王慧文,王星星,晏蓉,何燕,羅婕,李瑞,鄒琳,劉歡
混合現(xiàn)實(shí)(Mixed Reality,MR)技術(shù)[1]是由多倫多大學(xué)Nnlf教授提出的介導(dǎo)現(xiàn)實(shí),綜合應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality,AR)技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界、虛擬世界及用戶間的實(shí)時(shí)交互,具有沉浸性、交互性、多感知性和構(gòu)想性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[2-3]。隨著數(shù)字化影像技術(shù)的飛速發(fā)展,MR技術(shù)作為一種新興的三維可視化技術(shù)和有效的輔助治療手段,廣泛用于骨科[4]、口腔頜面外科[5]、肝膽外科[6]、神經(jīng)外科[7-8]等臨床領(lǐng)域,日益凸顯其在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。本文就近年來(lái)MR技術(shù)在護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述,旨在為MR技術(shù)的護(hù)理實(shí)踐提供新視角和參考,為精準(zhǔn)、個(gè)體化治療護(hù)理提供新途徑。
1994年,Milgram等[9]提出真實(shí)-虛擬連續(xù)體的概念,其認(rèn)為從現(xiàn)實(shí)環(huán)境到虛擬環(huán)境需依次經(jīng)歷增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)虛擬,而MR技術(shù)則是將VR和AR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步結(jié)合,借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)生成具有虛實(shí)融合特征的可視化環(huán)境,在該環(huán)境中虛擬和現(xiàn)實(shí)對(duì)象并存,通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息,在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間搭建一個(gè)交互反饋的信息回路,以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的真實(shí)感[2,10]。MR技術(shù)的3個(gè)主要特征分別是:①現(xiàn)實(shí)與虛擬世界結(jié)合。虛擬物體和真實(shí)物體在真實(shí)世界和虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫融合,用戶很難區(qū)分真實(shí)物體和虛擬物體。②實(shí)時(shí)交互性。用戶通過(guò)感覺(jué)通道聯(lián)系混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境,形成視覺(jué)、觸覺(jué)或知覺(jué)方面的感知,并得到智能交互和反饋。③精確匹配性。在混合環(huán)境中的虛擬空間與現(xiàn)實(shí)空間形成三維映射關(guān)系,以便感知用戶方位和身體姿態(tài)的變化,并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)合適的觀察畫(huà)面,為用戶提供完美的沉浸體驗(yàn)[11]。
2.1MR技術(shù)在教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用
MR技術(shù)憑借虛實(shí)融合、交互性等優(yōu)勢(shì),將醫(yī)學(xué)信息以更加立體的3D模式呈現(xiàn),為學(xué)生營(yíng)造了一種逼真、自然的沉浸式體驗(yàn)氛圍,學(xué)習(xí)者能夠身臨其境,直觀感受,幫助突破理論教學(xué)與臨床實(shí)踐的瓶頸,促進(jìn)其對(duì)抽象知識(shí)的理解,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,提升學(xué)習(xí)速度和教學(xué)效果。MR技術(shù)下打造的虛擬臨床情景,不僅可以彌補(bǔ)當(dāng)下解剖標(biāo)本短缺、醫(yī)療環(huán)境復(fù)雜等教學(xué)條件不足,而且可突破時(shí)空條件限制,有效解決教學(xué)器材設(shè)備、臨床病例等限制性問(wèn)題。學(xué)生還可在MR三維視覺(jué)提供的無(wú)風(fēng)險(xiǎn)操作環(huán)境中反復(fù)訓(xùn)練,有助于減輕學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)。隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)的發(fā)展及教學(xué)模式的改革浪潮,MR技術(shù)在醫(yī)療教學(xué)領(lǐng)域中日漸推廣,如耳鼻咽喉頭頸外科教學(xué)[12],急救護(hù)理流程教學(xué)培訓(xùn)[13],住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中臨床手術(shù)能力教學(xué)[14],先心病的認(rèn)知教學(xué)[15],日益彰顯出其在培養(yǎng)學(xué)生能力等方面的巨大優(yōu)勢(shì),將MR技術(shù)融合到護(hù)理實(shí)踐教學(xué)培訓(xùn)中則具有重要現(xiàn)實(shí)意義,但目前該技術(shù)在護(hù)理領(lǐng)域尚且處于初步探索階段。
2.1.1MR技術(shù)在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用 現(xiàn)階段,情景模擬教學(xué)作為一種新興實(shí)踐教學(xué)方法,通過(guò)利用高仿真模擬患者和臨床情景代替真實(shí)患者進(jìn)行教學(xué)[16],一定程度上解決了臨床實(shí)踐資源匱乏問(wèn)題,彌合了理論和臨床決策之間的鴻溝,最大限度提升護(hù)生的臨床決策和評(píng)判性思維能力,因而被廣泛應(yīng)用于護(hù)理學(xué)專業(yè)教學(xué)中[17]。盡管如此,該教學(xué)模式對(duì)于一些發(fā)生率低、風(fēng)險(xiǎn)高的臨床案例或難接觸的特殊人群較為局限,護(hù)生不能完全了解疾病發(fā)生發(fā)展的全過(guò)程。而綜合了VR和AR技術(shù)優(yōu)勢(shì)的MR技術(shù)可通過(guò)3D模型再現(xiàn)虛擬環(huán)境,構(gòu)建虛擬人,護(hù)生可更加直觀自然地在虛擬和現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行信息交換,運(yùn)用MR技術(shù)進(jìn)行護(hù)理教學(xué)不僅不受時(shí)間限制,而且護(hù)生可在其中進(jìn)行反復(fù)的個(gè)體化訓(xùn)練,有效幫助縮短護(hù)生的學(xué)習(xí)曲線,對(duì)于培養(yǎng)護(hù)生的各項(xiàng)臨床技能具有重要意義。
研究表示,MR技術(shù)運(yùn)用于護(hù)理教學(xué)有助于提高護(hù)生的臨床思維能力及主觀能動(dòng)性,提升學(xué)生的人際溝通能力。Hauze等[18]將MR技術(shù)應(yīng)用于過(guò)敏性休克情景教學(xué)中,該技術(shù)通過(guò)模擬患者發(fā)生過(guò)敏性休克不同階段的反應(yīng)癥狀,護(hù)生在借助微軟HoloLens后以可視化視覺(jué)多角度觀察患者,幫助護(hù)生直觀了解患者過(guò)敏性休克反應(yīng)發(fā)生發(fā)展的全過(guò)程。由于目前該項(xiàng)研究仍在進(jìn)行中,無(wú)定量數(shù)據(jù)表示MR技術(shù)的應(yīng)用效果。但它使學(xué)習(xí)過(guò)程可視化,身臨其境,一定程度上可鍛煉護(hù)生的評(píng)估和應(yīng)急處理能力,培養(yǎng)護(hù)生的臨床決策思維能力。Chuah等[19]則將MR技術(shù)運(yùn)用于弱勢(shì)群體(兒童、肢體殘疾和智力殘疾)發(fā)育檢查的教學(xué)訓(xùn)練及考試。護(hù)生通過(guò)在MR技術(shù)構(gòu)建的虛擬環(huán)境中與虛擬兒童及其家屬進(jìn)行溝通交流,評(píng)估兒童病情、病理癥狀,檢查其發(fā)育狀態(tài)。從教學(xué)成效、系統(tǒng)可用性以及虛擬人感知3個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋。結(jié)果顯示,基于MR技術(shù)的考試訓(xùn)練,一定程度上提高了參與者的信心;系統(tǒng)設(shè)置操作簡(jiǎn)便易懂;MR構(gòu)建的虛擬弱勢(shì)兒童群體激發(fā)了參與者的真實(shí)行為。
