虚拟仿真系统结合案例教学法在体外膜氧合护理培训中的应用

doi:10.3877/cma.j.issn.2096-1537.2026.02.015

目的

探讨虚拟仿真系统结合案例教学法（CBL）在体外膜氧合（ECMO）护理培训中的应用效果。

方法

采用便利抽样法，选取2024年3月至6月山东第一医科大学附属省立医院的55名ICU护士作为研究对象，采用随机数字表法将其分为试验组（27名，1名退出，余26名）与对照组（28名，2名退出，余26名）。试验组采用ECMO虚拟仿真系统结合CBL培训方式，对照组采用传统的授课培训方式，比较两组干预前后ECMO理论知识、一般自我效能感量表（GSES）、护士临床推理量表（NCRS）得分，并调查试验组干预后的系统满意度。

结果

干预后，试验组ECMO理论知识得分为（81.35±5.62）分，高于对照组的（76.04±6.10）分；GSES得分（3.14±0.51）分，高于对照组的（2.71±0.40）分；NCRS得分（61.96±5.14）分，高于对照组的（56.03±4.21）分，差异均具有统计学意义（P＜0.05）。试验组护士对该系统各维度满意度高，总分为（35.23±2.01）分。

结论

应用ECMO虚拟仿真系统结合CBL的护理培训满意度高，提高了护士的知识水平、自我效能、临床推理能力，丰富了高质量的信息化培训方式。

关键词: 虚拟仿真, 案例教学法, 体外膜氧合, 护理培训

Objective

To explore the effect of a virtual simulation system combined with case-based learning (CBL) in extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) nursing training.

Methods

Using convenience sampling, a total of 55 ICU nurses from a tertiary hospital in Shandong Province between March and June 2024 were included. They were divided into an experimental group (27 cases, 1 person withdraw, leaving 26 people remaining) and a control group (28 cases, 2 persons withdraw, leaving 26 people remaining) by random number table method. The experimental group received nurse training using the virtual simulation system of ECMO combined with CBL, while the control group received traditional training. Theoretical knowledge scores, general self-efficacy scale (GSES) and nurses clinical reasoning scale (NCRS) were compared between the two groups before and after the intervention. The system satisfaction of the experimental group was evaluated post-intervention.

Results

After the intervention, the theoretical knowledge score in the experimental group was (81.35±5.62), which was higher than that in the control group (76.04±6.10). The GSES score in the experimental group was (3.14±0.51), which was higher than that in the control group (2.71±0.40). The NCRS score in the experimental group [(61.96±5.14) scores] was higher than that in the control group [(56.03±4.21) scores], and the differences were statistically significant (P＜0.05). Nurses in the experimental group were highly satisfied with all system dimensions, and the overall scores were (35.23±2.01) points.

Conclusion

The virtual simulation system of ECMO combined with CBL in nursing training was highly satisfactory. It improved the knowledge level, self-efficacy, and clinical reasoning ability of nurses and enriched a high-quality information-based training method.

Key words: Virtual simulation, Case-based learning, Extracorporeal membrane oxygenation, Nursing training

