课程创新：虚拟现实在神经内科住院医师神经解剖学教育中的应用

《Neurology Education》：Curriculum Innovation: Virtual Reality for Neuroanatomy Education Among Neurology Residents

　　

摘要
引言与问题陈述
高级神经解剖学知识对于神经内科的临床推理至关重要，然而住院医师培训提供的时间有限，难以强化相关概念。这导致了在住院医师在职培训考试（RITE）中经常测试的课题持续存在知识缺口。本研究评估了虚拟现实（VR）神经解剖学课程方案的可行性和教育影响，该课程旨在使住院医师能够：（1）识别并空间整合动脉、静脉和脑室结构；（2）提高针对RITE中常被遗漏概念的评估成绩；（3）评估可用性、参与度、空间临场感和感知教育价值。
目标
（1）识别并标记关键神经解剖结构，（2）描述与临床定位相关的空间关系，（3）将神经解剖学应用于模拟RITE题目的临床场景，以及（4）评估VR的可用性、参与度和空间临场感。
方法与课程描述
在单一学术医疗中心开展了一项单组、前后测混合方法研究。参与者使用Meta Quest 3头显，完成了一次由教师指导的40分钟VR课程，使用Organon VR Anatomy软件，重点关注脑血管动脉供血、静脉窦、脑室解剖以及与临床定位相关的关键空间关系。在基线、干预后和2周随访时通过测验评估知识掌握情况。通过问卷调查测量学习者感知，数据采用重复测量方差分析和线性混合效应模型进行分析，并报告均数差和95%置信区间。
结果与评估数据
三十名住院医师（平均年龄30.5岁，SD 4.6；50%为女性）完成了所有评估。平均分数从基线的8.57（SD 2.75）提高到干预后即刻的11.37（SD 2.27），并在2周时维持在11.20（SD 3.07）。平均增幅为2.80分（95% CI 1.45–4.15），约相当于33%的提升，并在随访时保持获益（2.63分；95% CI 1.28–3.99）。参与者报告了较高的可用性、参与度和空间临场感。
讨论与经验教训
本研究证明了教师引导的VR神经解剖学课程方案的可行性，并提供了知识改善和短期保持的初步证据。研究结果应在单组设计和非同质评估的背景下进行解读，这些因素限制了因果推断。VR似乎是传统教学的一种有前景的辅助手段，尤其当与引导式教学相结合时。未来需要开展对照研究，以评估其相对有效性及长期临床影响。

论文解读文章

一、研究背景与问题

神经解剖学知识是神经内科住院医师临床推理的核心基础，其掌握程度直接影响神经影像判读、卒中定位、癫痫外科评估及神经系统疾病诊疗决策。住院医师在职培训考试（Residency In-service Training Examination，RITE）中，神经解剖学是重要考域之一，但住院医师培训阶段时间有限，神经解剖学概念难以得到充分强化，导致RITE中相关高频考点长期存在知识缺口。传统教学方法如尸体解剖教学成本高昂且面临伦理挑战，而新兴的虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术已在医学教育领域展现出潜在价值，但既往研究多集中于医学生和神经外科受训者，针对神经内科住院医师的VR神经解剖学专门课程缺乏详细设计和教学策略整合的报道。此外，现有文献关于VR在神经内科教育中的可用性验证工具有限，课程设计细节和教学法实施较少被阐述。为了弥合这些空白，研究人员开发并实施了一套教师引导的VR神经解剖学课程，旨在评估其对神经内科住院医师掌握RITE高频神经解剖学概念的效果，并考察学习者的使用体验。

二、研究目的

该课程设定了四个可测量的学习目标：（1）识别并标记关键的动脉、静脉和脑室神经解剖结构；（2）描述与神经定位相关的三维空间关系；（3）将神经解剖学知识应用于模拟RITE题型的临床场景；（4）评估VR学习体验的可用性、参与度和空间临场感。研究采用单组前后测混合方法设计，同时整合了提取练习、间隔学习、形成性反馈、引导式教学和认知负荷理论等教学策略，以促进主动知识建构和复杂神经解剖概念的长期保持。

