乳腺外科在外科学当中占据着十分重要的地位，其诊疗理念与技术正随着精准医学时代的到来而飞速发展。保乳手术（Breast-conserving Surgery， BCS）作为早期乳腺癌的首选术式之一，在施行这种手术的时候，不但要求外科医生能够彻底将肿瘤切除掉，以此来保证治疗效果，而且还得考虑到术后乳房的美观情况以及形态状况，这对术者在操作技巧方面、对于解剖层次的理解程度以及空间感知能力等方面都提出了极高的要求
［1］。传统的乳腺外科临床教学模式大多依靠理论授课、手术录像观摩及手术室实地见习。然而，受限于手术室空间、患者隐私与安全，以及日益增长的医疗压力，实习生往往难以获得理想的观摩视角和充足的实践机会，更无法亲身体验关键步骤的操作手感，导致理论知识和临床实践之间存在着颇为明显的差距
［2］。
与此同时，现代医学教育迫切推动传统模式向现代化、数字化方向转型。虚拟现实（Virtual Reality， VR）技术属于一种富有创新性的教学工具，它借助创建出高度仿真且具备互动性的三维环境，给外科教学带来了全新的解决办法。VR技术可以把二维的、呈平面状态的手术录像转变成带有沉浸感并且能够进行互动的立体感受，让学习者可以凭借主刀医师的“第一视角”去充分融入手术场景当中，随意地去观察组织解剖的各个层次、血管神经的走向情况以及手术器械的操作路径，进而能够深切领会到在保乳手术中“肿瘤精准切除”这一要点以及“乳房外形保全”这个关键点所蕴含的精髓之处
［3］。这样的沉浸式学习方式不但对传统观摩所存在的不足进行了有效补充，而且和精准医学所强调的“可视化、精准化、个性化”的核心理念极为契合
［4］。
研究表明，将VR技术运用到外科培训当中，能够十分有效地缩短学习曲线，进而让学员的操作自信度以及手术熟练度都得以切实提高
［5］。在普外科、骨科等诸多领域，VR模拟训练已然被证实是一种颇为行之有效的教学方式
［6］。然而，该技术在乳腺外科，尤其是在保乳手术这种既有着功能层面要求又有着美学层面要求的术式教学中的应用探索，目前还仅仅处于起步阶段而已。因此，本研究着力于探索将VR技术同传统手术录像相互融合起来的全新教学模式，并且要对其在乳腺保乳手术临床教学中的应用实际效果加以评估，希望能够借此为创新外科教学的方法以及提升医学人才的培养质量给出相应的实证方面的依据。
1 对象与方法
1.1 研究对象
本研究采用前瞻性、随机对照试验设计，严格遵循医学教育研究规范，旨在系统评估虚拟现实（VR）技术结合手术录像的教学模式在乳腺保乳手术临床教学中的应用效果。
选取2024年9月— 2025年6月期间，于西安交通大学第一附属医院乳腺外科完成系统轮转的住院医师规范化培训学员（第一至第三年）及临床医学专业五年级实习生作为研究对象。纳入标准包括：①已完成基础外科学与乳腺外科理论课程；②无VR模拟手术操作经验；③自愿参与并签署知情同意书。排除标准为：①轮转时间不足；②既往有乳腺外科手术操作经验。
采用计算机生成随机数字表，将符合标准的120名学员按1∶1比例随机分配至实验组（n=60）与对照组（n=60）。随机序列由独立统计学生成并密封保存，分组信息在入组前对研究者及学员隐藏。两组学员在年龄、性别、学历背景及入组前乳腺外科理论基线测试成绩等方面均无统计学差异（P>0.05），具有良好的可比性。
1.2 教学方法
两组教学周期均为4周，核心教学内容统一围绕“乳腺癌保乳手术”展开，由同一组具备高级职称、临床与教学经验超过10年的乳腺外科专家团队实施带教，以控制教师因素可能带来的偏倚。
对照组采用传统教学模式。 该模式严格遵循教学大纲，内容包括：①理论授课（4学时）：系统讲授保乳手术的适应证、禁忌证、标准手术步骤、关键操作技巧、术中决策要点（如切缘评估与处理、腺体瓣成形技术）及术后并发症防治策略。②手术录像观摩（4学时）：集中观看2~3例由带教教师精选的典型保乳手术全程录像，教师进行同步讲解与关键步骤点评。③手术室见习：安排学员进入手术室观摩至少2台真实保乳手术，感受手术氛围与环境，但无动手操作机会。