2.1.2MR技術(shù)在護(hù)理培訓(xùn)中的應(yīng)用 護(hù)理人員在災(zāi)害緊急救援中扮演著重要角色,區(qū)別于醫(yī)院環(huán)境,災(zāi)害救援中常會(huì)面臨環(huán)境惡劣、資源缺乏、創(chuàng)傷多變性、形勢(shì)危急等各種挑戰(zhàn),加強(qiáng)模擬災(zāi)害實(shí)戰(zhàn)下的救援訓(xùn)練對(duì)提高醫(yī)護(hù)人員快速響應(yīng)和高效救治能力格外重要。但由于醫(yī)院臨床工作繁忙且受時(shí)間地點(diǎn)等條件限制,另災(zāi)害救援模擬培訓(xùn)在院校階段的開(kāi)展也有限,尚未廣泛普及,缺乏規(guī)范化培訓(xùn)體系。傳統(tǒng)救護(hù)技能也主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線或課堂講座或工作坊或觀看相關(guān)影片進(jìn)行學(xué)習(xí),護(hù)理人員不能身臨其境感受災(zāi)害場(chǎng)景,急救護(hù)理理論知識(shí)與實(shí)踐之間仍有較大差距。MR技術(shù)可基于信息技術(shù)模擬災(zāi)害中各種真實(shí)情景,允許護(hù)理人員在安全環(huán)境中參與危急事件的救護(hù),據(jù)變化中的情景適時(shí)作出決策,可提高護(hù)理人員的應(yīng)急處置能力,已被研究者作為具有成本效益替代方案的教育培訓(xùn)工具。
Stone等[20]為提升護(hù)士的急救能力,通過(guò)MR技術(shù)平臺(tái)建立MERT(Medical Emergency Response Team)模擬基地,開(kāi)展模擬急救野戰(zhàn)時(shí)創(chuàng)傷性截肢傷員實(shí)踐,加強(qiáng)救護(hù)人員傷情評(píng)估等基礎(chǔ)生命支持和氣管插管等高級(jí)生命支持的緊急救護(hù)能力培訓(xùn),強(qiáng)化救護(hù)人員在戰(zhàn)爭(zhēng)混亂且急迫場(chǎng)面中的快速應(yīng)變能力,促進(jìn)救護(hù)團(tuán)隊(duì)協(xié)作凝聚力的提升,從而實(shí)現(xiàn)立體救護(hù),提高傷員救治質(zhì)量。Girau等[21]創(chuàng)建了一個(gè)由虛擬環(huán)境、真實(shí)和虛擬人體模型構(gòu)成的用于急救培訓(xùn)的MR系統(tǒng),體驗(yàn)者可沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中操縱真實(shí)的人體模型,目前該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了胸部刺傷時(shí)肺穿孔癥狀,腿部利器損傷時(shí)止血救治的急救情景,旨在通過(guò)體驗(yàn)者在模擬過(guò)程中的真實(shí)感、臨場(chǎng)感與參與感來(lái)改進(jìn)臨床急救培訓(xùn)實(shí)踐。
2.2MR技術(shù)在醫(yī)護(hù)患溝通中的應(yīng)用
醫(yī)護(hù)人員與患者的關(guān)系自始至終都是被關(guān)注的焦點(diǎn),在醫(yī)患雙方不對(duì)稱的醫(yī)學(xué)信息環(huán)境中,有效溝通的欠缺進(jìn)一步加劇了醫(yī)患關(guān)系的緊張化。MR技術(shù)可通過(guò)3D實(shí)現(xiàn)成像的立體化,其中的全息影像投射能使參與者多角度觀察模型,將MR技術(shù)融入到圍術(shù)期醫(yī)患雙方溝通中,一方面醫(yī)護(hù)人員可詳細(xì)講解病情、手術(shù)治療方案及術(shù)前宣教,有效提高了術(shù)前評(píng)估討論的參與性,預(yù)知手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)而選擇出最合適的手術(shù)入路方式;另一方面患者和家屬可直面3D模型,更加直觀清晰了解手術(shù),有效促進(jìn)手術(shù)方案的制訂。
2.2.1MR技術(shù)在醫(yī)護(hù)溝通中的應(yīng)用 醫(yī)護(hù)溝通是一種以開(kāi)放、積極的方式通過(guò)一系列普通符號(hào)、行為、語(yǔ)言、文字,為積極的衛(wèi)生保健結(jié)果而傳播正確的、可理解的、一致的、平衡的、可重復(fù)信息的能力[22-23]。有研究顯示,醫(yī)護(hù)溝通障礙已成為60%以上影響患者安全警訓(xùn)事件的主要原因之一,導(dǎo)致患者的住院時(shí)間及并發(fā)癥發(fā)生率增加等[24]。醫(yī)護(hù)雙方常因?qū)I(yè)素養(yǎng)、工作繁忙、時(shí)間沖突、人力資源不足等原因?qū)е滦畔⒔邮栈蚋孪鄬?duì)滯后,傳統(tǒng)的醫(yī)護(hù)查房模式也極為受限且多流于形式,醫(yī)護(hù)人員不能全面了解患者病情,治療與護(hù)理呈斷層且被動(dòng)式發(fā)展[25-26]。如何提高醫(yī)護(hù)人員的有效溝通以減少患者安全隱患成為討論的焦點(diǎn)。有研究顯示,醫(yī)護(hù)人員協(xié)同查房過(guò)程中運(yùn)用MR技術(shù)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)患者病情發(fā)展變化,有助于指導(dǎo)患者護(hù)理方向,制訂個(gè)體化護(hù)理計(jì)劃,提升醫(yī)護(hù)溝通效率和患者住院滿意度[27]。