图1 ECMO虚拟仿真系统。图a为ICU沉浸式环境概况；图b为仪器选择布局

表1 基于虚拟仿真技术的ECMO培训课程

场景设计	时长(min)	课程模拟内容	学员交互式操作
病例情景导入	40	（1）介绍虚拟仿真系统，触摸屏幕进入ICU立体临床场景，依次介绍床单元、呼吸机、显示屏等，讲解ECMO主机各部分组成、作用及ECMO病理生理相关要点。（2）基于CBL导入病例，回顾病史、胸部X线检查、心电监护仪、呼吸机参数，分析具备上机指征。借助触屏界面中的ECMO模式示意图，讲解不同管路连接方式及各种模式间的临床差异，选择VV-ECMO模式（图2），启动上机（图3）。	熟悉ECMO启动步骤，在虚拟患者置管结束后，先触摸ECMO主机控制面板，调节旋钮速度至1500转/min，再触击松开管路钳，管路血液充盈，机器运转正常。
模拟空氧混合器未开	15	（1）启动ECMO后机器正常运转，心电监护仪显示血氧饱和度未上升，思考其原因。（2）指引观察回流管管路颜色较深。	触屏空氧混合器，调节氧浓度及气流量旋钮至合适值，通气∶血流比=1∶1.5~1∶2.0。
模拟再循环情况	30	（1）气流量、氧浓度增加后，在虚拟患者无躁动发热等氧耗情况下，心电监护仪显示虚拟患者血氧饱和度仍未上升，观察到引流管和回流管管路颜色一致。（2）引出再循环的判断及处理方法，通过显示屏展示处理前后胸片的ECMO置管位置，以及讲解血气分析的变化、超声定位等。	可触屏ECMO管路位置，观察引流管及回流管路颜色一致，在沉浸式环境中加深对再循环理解。
保护性肺通气策略	20	（1）上述情景解决后，虚拟患者血氧饱和度好转，ECMO运行顺利。（2）VV-ECMO下实施保护肺通气策略。	触击调节呼吸机参数，包括吸氧浓度、吸气压力、呼气末正压等。
模拟流量不稳	30	（1）模拟上机数小时后，虚拟患者血氧饱和度下降，ECMO主机控制面板显示流量不稳。（2）观察引流管抖动异常、ECMO主机参数变化，分析其原因，如容量不足、管路贴壁、置管深度等，结合显示屏胸部X线片分析处理方法。	触屏ECMO主机参数界面（图2），观察到流量与转速不匹配，且波动。旋转调节转速旋钮，确认及处理流量不稳。
模拟氧合器功能障碍	20	（1）模拟上机10天后，虚拟患者血氧饱和度再次下降。（2）讲解氧合器功能障碍判断方法，可观察ECMO主机膜前膜后压差值，并讲解如何更换氧合器。	触屏ECMO主机参数界面，观察膜前压、膜后压变化。
模拟管路打折	10	（1）虚拟患者某次翻身后，血氧饱和度下降，ECMO机器报警，流量下降。（2）分析原因，整理并妥善放置ECMO管路。	触屏ECMO主机参数界面，观察膜前压、膜后压上升，分析引流管及回流受阻的参数变化。
VA-ECMO核心要点	50	（1）导入病历，回顾病史，结合超声检查、心电监护仪、血管加压药情况，分析具备上机指征。触屏选择VA-ECMO模式，启动上机。（2）讲解VA-ECMO流量要点，分析“南北综合征”，观察心电监护仪“平流现象”。（3）运行数天后，虚拟患者血压下降、流量低，分析可能出现回流管路血栓及其处理方法。	ECMO上机步骤同前；指导观察心电监护仪动脉压“平流现象”及其与流量关系；触屏ECMO主机参数界面，观察膜前压、动脉压上升、膜前膜后压差值正常。