实验组采用VR技术结合手术录像的整合教学模式。 在同等理论授课（4学时）的基础上，对本组学员的实践教学环节进行系统性重构与深化，融合了沉浸式模拟与精细化复盘。①VR模拟训练模块（6学时）：采用与高校联合开发的“乳腺保乳手术VR模拟训练系统”。该系统基于真实患者CT/MRI数据构建高保真三维模型，精确还原手术室环境、器械及乳腺层次解剖结构（包括皮肤、皮下脂肪、腺体、胸大肌、主要血管及神经）。训练分为两个阶段：第一为基础技能操作，学员在VR环境中进行器械操控、组织分离、电凝止血、缝合打结等基础外科技能练习。第二为全程手术模拟：学员以主刀视角完整执行虚拟保乳手术流程，涵盖切口设计、皮瓣游离、肿瘤精准显露与切除、术中切缘评估的模拟决策、腺体瓣移位与残腔成形、美容缝合等关键步骤。系统内置的物理引擎可模拟组织力学反馈，并实时记录学员的操作路径、手术时间、虚拟出血量、切除范围合规性等多项绩效指标，提供即时、量化的操作反馈。②手术录像精讲与结构化复盘模块（4学时）：此模块旨在将被动观看转化为主动的、引导式的深度学习。带教教师利用VR系统或高清交互显示屏，对经典手术录像进行“逐帧精讲”与“决策点剖析”。重点包括关键决策逻辑分析：结合录像，深入讲解术中对肿瘤切除范围界定、切缘安全性判断、腺体成形方式选择等核心决策的临床思维过程。高阶操作技巧分解：对录像中展现的精细操作（如乳头乳晕复合体血运的保护、无张力残腔闭合技巧等）进行慢放、多角度回放与原理阐释。VR操作关联与反思：引导学员将录像中观察到的专家技巧与自身在VR模拟中的操作体验进行对比，由教师进行针对性点评与策略优化指导，形成“观察—模拟—反思—提升”的闭环学习路径。
1.3 教学效果评估
教学周期结束后，由对分组不知情（盲法）的评估团队对两组学员进行统一考核。评估体系涵盖知识、技能与主观感受三个维度，确保评估的全面性与客观性。
理论考核： 采用闭卷笔试形式，满分100分。试卷内容严格依据教学大纲设计，覆盖保乳手术相关的核心理论知识、适应证选择、并发症管理等，两组试卷难度与内容完全一致。
操作技能评估：采用客观结构化临床考试（OSCE）模式。专门设立“保乳手术关键步骤模拟”考站，实验组使用原VR系统进行评估，对照组使用同类别的高保真乳腺手术模拟器进行评估，以确保评估环境的一致性。学员需在限定时间内完成一项标准化任务（例如：基于一个给定的虚拟肿瘤模型，独立完成手术切口设计、肿瘤切除及初步缝合）。由2名不了解分组情况的高年资乳腺外科医师，依据预先制定的统一量化评分量表（包含操作流畅性、解剖准确性、器械使用规范性、无菌原则、决策合理性及整体效率等维度）进行独立盲法评分，满分100分。评分者间信度（ICC）经检验大于0.85，确保评分一致性。
教学满意度调查：采用Likert 5级量表（1=非常不同意，5=非常同意）自行设计问卷，从学习兴趣提升、解剖层次理解、手术流程熟悉度、操作自信心增强，以及对教学模式的总体满意度五个维度对实验组学员进行调查。
1.4 统计学方法
采用SPSS 26.0软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以率（%）表示，采用χ²检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
本研究顺利完成了对120名学员的全部教学及考核评估，两组学员均全程参与，无中途退出或数据脱落情况。通过对理论考核、操作技能评估成绩及教学满意度问卷的综合分析，结果显示，采用VR技术结合手术录像教学模式的实验组，在多项评估指标上均显著优于采用传统教学模式的对照组。
2.1 两组学员考核成绩比较