2.2.2MR技術(shù)在護(hù)患溝通中的應(yīng)用 護(hù)患溝通是指護(hù)士與患者及其家屬間傳遞信息,并獲得彼此理解和互相作用的過(guò)程,是人文關(guān)懷的體現(xiàn),也是構(gòu)建和諧護(hù)患關(guān)系的關(guān)鍵[28]。研究顯示,有效的護(hù)患溝通能夠融洽護(hù)患關(guān)系,降低醫(yī)療不良事件發(fā)生率,減少護(hù)患糾紛[29]。但由于患者生活環(huán)境、文化背景不同,個(gè)體差異等,對(duì)醫(yī)學(xué)常識(shí)及疾病預(yù)后相關(guān)知識(shí)了解匱乏或出現(xiàn)理解偏差,常出現(xiàn)溝通障礙。結(jié)合現(xiàn)代信息化MR技術(shù)優(yōu)勢(shì),為患者提供個(gè)性化訓(xùn)練方案和量化評(píng)估的同時(shí),增加了訓(xùn)練的趣味性,激發(fā)患者治療的積極性,有助于增加患者對(duì)護(hù)士的信任,提高患者護(hù)理治療配合度。王慧文等[27]研究顯示,運(yùn)用MR技術(shù)對(duì)骨折患者進(jìn)行健康宣教,將抽象知識(shí)形象化,清晰顯示人體解剖細(xì)微結(jié)構(gòu)等,促進(jìn)患者及家屬對(duì)骨折部位直觀了解和掌握,提高其對(duì)手術(shù)治療方案的認(rèn)知和了解,有助于緩解手術(shù)焦慮緊張心理,以平穩(wěn)的心態(tài)迎接手術(shù)。
2.3MR技術(shù)在臨床護(hù)理中的應(yīng)用 在臨床護(hù)理方面以VR技術(shù)運(yùn)用居多,如疼痛護(hù)理領(lǐng)域,運(yùn)用VR技術(shù)開(kāi)發(fā)游戲分散患者注意力減輕患者疼痛感[30-31];腫瘤護(hù)理領(lǐng)域,利用VR技術(shù)特殊視聽(tīng)設(shè)備進(jìn)行虛擬療法,提供放松環(huán)境減輕腫瘤患者的化療不適[32-33];康復(fù)護(hù)理領(lǐng)域,憑借VR技術(shù)創(chuàng)建康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)以游戲方式鍛煉患者患肢功能,提高其日常生活技能[34-35]。但在MR技術(shù)引導(dǎo)下開(kāi)展的臨床護(hù)理研究較少。沈劍輝等[36]在MR技術(shù)引導(dǎo)下,順利完成復(fù)雜骨折手術(shù)的護(hù)理配合:術(shù)前訪視時(shí)與患者身臨其境,展示物品準(zhǔn)備及擺放;術(shù)中借助MR技術(shù)熟練配合完成植入物的管理、全髖置換前側(cè)入路的手術(shù)體位擺放及調(diào)節(jié)、頸椎椎弓根螺釘精準(zhǔn)植入的手術(shù)配合;術(shù)后借助三維立體重構(gòu)模型保障患者的轉(zhuǎn)運(yùn)安全。MR技術(shù)的運(yùn)用也給護(hù)理領(lǐng)域帶來(lái)了新挑戰(zhàn),其打破了由患者理解想象傳遞信息的傳統(tǒng)術(shù)前訪視方法,而如何讓患者更快更好地接受和理解MR這種身臨其境的訪視模式,也是臨床護(hù)理中需考慮的問(wèn)題。與此同時(shí),術(shù)中實(shí)時(shí)生成的三維立體重構(gòu)模型實(shí)現(xiàn)了主刀醫(yī)生與器械護(hù)士信息交流的高效性和一致性,這也必然要求臨床護(hù)理工作更加的專業(yè)、精細(xì)和個(gè)體化,意味著護(hù)士應(yīng)時(shí)刻緊跟數(shù)字醫(yī)學(xué)時(shí)代潮流,注重并善于借助新技術(shù)提供的平臺(tái)開(kāi)展日常護(hù)理工作,提升自身業(yè)務(wù)水平,進(jìn)而促進(jìn)醫(yī)療護(hù)理質(zhì)量的提升。
MR技術(shù)通過(guò)數(shù)字化現(xiàn)實(shí)疊加虛擬數(shù)字畫(huà)面,打破了虛擬和現(xiàn)實(shí)間的界限,在當(dāng)下精準(zhǔn)化臨床醫(yī)學(xué)中發(fā)揮著獨(dú)特優(yōu)勢(shì),創(chuàng)新了教學(xué)模式、完善了臨床培訓(xùn)形式,改善了醫(yī)護(hù)患溝通效果等,提高了患者及家屬對(duì)醫(yī)護(hù)人員的信任程度,推動(dòng)著現(xiàn)代醫(yī)療護(hù)理方式的改變。隨著大數(shù)據(jù)及信息化時(shí)代的發(fā)展,MR技術(shù)給護(hù)理實(shí)踐帶來(lái)新的發(fā)展契機(jī),但在享受便利數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)的同時(shí),也不能忽視MR技術(shù)發(fā)展面臨的問(wèn)題?,F(xiàn)階段,MR技術(shù)在護(hù)理領(lǐng)域的運(yùn)用尚存在諸多不足,國(guó)外雖有開(kāi)展基于MR技術(shù)的護(hù)理教學(xué)及培訓(xùn)研究,但尚未形成系統(tǒng)化教學(xué)培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,缺乏相應(yīng)的護(hù)理教師團(tuán)隊(duì)、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、有效評(píng)價(jià)方式等。