虚拟现实(VR)解剖模拟训练在医学生教育中的有效性研究:一项开放、可扩展的全球教学解决方案

【字体: 时间:2025年06月02日 来源:BMC Medical Education 2.7

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  为解决传统解剖学教学中尸体资源稀缺、成本高昂及伦理限制等问题,突尼斯苏塞医学院团队开发了开源VR解剖模拟平台。研究通过179名医学生的前-后测问卷评估,证实VR训练显著提升学习效果(记忆巩固率M=4.78±0.47)、降低考试焦虑(M=4.11±0.87),86%学生认可模型准确性。该平台支持多语言适配与云端协作,为全球医学教育(尤其资源受限地区)提供高性价比解决方案,成果发表于《BMC Medical Education》。

  

在传统医学教育中,解剖学教学长期依赖尸体解剖,但这一方法面临尸体资源稀缺、成本高昂(单具尸体处理费超万美元)和伦理争议等挑战。尽管3D Anatomage Table等替代方案兴起,其仍存在无法展示解剖变异、缺乏触觉反馈等局限。尤其对于突尼斯等中低收入国家,高昂的设备费用(商业VR平台年费超5000美元)进一步加剧了教育不平等。如何构建低成本、高互动性的解剖教学工具,成为全球医学教育亟待突破的瓶颈。

突尼斯苏塞医学院Sana Ben Hammouda团队开发了基于Unity3D的开源VR解剖平台,通过Meta Quest 2头显实现肌肉骨骼系统的3D交互(支持旋转/缩放/虚拟解剖)。研究采用随机对照设计(n=179),使用Cochran方程计算样本量,通过Likert量表(1-5分)评估训练效果。关键技术包括:1)Blender/Sketchfab建模的3D解剖结构;2)集成随机化测验系统(6题/次);3)多玩家模式实现师生虚拟协作;4)Shapiro-Wilk检验验证数据正态性。

研究结果显示:

  1. 感知准确性与真实感:86%学生认为VR模型准确还原解剖结构,72%认可其接近实体实验室体验(Fig.8)。与国际研究对比,该平台在低收入国家实现与高收入地区相当的沉浸效果(p<0.05)。
  2. 操作便捷性:70%学生评价导航"非常容易"(39%)或"容易"(31%),仅4%报告操作困难(Fig.8)。开源设计使其在低配设备流畅运行,突破商业软件硬件限制。
  3. 焦虑与记忆改善:VR训练后,考试焦虑评分从2.70±1.10降至4.11±0.87(Cohen's d=1.52),记忆效能提升至4.78±0.47(Table 1)。82%学生认为VR显著缓解应试压力(Fig.9)。
  4. 教学整合意愿:93%支持将VR纳入课程(59%强烈赞同),但仅51%认为可完全替代实体实验室(Fig.10),凸显其"辅助工具"定位。

该研究证实开源VR平台能有效弥补传统解剖教学缺陷,其核心突破在于:1)成本仅为商业方案的1/10;2)通过Metaquest 2实现无线便携学习;3)AI驱动的实时测验系统提升知识留存率。未来将通过急诊模拟场景扩展和多语言支持(优先法语/阿拉伯语),进一步推动全球教育公平。正如学生反馈所述:"就像置身真实考场,这种沉浸感前所未有"——这或许正是下一代医学教育的变革方向。

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