心肺复苏法的虚拟现实技术有什么？怎么用？

何淦

根据调查数据显示，全球每10万人中就有20-140人因心脏骤停死亡，只有2%-11%的群体能够成功获救，但普遍表现出死亡率、发病率较高以及预后效果差等特点。在80%的心脏骤停患者在遭遇意外伤害时前4min给予有效的救治措施，即表明若能够在发现第一时间实施有效、正确的救护措施，就能够为医护人员到达事故现场争取更多的救治时间，从而降低意外伤亡人员数量。《“健康中国2030”规划纲要》中明确表示，必须重视起对急救基础知识的宣传以及急救处理技能的培训，基于此提升人们的急救能力与安全意识。为此，重视起心肺复苏的培训成为了国家、医疗机构关注热点。心肺复苏（CPR）是应急救护培训的关键环节，同时也是护理专业学生必须具备的急救能力。《2020年美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南》表示，在向专业或者非专业施救者进行基础或者高级生命支持培训期间，可以充分利用游戏化或者虚拟现实技术（2b类推荐）来推进。近年来，伴随着计算机视觉技术和信息化技术的持续发展，虚拟现实技术日益成熟，也逐渐成为了CPR培训的重要方法，现在就让我们一起来了解，什么是心肺复苏法的VR技术，又是如何应用的呢？

心肺复苏法的虚拟现实技术有什么？

自2016年虚拟实现技术发展起来以来，其逐渐成为了各个行业快速融合的前沿技术。伴随着VR硬件设备的持续升级和配套计算机技术的逐步成熟，虚拟现实技术迅速进入到了医学培训领域，推动CPR培训迅速改革。目前，基于虚拟现实技术在CPR领域的发展主要从两方面出发：一是基于视频训练下的桌面虚拟现实系统，其主要应用于对CPR的理论知识进行学习与考核。First-Aid和 Heart Run等目前应用率较高的两种桌面虚拟现实系统，其主要是经由动态建模技术打造起人物模型、虚拟环境和对应的交互模型等，随后经由网络终端技术构建起全新的虚拟现实漫游，用户能够经由系统对应急救护视频查看、参与试题考核以及漫游虚拟场景任务。Thomas fossl等研究者设计了一套交互式视频模拟应用，用户能够通过模块对相关急救理论知识进行了解，早期的心肺复苏训练是基于虚拟现实游戏基础上来呈现，游戏中拥有以IOS为平台的心脏骤停模拟器，让游戏体验者感触心肺复苏相关知识和具体操作要点。随着该类型应用的发展，针对CPR指导的应用程序逐步增多，如i Resus是一种模拟紧急情况CPR训练的应用程序，主要是为户外医疗保健人员提供快捷指导，同时配合进行胸外按压频率检测；M-AID 急救应用程序也是一种结合现实来进行CPR指导的虚拟现实模型，用户能够通过虚拟现实模型对CPR进行有效识别和在不同场景下处理方式的选择学习。二是基于手持设备下的沉浸式的虚拟现实培训系统，其更加强调实践操作和动作规范性的学习。Mini-VREM和 JUST VR System等就是两种应用较广的沉浸式虚拟现实系统，其主要是经由客户机、服务器以及多个传感器，在无线通信技术的引导下，将用户的操作信息迅速传输到虚拟现实系统中，达到人机交互的目的。用户能够经由系统设定的场景模拟急救情况、场景漫游，并按照场景要求完成CPR培训、检测等相关操作。同时用户还能够经由按压嵌入多种不同的传感器模拟人，系统就能够快速实现对按压数据的测定，随后与标准按压数据对比评价用户的实际操作分数。

心肺复苏法的虚拟现实技术怎么用？

技能培训

美国心脏协会（AHA）和英国复苏协会（UK）均加以在CRP培训中可充分发挥虚拟现实技术的趣味性、专业性来推进急救知识的普及与培训。除此之外，AHA在最新的指南和中国心肺复苏培训专家共识中均纷纷表示可以引入虚拟现实技术发挥虚拟沉浸和交互仿真等优势，以达到提升培训效果的目的。为此，不少研究者纷纷开始尝试在CPR培训中引入虚拟现实技术。有基于“拯救生命”主题下，运用复苏委员会认可的Lifesaver VR智能手机应用程序和枕头来开展虚拟现实培训，主要根据设定场景进行相关知识获取和按压练习。还有基于高中生CPR培训而开发出来一套沉浸式的“虚拟现实（VR）复苏训练”，通过为没有任何CPR培训经验的学生进行相关知识的指导和技能强化，学生能够根据系统提示的CPR步骤和操作要点完成操作，在进入心肺复苏虚拟模拟器（CPVRsim）后，通过身临其境的场景设定，帮助受训人员客观的了解CPR的操作技能，让学员能够非常可观的、真实的、全面的掌握人体心脏的构造情况，为CPR培训奠定了基础。华中科技大学医药卫生管理学院研究设计了一套CPR虚拟现实系统（见图1），用户能够通过CPR虚拟现实系统基于个人需求下进行自主全真模拟培训，除了在操作期间有仿真视频图像实时教学指导外，其他学习流程均能够由学生自行完成。在该培训系统各种，配备了标准的按压器、语音库、光学传感器，学生在沉浸式虚拟现实环境下的操作数据均可实现实时上传对比，同时还能够对错误给予语音警告。

图1  虚拟现实技术下心肺复苏培训场景

模拟考试

CPR本身是实践操作性较强的技能，单纯进行理论知识考核必然缺乏立体性、互动性等特征，受训者也很难获得准确实质性的指导，在培训期间也会出现感受乏味的情况。虚拟现实技术能够进行考核场景的设定模拟，从而提升操作的真实性，让整个考核具有更强的互动性、客观性。虚拟现实技术通过模拟独特的安全环境构建起沉浸式虚拟现实训练模式，能够客观反应出CPR培训方面存在的缺陷，并针对CPR培训提供建议，包括丰富通气和制动体外除颤器（AED）操作技能，后续持续随访发现等。此外，还有根据课程指南和教科书为临床护士打造了一个挪度( Laerdal) 复苏模拟人 QCPR Annie，通过蓝牙智能连接的CPR培训新模式，在实践操作期间该系统就能够迅速客观的反馈出操作者的实施胸廓回弹、按压深度、人工通气潮气量、按压频率等情况，同时还可能自动生成各操作要点的单项分与总分，通过考核发现部分人员在两次人工通气时并未观察胸廓起伏情况，而是直接进行人工通气而导致胸外按压被耽误；同时还发现在CPR期间人工通气潮气量不足400ml、未成功开放气道造成无效通气、人工通气潮气量达到了600ml以上等一系列问题，为下一步CPR培训提供了客观依据。在操作中能够根据Kinect姿势识别技术了解动作达成效果，反馈出按压深度、频率、姿势等情况，为动作指正与纠正提供指导（见图2）。

图2  基于姿势识别技术下的心肺复苏培训模式

总之，VR技术的出现与应用，打破传统CPR培训和考核的“桎梏”，弥补实践操作性不高、知识技能保留率较低等问题，同时也能够吸引更多尝试借助VR进行CPR学习，迅速掌握要领，推动CPR迅速普及，更好的应用于社会实践。

第一作者简介：作者信息：何淦，性别：女,出生年月：1979.10，民族：汉，籍贯：浙江,学历：本科，职称：主治医师，科室：急诊内科，研究方向：急诊医学。

1