提示未來(lái)研究可進(jìn)一步探索發(fā)展基于MR技術(shù)的護(hù)理教學(xué)活動(dòng),面向不同患者群體,結(jié)合本土國(guó)情形成規(guī)范化、系統(tǒng)化課程標(biāo)準(zhǔn)體系,借助MR技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)促進(jìn)護(hù)理教學(xué)模式的改革,緩解教學(xué)經(jīng)費(fèi)、材料、場(chǎng)地等資源緊張問(wèn)題,降低真實(shí)操作實(shí)驗(yàn)伴隨的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)護(hù)理學(xué)科的發(fā)展,提高護(hù)生臨床護(hù)理能力以便更好地服務(wù)于患者。研究者也可運(yùn)用MR技術(shù)開(kāi)展培訓(xùn)演練,通過(guò)MR技術(shù)模擬急救場(chǎng)景,呈現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)逼真聲音環(huán)境,為護(hù)生帶來(lái)沉浸式緊急急救體驗(yàn),因時(shí)制宜出題鍛煉護(hù)生的臨場(chǎng)應(yīng)變能力,提升其急救護(hù)理理論知識(shí)和技能水平、團(tuán)結(jié)合作能力,進(jìn)而加強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員急救隊(duì)伍建設(shè),促進(jìn)災(zāi)害救援護(hù)理學(xué)科的發(fā)展。未來(lái)研究還應(yīng)探索多學(xué)科團(tuán)隊(duì)協(xié)作模式,聯(lián)動(dòng)醫(yī)療、護(hù)理、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域,加強(qiáng)培養(yǎng)護(hù)理學(xué)信息復(fù)合型人才,提高護(hù)理人員的科學(xué)化管理水平;建立云端信息數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)跨單元數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新與共享。與此同時(shí),還需貼切學(xué)生與教師需求拓展課程內(nèi)容,合理設(shè)計(jì)互動(dòng)與操作環(huán)節(jié),循序漸進(jìn)貫穿基礎(chǔ)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容,豐富教學(xué)或培訓(xùn)資源,提高學(xué)生的臨床綜合技能;注重教學(xué)培訓(xùn)效果的反饋,科學(xué)構(gòu)建質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,促進(jìn)教學(xué)或培訓(xùn)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。
在使用MR技術(shù)緩解醫(yī)療緊張及解決臨床實(shí)踐需求的同時(shí),還應(yīng)考慮其投入和維護(hù)成本。MR相對(duì)較高的設(shè)備費(fèi)用限制著MR技術(shù)的推廣應(yīng)用,如何降低MR技術(shù)成本,制訂相關(guān)發(fā)展計(jì)劃加大對(duì)MR技術(shù)在護(hù)理領(lǐng)域應(yīng)用的支持力度,將其納入醫(yī)保范疇,設(shè)立相應(yīng)的基金項(xiàng)目支持研發(fā)工作等均是亟需解決的問(wèn)題。此外,還應(yīng)進(jìn)一步完善MR技術(shù)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)管措施,以便MR技術(shù)更好地融入臨床實(shí)踐。
MR技術(shù)契合了信息技術(shù)與醫(yī)療健康服務(wù)深度融合的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,其優(yōu)越性和可行性在醫(yī)療護(hù)理領(lǐng)域中已得到證實(shí),為醫(yī)療護(hù)理提供了全新發(fā)展模式。但目前該技術(shù)在國(guó)內(nèi)護(hù)理領(lǐng)域中開(kāi)展有限,許多領(lǐng)域尚未涉及,未來(lái)研究就如何充分利用MR技術(shù)在康復(fù)護(hù)理、遠(yuǎn)程護(hù)理、疼痛護(hù)理、腫瘤護(hù)理、慢病居家護(hù)理等方面發(fā)揮巨大潛能值得深入探討。