以问题为基础的教学联合虚拟现实技术在卒中后睡眠障碍临床教学中的应用

郭珍妮，张晗，傅钰丽，王赞，杨弋，邓方

近年来，随着人们日常生活方式的改变以及人口老龄化程度的加深，卒中的发病率在我国呈现出持续上升的趋势[1]。作为我国成年人致死和致残的首位原因[2]，卒中严重影响患者的身体健康和生活质量。对卒中危险因素进行积极有效的干预，可以明显降低卒中发病率[3]，除了传统的高血压、糖尿病、年龄等危险因素外，睡眠障碍作为卒中的独立可调节危险因素越来越受到重视[4]。如何规范睡眠医疗行为、提升临床医师的诊疗能力和水平，开展高质量的临床教学，特别是加强卒中后睡眠障碍的临床教育至关重要[5]。

神经系统是人体最精细、结构和功能最复杂的系统，扎实的解剖及生理基础是学习神经病学的关键[6]，更是理解卒中后睡眠障碍发病原因的关键[7]。传统神经病学临床教学大多采用书本或多媒体课件等二维平面模式授课，对学生的逻辑思维及空间想象能力有很高要求[8]，学习难度较大，导致部分学生对神经系统解剖、卒中后睡眠障碍发生机制等理论知识的理解与记忆存在困难[9]，严重影响学生学习兴趣及教学质量[10]。虚拟现实（virtual reality，VR）技术是指通过计算机技术整合，使参与者置身于集视觉、听觉、触觉、味觉等于一体的三维虚拟环境中，借助特殊的输入输出设备，突破时间、空间的限制，产生沉浸感，目前已被广泛应用于生物医学领域[11]。本研究拟将VR技术应用于卒中后睡眠障碍的临床教学中，探索该方法对教学质量的改善效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象 纳入2022年9月—2023年1月在吉林大学第一医院神经内科学习的研究生70人，采用随机数字表法将其随机分为2组，试验组和对照组各35人。

1.2 研究方法 由具有丰富教学与临床经验的副教授及以上职称人员担任带课教师，对照组采用以问题为基础（problem-based learning，PBL）的教学模式，即带课教师提前发布需要讨论的“卒中后睡眠障碍”病例，以6～8人为单位，由学生自由组成学习小组，各小组课前查阅资料、分析讨论问题，形成初步结论。课堂上教师借助书本、多媒体课件等讲授脑干结构、脑神经核团及脑神经等相关理论知识，并以卒中后睡眠障碍的解剖学基础为核心内容，结合影像资料或临床病例重点讲解快速眼动（rapid eye movement，REM）睡眠神经调节环路，帮助学生详细了解卒中后睡眠障碍发病机制及诊疗思路等。试验组则采用PBL结合VR的教学模式，主要包括以下内容：①教师提前发布需要讨论的“卒中后睡眠障碍”病例，以6～8人为单位，由学生自由组成学习小组，各小组课前查阅资料、分析讨论病例问题，形成初步结论。②在临床教学环节，利用构建的组织、器官三维动态神经解剖学虚拟模型，讲授脑干结构、脑神经核团和脑神经等相关理论知识（图1）。学生在学习过程中可对虚拟模型进行旋转、拆分及切割等操作，全面掌握其三维立体结构（图2）。应用VR技术，把学生带入情境逼真的临床仿真环境中，直观地看到REM睡眠神经调节环路，如脑干背外侧被盖核、脑桥蓝斑前核和背外侧下核，同时讲解相关神经递质在REM睡眠中的作用，帮助学生充分理解卒中后睡眠障碍发生的机制，以加深理解与记忆。③总结分析。引导学生根据所学内容结合临床病例，归纳总结疾病发生机制和临床特点，充分体验神经系统疾病的定位、定性诊断思路等，引导学生形成正确的临床思维。

图1 脑干核团的三维图像构建

图2 虚拟现实技术应用体验——脑干功能核团三维空间定位

1.3 教学评价 在教学结束后，采用试卷形式对两组学生进行考核。试卷总分100分，包括基础理论、病例分析两部分。分别统计两组学生的基础理论成绩、病例分析成绩及总成绩，并进行统计比较。同时对两组学生进行匿名问卷调查，调查内容包括本次课程对于激发学习积极性、提高学习效率、提高自学能力、培养临床思维的作用，让学生结合自身情况对以上几个方面进行评价，每方面最低分为1分，最高分为3分，分别表示“不满意”“一般”“满意”，最后整理参与者问卷调查表的分数进行统计分析。

1.4 统计学方法 采用SPSS 25.0软件进行数据分析，计量资料符合正态分布，采用表示，组间比较采用独立样本t检验。计数资料以例数表示，组间比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料比较 试验组35人中，男性10人，女性25人，平均年龄（23.11±0.83）岁；对照组35人中，男性13人，女性22人，平均年龄（23.17±0.89）岁。试验组与对照组学生的性别、年龄对比，差异均无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 考核成绩比较 试验组学生基础理论成绩、病例分析成绩及总成绩均较对照组高，差异有统计学意义（表1）。

表1 两组学生试卷考核成绩比较

2.3 问卷调查结果比较 问卷调查结果显示，与对照组相比，试验组学生对于本次课程在激发学习积极性、提高学习效率、提高自学能力、培养临床思维的作用方面的评价均高于对照组，差异有统计学意义（表2）。

表2 两组学生问卷调查结果比较

3 讨论

睡眠障碍是卒中后的常见并发症，严重影响患者的预后[12]，充分掌握神经系统解剖及相关核团功能，是掌握卒中后睡眠障碍相关疾病的关键。传统的卒中后睡眠障碍临床教学效果不尽如人意。尽管引入PBL的卒中后睡眠障碍的教学较传统模式教学已经有了较大进步，但是还有提升空间。因此，本研究尝试在卒中后睡眠障碍临床教学过程中引入PBL联合VR教学模式，以期改善卒中后睡眠障碍临床教学的效果。

本研究中，试验组学生的试卷考核成绩高于对照组，这一结果表明，在PBL联合VR技术教学模式下，学生对卒中后睡眠障碍基础理论知识的掌握与运用要优于单纯PBL教学模式；问卷调查的统计结果更加说明这种教学模式能更好地满足学生的学习需求，在培养医学生综合学习素质方面具有显著优势。

本次研究发现了VR技术应用于卒中后睡眠障碍临床教学的巨大潜力，使教学模式、方法与科技发展内容相适应，从而为VR技术更广泛地应用于睡眠医学临床教学、成为培养高素质应用型医学人才的重要教学手段提供了证据依据。

综上，在卒中后睡眠障碍临床教学过程中引入VR技术可提升目前PBL模式教学的效率与质量，对于医学教学模式的创新具有积极的意义，PBL结合VR技术教学模式有助于培养新型医学人才，随着VR技术的不断发展完善以及配套硬件设备性能的不断提高，在未来的神经病学教学中，VR技术将发挥越来越重要的作用。