表1 基于虚拟仿真技术的ECMO培训课程

场景设计	时长(min)	课程模拟内容	学员交互式操作
病例情景导入	40	（1）介绍虚拟仿真系统，触摸屏幕进入ICU立体临床场景，依次介绍床单元、呼吸机、显示屏等，讲解ECMO主机各部分组成、作用及ECMO病理生理相关要点。（2）基于CBL导入病例，回顾病史、胸部X线检查、心电监护仪、呼吸机参数，分析具备上机指征。借助触屏界面中的ECMO模式示意图，讲解不同管路连接方式及各种模式间的临床差异，选择VV-ECMO模式（图2），启动上机（图3）。	熟悉ECMO启动步骤，在虚拟患者置管结束后，先触摸ECMO主机控制面板，调节旋钮速度至1500转/min，再触击松开管路钳，管路血液充盈，机器运转正常。
模拟空氧混合器未开	15	（1）启动ECMO后机器正常运转，心电监护仪显示血氧饱和度未上升，思考其原因。（2）指引观察回流管管路颜色较深。	触屏空氧混合器，调节氧浓度及气流量旋钮至合适值，通气∶血流比=1∶1.5~1∶2.0。
模拟再循环情况	30	（1）气流量、氧浓度增加后，在虚拟患者无躁动发热等氧耗情况下，心电监护仪显示虚拟患者血氧饱和度仍未上升，观察到引流管和回流管管路颜色一致。（2）引出再循环的判断及处理方法，通过显示屏展示处理前后胸片的ECMO置管位置，以及讲解血气分析的变化、超声定位等。	可触屏ECMO管路位置，观察引流管及回流管路颜色一致，在沉浸式环境中加深对再循环理解。
保护性肺通气策略	20	（1）上述情景解决后，虚拟患者血氧饱和度好转，ECMO运行顺利。（2）VV-ECMO下实施保护肺通气策略。	触击调节呼吸机参数，包括吸氧浓度、吸气压力、呼气末正压等。
模拟流量不稳	30	（1）模拟上机数小时后，虚拟患者血氧饱和度下降，ECMO主机控制面板显示流量不稳。（2）观察引流管抖动异常、ECMO主机参数变化，分析其原因，如容量不足、管路贴壁、置管深度等，结合显示屏胸部X线片分析处理方法。	触屏ECMO主机参数界面（图2），观察到流量与转速不匹配，且波动。旋转调节转速旋钮，确认及处理流量不稳。
模拟氧合器功能障碍	20	（1）模拟上机10天后，虚拟患者血氧饱和度再次下降。（2）讲解氧合器功能障碍判断方法，可观察ECMO主机膜前膜后压差值，并讲解如何更换氧合器。	触屏ECMO主机参数界面，观察膜前压、膜后压变化。
模拟管路打折	10	（1）虚拟患者某次翻身后，血氧饱和度下降，ECMO机器报警，流量下降。（2）分析原因，整理并妥善放置ECMO管路。	触屏ECMO主机参数界面，观察膜前压、膜后压上升，分析引流管及回流受阻的参数变化。
VA-ECMO核心要点	50	（1）导入病历，回顾病史，结合超声检查、心电监护仪、血管加压药情况，分析具备上机指征。触屏选择VA-ECMO模式，启动上机。（2）讲解VA-ECMO流量要点，分析“南北综合征”，观察心电监护仪“平流现象”。（3）运行数天后，虚拟患者血压下降、流量低，分析可能出现回流管路血栓及其处理方法。	ECMO上机步骤同前；指导观察心电监护仪动脉压“平流现象”及其与流量关系；触屏ECMO主机参数界面，观察膜前压、动脉压上升、膜前膜后压差值正常。

图2 ECMO模式选择图注：ECMO为体外膜氧合；VV-ECMO为静脉-静脉体外膜氧合；VA-ECMO为静脉-动脉体外膜氧合；VAV-ECMO为静脉-动脉-静脉体外膜氧合

图3 ECMO启动运行图

表2 两组一般资料的比较［例（%）］

一般资料	试验组（26例）	对照组（26例）	统计值	P值
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	31.54±4.38	31.08±4.07	t=0.393	0.696
性别			χ²=0.495	0.482
男	6（23.1）	4（15.4）
女	20（76.9）	22（84.6）
学历			-	＞0.999
本科	23（88.5）	24（92.3）
硕士	3（11.5）	2（7.7）
职称			χ²=0.414	0.813
护士	5（19.2）	6（23.1）
护师	8（30.8）	6（23.1）
主管护师及以上	13（50.00）	14（53.8）
ICU工作年限			χ²=0.114	0.944
＜5年	8（30.8）	8（30.8）
5~10年	8（30.8）	7（26.9）
＞10年	10（38.4）	11（42.3）
参加过ECMO培训			χ²=0.094	0.760
是	18（69.2）	19（73.1）
否	8（30.8）	7（26.9）
ECMO的培训方式			χ²=1.097	0.778
传统讲课	18（36.0）	20（41.7）
临床实践	16（32.0）	15（31.3）
情景模拟	6（12.0）	3（6.3）
小组活动学习	10（20.0）	10（20.7）
分管照护ECMO患者			χ²=0.315	0.575
是	16（61.5）	14（53.8）
否	10（38.5）	12（46.2）

