虚拟现实与实时模拟中的护士-医生沟通团队培训:团队沟通与团队合作态度的随机对照试验

介绍

沟通与患者安全之间的关系强调了团队培训对卫生专业教育的重要性[1]。医疗团队之间沟通的改善与患者护理质量的提高和患者满意度的提高有关[2]。相比之下，沟通失败已被发现是不良患者事件和负面健康结果的原因[3.，4]。由于培训差异和职场文化的影响，护士和医生之间的有效沟通仍然是一个挑战[5，6]。在早期的一项关于护士与初级医生合作实践的研究中，医生报告病房护士对患者病情变化传达的信息不足，而病房护士报告医生对患者治疗计划的变化缺乏直接沟通。因此，该研究呼吁围绕有效的沟通策略开展跨专业教育，重点是开放沟通、共享信息、决策和相互尊重[7]。

医疗保健专业人员和教育工作者普遍认为，跨专业团队培训需要从注册前开始，并持续到工作场所的实践[1，3.]。一项基于证据的审查呼吁教育工作者将身份、情况、背景、评估和建议(ISBAR)等用于卫生保健提供者之间信息交换的工具纳入跨专业团队培训[8]。这些工具创建了一个共享的心智模型——团队成员对相关知识的共享理解——以便团队进行沟通，并使团队成员之间能够交换信息，从而促进决策制定。将这些工具整合到跨专业教育中，可以提高学生对跨专业合作的认识，并增强他们与其他团队成员有效沟通的信心[9]。然而，这些评估是基于自我报告的问卷，可能不能反映实际的团队表现。此外，这种教学主要是在单一专业的医学和护理学生群体中进行的，因为将他们聚集在一起学习跨专业的结构化沟通存在挑战[8]。

模拟通常被用作卫生保健团队培训的教学方法，它为团队提供了在病人护理情况下的经验机会，使团队一起工作，练习他们的角色，并对团队及其相关任务形成共同的理解[9]。根据韦弗的说法[4]，团队培训计划与使用工具支持团队合作实践的综合学习活动相结合是最有效的。先前的研究提供了证据，证明将模拟与沟通工具结合起来，对于提高医护生的沟通技巧和团队合作态度是有效的[10，11]。然而，这些研究是有限的，很少评估注册前团队培训的绩效结果。此外，组织模拟培训的后勤问题，包括模拟设施和安排，已被证明是具有挑战性的，特别是对于通常在不同机构接受培训的预注册保健学生[10]。虚拟环境中的模拟可以克服时间和空间的限制，在卫生保健教育工作者中越来越受欢迎。随时随地都可以访问，虚拟模拟提供了将其集成到课程中的灵活性，并具有可扩展性以培训大量学习者。

随着计算机学习技术的进步，虚拟现实为团队模拟培训提供了一个可行的平台，可以解决传统模拟中隐含的后勤挑战，例如物理位置的可用性和不同学生群体的调度[12]。我们开发了一种基于计算机的虚拟现实，称为CREATIVE(在虚拟环境中创建实时体验和团队合作)，用户可以在3D虚拟医院环境中使用化身创建物理和社交存在。CREATIVE是根据在卫生保健教育中使用多用户虚拟现实的系统审查中发现的差距而开发的。该综述呼吁结合理论模型来为虚拟学习过程提供信息，并采用更严格的研究，包括随机对照试验(RCT)来评估多用户虚拟现实对临床表现的影响。我们应用了包括体验式学习和社会建构主义在内的理论来支持CREATIVE模拟学习的发展和实施[12]。进行了一项试点研究，显示CREATIVE在支持不同医疗保健学生群体之间的社会互动和协作实践方面的可用性和可行性[13]。另一项关于CREATIVE的研究支持认知工具和虚拟模拟的集成，以开发共享的心理模型，以提供最佳的临床团队合作[14]。在本研究中，我们将沟通工具纳入团队训练计划，旨在评估虚拟现实与现场模拟对医护学生沟通技巧表现和团队合作态度的有效性。