三、研究方法与技术路线

研究对象为某学术医疗中心的30名神经内科和儿童神经内科住院医师，排除标准为无法佩戴VR头显或未同意参与。所有流程经路易斯维尔大学机构审查委员会批准（IRB #24.0474），参与自愿并获知情同意，完成全部课程后获得100美元礼品卡。研究于2024年7月至2025年6月在路易斯维尔大学健康科学校区生理学主动学习实验室（PAL Lab）进行。

使用的设备为商业可用的Meta Quest 3头显（Meta Platforms, Inc.）和Organon VR Anatomy软件（Nicosia, Cyprus）。课程由接受过健康职业教育正式培训的高级神经内科受训者和神经内科住院医师项目主任联合开发。评估工具包括基线和干预后及2周随访的15题测验，题目按动脉、静脉、脑室三个领域设计，前后测题目主题对齐但不完全相同，以尽量减少回忆偏差。采用重复测量方差分析（repeated-measures ANOVA）和线性混合效应模型进行统计分析，并计算均数差和95%置信区间（CI）。定性数据通过开放式问卷收集并主题归纳。空间临场感采用标准化的交互环境空间临场感问卷（SP-IE）评估。

四、主要研究结果

（一）总体知识成绩显著提升且短期保持

30名参与者（平均年龄30.5岁，SD 4.57；男女各15人）完成了全部评估。重复测量方差分析显示，时间因素对神经解剖学总成绩有显著影响（p < 0.001）。基线平均分为8.57（SD 2.75），干预后即刻升至11.37（SD 2.27），2周随访时为11.20（SD 3.07）。与基线相比，即刻后测增加2.80分（95% CI 1.45–4.15，p < 0.001），2周后增加2.63分（95% CI 1.28–3.99，p < 0.001），表明知识获取在随访期得到保持。

（二）各亚域分数均获得改善

动脉、静脉和脑室三个亚域分数均显著提高。静脉亚域在即刻后测与基线比较中增加1.07分（95% CI 0.40–1.74，p = 0.001），2周随访时增加1.03分（95% CI 0.36–1.70，p = 0.002）；脑室亚域即刻后测增加1.17分（95% CI 0.50–1.83，p = 0.0003），2周随访增加0.77分（95% CI 0.10–1.43，p = 0.02）。动脉亚域总体时间效应显著（p = 0.007），但即刻后测与基线比较未达传统显著性（p = 0.066），2周随访时显著（p = 0.004）。

（三）亚组分析显示一致改善趋势

按年龄、性别和专业分组分析均显示分数提高。神经内科住院医师与儿童神经内科住院医师均有显著提高，其中神经内科组增幅略高。PGY-3和PGY-4年资住院医师的改善幅度最大（均p = 0.03），而低年资住院医师基线分数较高，提高未达统计学显著。自我认定为视觉学习者的住院医师改善显著（p < 0.001），但该亚组结果因样本量小应谨慎解读。

（四）学习者的主观反馈高度积极

参与者在可用性、参与度、空间临场感和感知教育价值方面给予较高评分。33%的参与者（n = 10）提供了开放式定性反馈，整体正面，普遍认可沉浸式三维可视化对理解复杂颅内血管关系的帮助。参与者明确支持将VR纳入课程，也提出了优化建议，包括减少长时间佩戴头显带来的身体不适、增强交互界面的直观性，以及为高年资住院医师提供更深层次的内容。

五、讨论与结论

本研究表明，教师引导的VR神经解剖学课程在神经内科住院医师教育中具有可行性，初步证据显示其可改善神经解剖学知识并促进短期保持。研究发现，沉浸式VR与主动教学策略（如即时反馈、提取练习、间隔学习和临床情境化）相结合，比单独使用VR作为自学工具更能最大化教育价值。已有文献中类似VR医学教育研究显示约20%的成绩提升，本研究约33%的增幅可能部分由于引导式教学和较长的干预时间。研究局限包括单中心设计、样本量较小、缺乏对照组、前后测题目不完全等同以及单一教师授课可能造成的混杂偏倚。未来需要采用多中心随机对照设计，使用经过验证的平行评估工具，并评价长期知识保留及实际临床能力的影响。总而言之，VR可作为一种有前景的辅助教学工具，在适当调整学习者水平和临床情境的前提下，扩展神经解剖学高级专科培训的教学方式。本研究强调，VR应被视为对专家教学的增强而非替代，技术是提升教学效果的放大器。