表2 两组一般资料的比较［例（%）］

一般资料	试验组（26例）	对照组（26例）	统计值	P值
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	31.54±4.38	31.08±4.07	t=0.393	0.696
性别			χ²=0.495	0.482
男	6（23.1）	4（15.4）
女	20（76.9）	22（84.6）
学历			-	＞0.999
本科	23（88.5）	24（92.3）
硕士	3（11.5）	2（7.7）
职称			χ²=0.414	0.813
护士	5（19.2）	6（23.1）
护师	8（30.8）	6（23.1）
主管护师及以上	13（50.00）	14（53.8）
ICU工作年限			χ²=0.114	0.944
＜5年	8（30.8）	8（30.8）
5~10年	8（30.8）	7（26.9）
＞10年	10（38.4）	11（42.3）
参加过ECMO培训			χ²=0.094	0.760
是	18（69.2）	19（73.1）
否	8（30.8）	7（26.9）
ECMO的培训方式			χ²=1.097	0.778
传统讲课	18（36.0）	20（41.7）
临床实践	16（32.0）	15（31.3）
情景模拟	6（12.0）	3（6.3）
小组活动学习	10（20.0）	10（20.7）
分管照护ECMO患者			χ²=0.315	0.575
是	16（61.5）	14（53.8）
否	10（38.5）	12（46.2）

表3 两组ECMO理论知识问卷、GSES、NCRS得分的比较（分，

x ¯

±s）

组别	理论知识	GSES	NCRS
试验组（26例）
干预前	72.46±5.83	2.57±0.41	55.92±6.27
干预后	81.35±5.62^ab	3.14±0.51^ab	61.96±5.14^ab
对照组（26例）
干预前	72.65±6.82	2.57±0.34	54.88±5.09
干预后	76.04±6.10^b	2.71±0.40	56.03±4.21

表3 两组ECMO理论知识问卷、GSES、NCRS得分的比较（分，

x ¯

±s）

组别	理论知识	GSES	NCRS
试验组（26例）
干预前	72.46±5.83	2.57±0.41	55.92±6.27
干预后	81.35±5.62^ab	3.14±0.51^ab	61.96±5.14^ab
对照组（26例）
干预前	72.65±6.82	2.57±0.34	54.88±5.09
干预后	76.04±6.10^b	2.71±0.40	56.03±4.21