方法

研究设计和参与者

在我们的研究获得机构审查委员会批准后，我们进行了一项前瞻性随机对照试验，采用前测后测研究设计。我们利用社交媒体招募志愿者，他们正在当地大学攻读医学或护理课程的第三或第四年。这组学生的目标是他们在各自的课程中进行了急性护理管理。我们根据独立样本0.50的中等效应量计算样本量t测试(15]。科恩(1992)[15]样本量表报道，在检测中等效应量时，每组64名参与者(总参与者=128)的样本量足以在5%显著性水平(双侧)下实现0.80的预定义功率。根据所修保健课程和学习年限，参与者被随机分配到虚拟组或模拟组。他们被分为两组，每组2名医学生和2名护生进行研究干预。每个小组由一名经过模拟训练的教员和一名模拟病人协助。

研究干预措施

虚拟模拟组和实时模拟组的参与者在该大学的医疗模拟中心接受了3小时的护士-医生沟通团队培训。在获得参与者的书面知情同意后，他们被引导到一个20分钟的关于沟通技巧策略的计算机课程中。我们采用了团队策略和工具来提高绩效和患者安全(TeamSTEPPS)课程中的策略，其中包括ISBAR;关注、不舒服、安全(CUS);反馈要承认;调出;回头看看[16]。

虚拟组的参与者留在计算机实验室进行虚拟现实模拟。他们与他们的队友、一个引导者和一个模拟病人一起，使用他们的虚拟角色登录到3D虚拟环境中。图1说明他们的观点时，相互作用和虚拟环境。虚拟小组被给予了一个方向，在这个方向上，他们学会了在辅导室和病房设置之间导航，使用耳机彼此交谈，并对病人的化身进行评估。现场模拟组的参与者被带入模拟病房进行模拟，并接受了关于病房设置、设备和标准化患者的介绍。

表1描述参与者在虚拟现实和实时模拟中执行的任务。培训结束后，参与者和辅导员聚集在一个物理或虚拟的辅导室，听取学习目标和活动的简报。在两组中，每组参与者随机配对(1名医学生和1名护生)，轮流进行角色扮演和观察参与两个模拟场景。第一个场景模拟了一名脓毒症术后患者的晨间查房情况，而第二个场景涉及同一名病情恶化为脓毒症休克的患者。在开始每个场景之前，参与者有时间阅读病例历史。每个场景都始于护理参与者对患者进行护理评估，然后与医疗参与者进行沟通。在这些场景中，护理参与者被期望使用沟通策略(如ISBAR、CUS、check back)将评估结果传达给医疗参与者。医疗参与者还应进行身体评估，并通过承认护士的担忧和使用标注策略沟通治疗计划来应用沟通策略。根据准备好的脚本，患者化身和标准化患者所显示的临床表现和反应相似。每个场景持续约15至20分钟，随后是30分钟的情况汇报。 The debriefing was led by a facilitator using a facilitator guide that focused on the application of communication strategies.

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数据收集和仪器

在模拟训练前(基线)、训练后(后测)和训练后2个月(随访)分别采用对跨专业医疗团队态度(ATHCT)和跨专业社会化与评价量表(ISVS)问卷调查团队合作态度。ATHCT是由Kim和Ko验证的一种采用5分制的14项工具[17]，以衡量被试在跨专业医疗团队工作的态度。我们在本研究中获得了高度的内部一致性，Cronbach alpha为0.83。ISVS是由King等人开发的一份包含24个项目的7分制问卷[18]，用来捕捉被试在跨职业社会化中的信念、行为和态度。该研究报告了0.86的高Cronbach alpha。