教学周期结束后，对两组学员进行了统一的理论与操作技能考核。如
表1所示，在理论考核方面，实验组的平均成绩为（88.4±5.2）分，显著高于对照组的（76.8±7.6）分，差异具有统计学意义（
t=6.927，
P<0.001）。这表明沉浸式、交互式的学习模式更有助于学员深化对保乳手术复杂理论知识和决策要点的理解与记忆。
在操作技能OSCE考核中，两组的成绩差异更为明显。实验组的平均得分（86.1±6.3）分，远超对照组（70.5±8.9）分（t=8.142，P<0.05）。实验组学员在操作流畅性、器械使用的准确性，以及对解剖层次（如腺体瓣游离的层面）的把握上表现出明显优势。这直接证明了VR模拟训练所提供的重复性、无风险的操作练习，能有效转化为真实场景下的操作技能提升，显著缩短了学习曲线。
2.2 教学满意度调查结果
对实验组学员进行的教学满意度问卷调查结果（
表2）显示，新型教学模式获得了极高的认可。超过90%的学员对各项指标表示“满意”或“非常满意”。其中，“对手术流程的熟悉度”和“对解剖层次的理解”两项认可度最高（均为96.7%），这得益于VR技术提供的三维、可交互的沉浸式体验，使学员能够从主刀视角透彻理解手术空间关系。此外，“学习兴趣的提升”（93.3%）和“操作自信心的增强”（90.0%）也获得了高度评价，表明该模式能有效激发学员的内在学习动机，减轻其首次进入真实手术室的焦虑感。高达96.7%的总体满意度，充分证明了该教学模式在学员中的接受度和受欢迎程度。
综上所述，将VR技术与手术录像精讲深度融合的教学模式，在乳腺保乳手术的教学中取得了显著成效。该模式不仅在客观考核指标上有效提升了学员的理论水平和操作技能，更在主观层面获得了学员的高度认可，为外科技能培训提供了新的有效途径。
3 讨论
本研究采用严谨的随机对照试验设计方式，全面且细致地评估了将虚拟现实技术与手术录像相结合所形成的创新教学模式，在乳腺保乳手术教学方面的实际应用效果。研究得出的结果显示，相较于传统的教学方法，运用VR结合手术录像的教学模式，其对应的实验组学员在理论方面的考核以及操作技能的评估当中均取得了显著更好的成绩（P <0.05），并且在相关的教学满意度调查中，同样得到了更高的评价。此项研究成果一方面证实了新的教学模式确实具备有效性，另一方面也为乳腺外科临床教学改革给予了极为关键的实践方面的依据。
3.1 研究结果的深度解读与意义分析
从认知心理学方面来讲，将VR技术同手术录像结合起来所形成的教学模式之所以能收获明显成效，主要是因为它达成了多重学习效应的叠加情况。VR技术所给出的沉浸式体验是契合“体验式学习理论”的，学员借助亲身的操作以及即时获得的反馈，顺利完成了从具体经验一步步迈向抽象概念化的整个学习循环流程。手术录像当中精心安排的讲解与复盘环节，进一步强化了“认知学徒制”的效果，学员通过仔细观察专家的操作过程并聆听相关讲解，成功内化了专家的思维流程以及操作技巧。这样一种把“做中学”和“看中学”相互融合起来的方式，切实有效地推动了显性知识与隐性知识能够同时得以获取。
与传统教学模式相比，新教学模式在空间解剖理解方面展现出独特优势。保乳手术要求医生在三维空间中精确判断肿瘤位置与周围组织的关系，而传统二维影像和手术观摩难以实现，新教学模式在理解空间解剖方面具有独特优势。保乳手术需要医生在三维空间里精准判断肿瘤位置和周围组织的关系，但是传统二维影像以及手术观摩很难有效传递这种空间信息。VR技术借助三维可视化功能，能让学员从任意角度观察组织结构，甚至能“进入”组织内部查看解剖关系，这样的体验对空间认知能力的培养帮助很大
［3，7］。本研究中，学员对“解剖层次理解”这一项的满意度高达96.7%，这充分说明了这一点。
3.2 教学优势的多维度分析