1	龙村, 侯晓彤, 赵举. ECMO体外膜肺氧合[M].北京: 人民卫生出版社, 2016: 40-43.
2	The ECLS Registry Report. ECLS International Summary [EB/OL]. (2024-11) [2025-03-01].
3	侯晓彤. 无规矩不方圆——规范中国体外生命支持技术进入倒计时[J].中华医学杂志, 2020, 100(7): 481-483.
4	Daly KJ, Camporota L, Barrett NA. An international survey: the role of specialist nurses in adult respiratory extracorporeal membrane oxygenation [J]. Nurs Crit Care, 2017, 22(5): 305-311.
5	Foronda CL, Fernandez-Burgos M, Nadeau C, et al. Virtual simulation in nursing education: a systematic review spanning 1996 to 2018 [J]. Simul Healthc, 2020, 15(1): 46-54.
6	Berman NB, Durning SJ, Fischer MR, et al. The role for virtual patients in the future of medical education [J]. Acad Med, 2016, 91(9): 1217-1222.
7	Cobbett S, Snelgrove-Clarke E. Virtual versus face-to-face clinical simulation in relation to student knowledge, anxiety, and self-confidence in maternal-newborn nursing: a randomized controlled trial [J]. Nurse Educ Today, 2016, 45: 179-184.
8	秦玉婷, 杨彬彬, 耿雪梅, 等. 国内护理虚拟仿真领域热点及发展趋势分析[J].中华护理教育, 2024, 21(9): 1066-1071.
9	Zhao L, Dai X, Chen S. Effect of the case-based learning method combined with virtual reality simulation technology on midwifery laboratory courses: a quasi-experimental study [J]. Int J Nurs Sci, 2023, 11(1): 76-82.
10	Padilha JM, Machado PP, Ribeiro A, et al. Correction: clinical virtual Simulation in nursing education: randomized controlled trial [J]. J Med Internet Res, 2019, 21(6): e14155.
11	王才康, 胡中锋, 刘勇. 一般自我效能感量表的信度和效度研究[J].应用心理学, 2001, 7(1): 37-40.
12	王玉静. 沈阳市三级甲等医院护士临床推理能力现状及与自主学习能力的相关性研究[D]. 沈阳: 中国医科大学, 2018.
13	黄杰, 马琳. 论软件产品的用户体验性测试[J].中国金融电脑, 2017, (5): 64-66.
14	孙彤, 魏丽丽, 谷如婷, 等. 临床护理技能培训教学软件的开发及应用研究[J].中华护理杂志, 2022, 57(10): 1225-1231.
15	Alsalemi A, Tanaka L, Ogino M, et al. A skills acquisition study on ECMOjo: a screen-based simulator for extracorporeal membrane oxygenation[J]. Perfusion, 2020, 35(2): 110-116.
16	Lee H, Han JW, Park J, et al. Development and evaluation of extracorporeal membrane oxygenation nursing education program for nursing students using virtual reality [J]. BMC Med Educ, 2024, 24(1): 92.
17	Ko E, Choi YJ. Efficacy of a virtual nursing simulation-based education to provide psychological support for patients affected by infectious disease disasters: a randomized controlled trial [J]. BMC Nurs, 2024, 23(1): 230.
18	Lansdowne W, Machin D, Grant DJ. Development of the orpheus perfusion simulator for use in high-fidelity extracorporeal membrane oxygenation simulation[J]. J Extra Corpor Technol, 2012, 44(4): 250-255.
19	罗维, 金晓燕, 侯罗娅, 等. 基于扩展现实技术的护理虚拟仿真实验教学资源的开发与实践研究[J].中华护理教育, 2025, 22(1): 21-26.
20	Simmons B. Clinical reasoning: concept analysis [J]. J Adv Nurs, 2010, 66(5): 1151-1158.
21	Sim JJM, Rusli KDB, Seah B, et al. Virtual simulation to enhance clinical reasoning in nursing: a systematic review and Meta-analysis [J]. Clin Simul Nurs, 2022, 69: 26-39.
22	Liou SR, Liu HC, Tsai HM, et al. The development and psychometric testing of a theory-based instrument to evaluate nurses' perception of clinical reasoning competence [J]. J Adv Nurs, 2016, 72(3): 707-717.
23	Verkuyl M, Violato E, Southam T, et al. Facilitators' experiences with virtual simulation and their impact on learning [J]. Adv Simul (Lond), 2024, 9(1): 54.
24	International Nursing Associateion for Clinical Simulation and Learning Standards Committee. INACSL standards of best practice: simulation SM simulation design [J]. Clin Simul Nurs, 2016, 12: S5-S12.
25	俞晓晶, 徐雪芬, 许莉莉, 等. 基于虚拟现实技术的产前健康教育课程的构建及应用[J].中华护理杂志, 2024, 59(2): 184-190.
26	Verkuyl M, Violato E, Harder N, et al. Virtual simulation in healthcare education: a multi-professional, pan-Canadian evaluation [J]. Adv Simul (Lond), 2024, 9(1): 3.