研究干预后，两组参与者被带到一个房间进行团队模拟评估。根据他们之前的模拟团队，他们被分配成两组(医疗和护理)。每个小组都要阅读一份病例记录，并了解带有人体模型装置的模拟室的方位。测试场景开始于护理学生对显示恶化迹象和症状的人体模型进行护理评估和管理，并打电话给医生。在医疗参与者到达后，他们作为一个团队来管理病情恶化的病人。以团队为基础的模拟持续了大约15分钟，并记录了整个过程。我们将录制的视频发给一位临床医生和一位学术人员，他们对分组一无所知。评估者使用经过验证的团队沟通量表独立评估团队沟通绩效。我们使用7个项目的检查表和一个5分制的量表，以及一个基于护士和医生之间可观察到的团队沟通技巧的整体评级项目来开发量表。我们将量表发送给一个由4名医学和护理学者和临床医生组成的跨专业团队进行内容验证。 We computed the interrater reliability across 2 raters who scored the video-recorded performances independently using the validated scale. A high intraclass correlation coefficient (ICC) of 0.96 (95% CI 0.93-0.97) was reported, indicating good interrater agreement.

数据分析

我们应用了描述性统计、卡方检验和t用于分析研究人群人口统计学特征的测试。我们计算了成对样本t测试，以检查基线和测试后的表现得分和独立样本之间的显著变化t测试以确定组间测试后得分的差异。我们对ATHCT和ISVS评分进行了重复测量方差分析(ANOVA)。

结果

人口特征

虽然我们的目标是128名参与者，但只有120名参与者完成了研究。以女性(81例，67.5%)、华人(105例，87.5%)居多，平均年龄22.17岁(SD 2.07)。两组的基线特征，包括年龄(P=.06)，性别(P=.17)，学习年份(P=.85)，族裔(P=.94)，虚拟组和模拟组(表2）.这支持了两组参与者的同质性。

团队沟通表现

以团队为基础的模拟评估显示，整体沟通表现在测试后得分(F_{2, 58}= 1.46,P=。29，eta²=0.33)，虚拟组(平均22.60,SD 5.31)和模拟组(平均23.97,SD 4.55)。检查表后测总分(F_{2, 58}= 3.654,P=。29，eta²=0.28)和整体测试后得分(F_{2, 58}= 1.56,P=。29，eta²=0.33)。

团队合作的态度

在基线时，两组间的ATHCT (P= 0.33)和ISVS (P=.45)分数在虚拟组和模拟组之间，支持组之间的参与者的同质性。团队训练后，两组的ATHCT和ISVS测试后得分均较基线得分显著提高。与基线相比，虚拟组的后续ISVS得分也有显著提高(P=.047)，但模拟组没有(P= .14点)。两组的ATHCT评分在基线和随访时均无显著差异(表3）.

使用重复测量方差分析，虚拟组和模拟组在ATHCT (P互动=。58岁的η²=0.005)和ISVS (P互动=。61年,埃塔²= 0.004)的分数。两组间ATHCT (F_2118年= 0.507,P=。48，eta²=0.004)和ISVS (F_2118年= 0.335,P=。56，eta²=0.003)在虚拟组和模拟组之间的3个时间点上得分。

讨论

主要研究结果

本RCT研究结果并未显示基于计算机的虚拟现实在团队合作态度和沟通技巧表现上的劣势。这些结果与早期的研究一致[19，20.]，提供了更多的证据来支持它在替代传统团队模拟方面的潜在用途。在这次虚拟现实团队培训中，我们结合了模拟现场模拟的设计元素，以进行体验式学习，并支持多用户(包括学生、模拟患者和促进者)一起进行协作学习的能力。

尽管学习媒介不同，但两者都提供了类似的学习策略，包括体验式和协作式学习，使医学和护理专业的学生能够通过角色扮演练习练习使用沟通工具，并通过与彼此及其促进者的互动进行反思实践[12]。这些学习活动以体验学习和社会建构主义理论为基础。Kolb的经验学习理论支持角色扮演和汇报的学习机制，社会建构主义理论强调协作学习背后的社会互动。因此，我们呼吁教育工作者和教学设计师运用这些理论来支持在虚拟现实学习环境中实施模拟学习[12]。

