BLS训练中而不增加工作负荷或产生重大可用性障碍。

### 研究内容与结论
本研究是一项早期阶段的随机化试点可行性试验,嵌入在赖希曼大学(Reichman University)为期8小时的BLS课程中。研究对象为一年级医学生,按1:1随机分配至MR支持训练组(31人)或传统训练组(30人)。MR组使用Meta Quest 3头戴设备,通过透视(passthrough)模式在物理反馈型模型(Resusci Anne QCPR)上叠加虚拟患者化身(avatar),提供皮肤颜色、呼吸运动、间歇性身体动作及异常呼吸音等视觉与听觉线索;传统组则在教师指导下使用相同模型进行练习。

主要可行性评估包括课程整合、当日安全与技术实施、学习者报告的工作负荷(采用NASA任务负荷指数,NASA-TLX),以及探索性MR特异性可用性与可接受性反馈。次要结果包括基本复苏技能自我效能(Basic Resuscitation Skills Self-Efficacy Scale, BRS-SES)、情境动机(Situational Motivation in Clinical Training scale, SMCIT)、学生满意度与学习自信心(Student Satisfaction and Self-Confidence in Learning Scale, SSSCL)。

结果显示,MR支持训练在课程计划内成功实施,未出现技术故障或严重不良事件。两组间NASA-TLX评分无显著差异(平均差0.63,95%置信区间-1.20至2.47,p=0.49)。次要结果在组间亦无显著差异。探索性定性反馈中,MR组10名参与者指出了头戴设备稳定性、化身响应性及教学整合等改进方向,但对附加价值的看法不一。结论认为,同位置MR支持的BLS训练可整合到本科教学中,且未增加学习者的认知负荷,但需进一步优化以开展更大规模的客观表现评估。该论文发表在《Resuscitation Plus》。

### 关键技术与方法
本研究采用随机化试点可行性试验设计,样本来自赖希曼大学一年级医学生(n=61),排除过去12个月内接受过正规BLS培训者。关键技术方法包括:使用Meta Quest 3头戴设备实现透视(passthrough)混合现实模式,通过快速响应(QR)标记进行空间配准,将虚拟患者化身对齐到物理模型上;采用美国心脏协会(AHA)BLS课程框架,确保两组训练时长和师生比一致;主要可行性评估工具为NASA-TLX(测量工作负荷),次要工具包括BRS-SES(自我效能)、SMCIT(动机)和SSSCL(满意度与自信心);定性分析采用布劳恩和克拉克(Braun and Clarke)的归纳主题分析法,对MR组开放式反馈进行编码和主题提取。

### 研究结果
**可行性结果**:MR支持训练在课程计划内成功交付,保持与传统组相同的动手练习时间和师生比。未记录到跌倒、严重不适或需中止设备的事件,无技术故障导致训练中断。两组间NASA-TLX评分差异不显著(p=0.49),表明MR未增加学习者报告的工作负荷。

**次要学习者报告结果**:训练后BRS-SES(基线校正后组间差异-0.02,p=0.91)、SMCIT(0.23,p=0.17)和SSSCL(0.12,p=0.45)在组间均无显著差异,效应量(Hedges’ g)较小(-0.03至0.28),提示MR支持训练在自我效能、动机和满意度方面与传统训练相当。

**探索性MR特异性定性反馈**:MR组31名参与者中10人提供了开放式反馈。通过归纳主题分析,提炼出三个高阶类别:需保留的方面、对附加价值的混合看法、以及需改进的方面。参与者提及的改善点包括头戴设备在胸外按压时的稳定性、化身响应性(如触发电反馈)、以及与教学流程的整合;部分参与者认为MR增加了体验潜力,另一些则认为其优势有限。

**内部一致性**:各量表信度良好(BRS-SES α=0.97;SSSCL α=0.92;NASA-TLX α=0.69;SMCIT α≈0.57-0.58)。

### 讨论与结论
讨论部分指出,本研究是首批评估同位置MR支持BLS训练可行性的试验之一。尽管引入了额外硬件和虚拟与现实线索的整合,但未发现MR组工作负荷显著高于传统组。这一发现需谨慎解读,因本试验并非旨在检验等效性或非劣效性。探索性定性反馈识别出头戴设备稳定性、化身响应性及教学整合等需进一步优化的方面。研究结果与现有文献一致,即沉浸式技术可被可行地整合到复苏教育中,但其教育价值可能取决于学习特征和教学设计。本研究的局限性包括:非前瞻性注册、学习者报告结果可能受新颖性效应影响、部分参与者未完成问卷、定性分析样本量小、MR化身仅提供有限的事件触发电反馈、单中心设计限制了推广性。

研究结论翻译如下:本随机化试点可行性试验提示,同位置MR支持的BLS训练可整合到常规本科教学中。研究人员未发现MR组较传统组导致更高学习者报告工作负荷的证据,而探索性反馈指出了人体工程学、教学策略及交互性相关的改进方向。在解决这些实施改进后,后续研究应评估客观BLS表现、技能保持及行为迁移。
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