[1]	董亚玲, 邓超, 刘淼淼, 张颖, 郭锋伟, 阮骊韬, 陈红, 尚佳楠, 王飞, 武慧蓉, 师桃, 宋艳. 右心室心肌应变在静脉-动脉体外膜氧合辅助支持治疗暴发性心肌炎急性期中的价值[J/OL]. 中华危重症医学杂志(电子版), 2022, 15(04): 300-303.
[2]	梁靓, 谭征, 黄婷, 高跃, 章坚, 夏杰. 新生儿先天性膈疝术后呼吸支持相关危险因素分析[J/OL]. 中华妇幼临床医学杂志(电子版), 2024, 20(01): 9-17.
[3]	袁丽, 钱际银, 张云, 张晶, 高霏. 急性呼吸窘迫综合征患者体外膜氧合救治的临床分析[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2024, 17(06): 1013-1016.
[4]	奚琼, 芮祖琴. ECMO在成人呼吸衰竭治疗及转运中的应用进展[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2023, 16(06): 899-902.
[5]	林健, 韩晓玲, 黄建华, 吴剑宏, 翁诗阳, 吴晓明. 肩关节镜手术技能训练中同伴协作学习与个体学习教学效果的对照研究[J/OL]. 中华肩肘外科电子杂志, 2023, 11(04): 350-354.
[6]	田明威, 陈曦曌, 章敏. 基于案例教学法的"学生主导式病例汇报"模式在肾脏内科规培生临床教学中的实践与思考[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2026, 15(02): 112-115.
[7]	龚睿, 余愿, 张建成, 杜中涛, 侯晓彤, 邱海波, 尚游. 体外生命支持临床研究进展：2025[J/OL]. 中华重症医学电子杂志, 2026, 12(02): 106-111.
[8]	侯晓彤. 中国体外生命支持：初心为舵，创新为帆[J/OL]. 中华重症医学电子杂志, 2026, 12(02): 101-105.
[9]	叶湘云, 麻希洋, 贺芳. 产后大出血合并肺出血一例并文献复习[J/OL]. 中华产科急救电子杂志, 2025, 14(01): 46-53.
[10]	卢晓芝, 黄磊, 樊尚荣. 应用体外膜肺氧合生命支持治疗妊娠合并暴发性心肌炎一例并文献复习[J/OL]. 中华产科急救电子杂志, 2025, 14(01): 37-45.
[11]	陈芳, 王建英, 曹建用, 刘丽, 罗晓琴. 基于分析-设计-开发-实施-评价模式的叙事护理培训在产科预防性介入治疗中的应用[J/OL]. 中华介入放射学电子杂志, 2024, 12(04): 392-396.
[12]	石文, 刘冬冬, 黄景春, 梁荣良, 肖倩, 林海标, 黄宪章. 基于案例的虚拟仿真平台在临床生物化学检验实习带教中的应用[J/OL]. 中华临床实验室管理电子杂志, 2024, 12(03): 135-139.
[13]	王金丹, 谢叙一, 张雷磊, 李佳慧, 朱心洁, 何超翔. 程序性死亡受体1分子抗体制备及应用的虚拟仿真实验建设思路与应用[J/OL]. 中华临床实验室管理电子杂志, 2023, 11(03): 181-185.
[14]	梁丽娟, 米友军. 疫情防控常态化背景下"互联网+"虚拟仿真教学在诊断学实训教学中的价值[J/OL]. 中华诊断学电子杂志, 2022, 10(04): 280-283.
[15]	詹维强, 李梦蝶, 涂玉玲, 郭艳, 芦乙滨, 史新格, 许明. 早期CRRT联合VA-ECMO治疗难治性心源性休克的临床效果[J/OL]. 中华卫生应急电子杂志, 2024, 10(05): 260-268.

阅读次数

全文

摘要

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Application of virtual simulation system combined with case-based learning in extracorporeal membrane oxygenation nursing training

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Application of virtual simulation system combined with case-based learning in extracorporeal membrane oxygenation nursing training