我们认为，在注册前就教授团队合作很重要，但对组织和患者结果的影响有限。我们对虚拟现实对学习保留的长期评估仅限于测量干预2个月后跨专业态度的变化，对跨专业社会化的态度有显著改善，但对跨专业医疗团队的态度没有改善。必须谨慎对待自我报告的有效性。尽管如此，在虚拟现实中参与社会互动的机会可以改善学生对跨专业社交的态度。使用结构化的沟通工具也促进了医护学生之间的社会互动，这可以促进开放的沟通，共享信息和决策[11]。与现场模拟相比，虚拟现实的一个优势是它允许在其环境中进行匿名社交互动，这可能会减少学生的社交焦虑和压力。13，21]。我们相信对跨专业社会化的积极态度对于建立护士和医生之间未来的合作关系是重要的。

在对虚拟和模拟小组进行研究干预后，对跨专业医疗团队的态度缺乏改善，这可能是由于学生在临床实习期间面临的工作场所现实的影响，其中权力、结构和系统问题可能限制医疗团队有效合作。这突出了解决工作场所制度和结构的重要性，包括实施工作场所团队培训[22]。未来的研究应该调查虚拟现实如何有助于获得资格后的工作场所团队培训。这可能包括使用虚拟现实和工作场所模拟作为一种混合学习方法来优化跨专业学习[23]。

虽然我们没有比较虚拟干预和模拟干预的成本和资源，但我们认识到可持续性和可扩展性方面的挑战。现有的虚拟现实作为一个灵活实用的平台，将所有人聚集在一起，但其可扩展性受到人类控制的化身的限制。研究发现，招募和培训病人的化身角色既不方便，也不昂贵。此外，由于不同卫生保健课程(即护理学生与医学学生)的队列规模不平等，不太可能所有卫生保健学生都组成跨专业团队。我们计划在虚拟现实中开发并整合人工智能(AI)，以取代模拟患者甚至医生的角色。”随着人工智能技术的发展，目标是设计出能够以自然的、类似人类的方式与用户交互的人工智能代理，如通过自然语言处理[24]。人工智能可以与人共处虚拟世界，促进深度学习，从而有可能改善学习效果[25]。最近一项关于医学教育中人工智能的系统综述强调了人工智能在虚拟现实中的潜在用途，并呼吁提供更多证据来证明其有效性[26]。因此，未来的研究可以检验人工智能控制的代理在虚拟现实模拟中与人类控制的化身相比的有效性。

本研究以脓毒症和脓毒性休克为主题，应用TeamSTEPPS传播策略作为课程内容。然而，创建虚拟平台时考虑到了可扩展性，允许其他医疗条件，如心脏骤停和其他团队合作课程在CREATIVE平台中编程和应用。我们已与其他本地高等教育机构合作，利用CREATIVE平台开发与老年病有关的个案，以支持不同医护专业的学生在跨专业的合作。[11]。我们希望利用这一平台开辟国际合作学习的可能性，并研究其有效性。

限制

虽然我们使用基于模拟的评估和验证工具测试了学生的团队表现和态度，但证据的质量受到团队表现和自我报告态度问卷的即时后测的限制。未来的研究可以通过检验团队绩效的基线和保留来提供更多关于团队绩效的证据。研究干预是在一个地点进行的，即大学的模拟中心，通过基于模拟的评估来捕捉参与者的团队表现。未来的实现可以跨越不同的物理位置，包括从家里访问。未来的研究可以深入了解用户的学习过程，并确定任何潜在的可用性问题。

结论

由于难以将不同群体的卫生保健学生聚集在一起，使用模拟的跨专业团队培训已被证明在注册前一级实施具有后勤挑战性。我们通过将TeamSTEPPS课程中的沟通策略整合到基于计算机的虚拟现实中，为本科医学和护理学生实施了医生-护士沟通团队培训。我们的研究结果显示，在团队合作态度和沟通技巧表现方面，虚拟现实和现实模拟之间没有任何差异，这支持了虚拟现实替代传统团队模拟训练的潜力。进一步的开发和评估可以使用人工智能技术取代昂贵的人类控制的化身，以实现跨专业教育中基于团队的培训的更好的可扩展性和可持续性。凭借其可扩展性和实用性，虚拟现实作为一种有前途的学习策略，使学生成为未来协作劳动力的一部分，可以提供安全和高质量的患者护理。