基于病例的协作虚拟现实外科培训

传统外科学教育依赖解剖模型、教科书、2D影像和尸体培训。波恩大学的一项试点项目探索沉浸式虚拟现实能否利用真实患者CT数据增强胸外科的病例学习。

Feodorovici P, Sommer N, Bergedieck P, Lingohr P, Kalff JC, Schmidt J, Arensmeyer JC. (2024) 用于胸外科教育的协作虚拟现实系统的开发和试点测试。Surgery Open Science 10：100088。 doi:10.1016/j.sopen.2024.10.008

系统设计与实现

使用消费级硬件构建了一个移动VR系统。五个配备现代显卡和Oculus头盔的工作站安装在一个可滚动的柜子中，可以在校园任何地方设置。每个工作站启动Medical Imaging XR，实时显示体积CT重建的交互式3D全息图。学生和讲师在共享虚拟房间中聚会，每个参与者可以自由移动数据集周围，从任何角度检查创伤、感染或肿瘤学病例。

VR教学课程的示意图概览。

教学程序

在两小时的课堂中，小组学生探索了包括肋骨骨折伴气胸和肺结节的临床病例。讲师最初引导课程，随后将控制权交给学生进行独立探索。该体验类似传统的病例学习，但患者解剖结构完全以沉浸式3D形式呈现，而非2D显示或静态塑料模型。

学生体验与反馈

70名四年级学生完成了首次试点。大多数人之前没有虚拟现实经验，但有77.14％的人觉得系统易于使用。网络病很少见，发生在不到6％的参与者中。

教育效果显著：98.57％的参与者表示与传统方法相比，VR提高了他们对解剖学的理解，88.57％感到学习更有效。该形式还带来高度参与感，97.14％的参与者描述体验为愉快。

VR教学评估结果。

整合与未来应用

学生强烈支持将VR整合到更广泛的医学课程中。超过81％的人认为VR在临床前解剖学课程中有一席之地，而94.29％支持其在临床培训中的使用。许多人还认为VR可以部分替代传统方法，并实现居家参与。超过90％的人鼓励在大学扩展VR基础设施。

弥合理论与实践之间的差距

这项试点研究表明，使用可获取的设备进行协作实时VR教学在技术上是可行的，并且受到学习者的良好接受。它提供了一种空间可视化手术数据的方法，改善解剖理解，并在无需增加物理资源需求的情况下扩大教学能力。

沉浸式体验弥合了理论与实践之间的差距，使学生能够以以前仅在现场临床环境中可能的方式与患者解剖结构互动。

呈现一例多发性肋骨骨折伴骨片错位（左）及继发性血气胸（右）。

手术教育的可扩展解决方案

沉浸式VR为研究生外科教育提供了一种可扩展的低成本解决方案，增强了理解力、参与度和空间推理能力。未来的研究将衡量客观学习成果，并探索更广泛地整合进医学课程，包括异步和居家学习。

该项目为将协作VR作为外科教育的标准组成部分树立了先例，结合了可访问性、互动性和沉浸式技术以提高研究生培训水平。