从技术教育学方面来讲，把VR和手术录像相结合的教学模式有着三个关键的优势：其一，它给出了一个安全地可以尝试出错的环境，在这个环境下，学员能够在没有风险的情形下不断地去练习，如此一来便克服了在临床实习期间那种“害怕犯错”的心理方面的阻碍。其二，它达成了教学过程能够被看见以及能够被量化的状态，该系统是能够把学员的操作轨迹、完成的时间等等这类数据都记录下来的，从而为客观地去评估相关情况提供了相应的依据。其三，它还能够支持个性化的学习方式，也就是说学员可以依据自身实际的具体情况来对学习的进度以及难度做出相应的调整
［8］。
这种教学模式与乳腺外科精准化发展的需求颇为契合。现代保乳手术不单单要求将肿瘤彻底切除干净，还着重于尽可能地保留乳房的外观以及功能，如此一来便对手术的精准度提出了相当高的要求。VR模拟系统能够设置出不同难度级别的手术场景，从而使得学员可以一步步地掌握那些精准的操作技巧，像是微小血管的保留、腺体瓣的精细成形等等，这些在传统教学当中往往是难以开展训练的高级技能
［1］。
3.3 与传统教学和单纯VR训练的优势对比
和单纯的VR训练不同，本研究采用的结合模式有着明显的优势。单纯的VR训练虽然能够提供操作练习的机会，然而却缺少专家指导以及经验分享的相关环节。不过手术录像精讲模块恰好可以补足这一不足之处，借助专家针对关键决策点以及操作技巧展开的细致剖析，让学员做到不但“知其然”，而且还能“知其所以然”。这样的结合模式达成了技能训练同临床思维培养之间的有机融合。
与传统手术观摩相比，新模式下学员从被动观察者转变为主动参与者。在VR环境中，学员需要自己做出决策并承担操作后果，这种主动参与极大地增强了学习投入度和记忆深度。研究表明，主动学习的效果通常比被动学习高出数倍，这也在一定程度上解释了本研究中实验组的优异表现
［9］。
3.4 理论贡献与实践意义
本研究的关键理论贡献在于证实了“数字孪生”（Digital Twin）技术于医学教育所具备的应用价值。借助构建高保真的虚拟手术环境这一举措，给学员打造出了一个和真实临床极为相近的训练平台。此种基于数字孪生的教学方式，极有可能会成为未来外科教育的重要发展趋势
［10］。
在实践层面，本研究为解决临床教学中的多个痛点提供了可行方案：其一，缓解了医疗资源较为紧张跟教学需求之间存在的矛盾，一台VR设备能够供多个学员多次使用，这使得教学资源的利用效率得以大幅提升；其二，降低了教学对于患者资源的依赖程度，减少了对真实患者的打扰以及可能存在的潜在风险；其三，达成了教学过程的标准化，防止了因教师个体差异而引发的教学质量出现波动的情况
［11-12］。
3.5 面临的挑战与改进方向
虽然收获了颇为显著的成果，不过本研究同样凸显出新教学模式所面临的若干挑战。其一便是技术成本方面的问题，高质量的VR设备以及配套的软件系统，其价格着实不菲，这或许会对其在那些资源相对有限的医院展开推广运用形成限制。其二在于模拟真实度的问题，就目前来看，VR技术在视觉仿真的层面已经取得了相当大的进展，然而在触觉反馈这个方面却依旧存在欠缺，尤其是针对组织质感的模拟，和实际真实的情况相比是存在一定差距
［13-15］。
师资培训同样属于一个重要挑战所在。全新的教学模式规定教师既要掌握专业知识以及教学技能，又要对VR技术的操作与维护较为熟悉，这便给传统临床教师提出了全新的能力方面的要求。怎样高效地对教师展开培训，使其能够适应这一变革情况，乃是需要在后续进一步予以解决的一个问题
［13］。
面对这些挑战，本研究提出如下几个建议：其一，着手开发基于云平台构建起来的VR教学系统，借助集中部署而进行分布式使用的这样一种方式，以此来使得单个医院在成本方面所面临的压力能够得以降低；其二，进一步强化针对触觉反馈技术展开的研发工作，从而促使模拟的真实程度得以提升；其三，搭建起专门用于教师培训的体系，进而助力临床教师掌握数字化教学工具的使用办法。
3.6 研究局限性与未来展望
本研究存在若干局限性：首先，作为单中心研究，样本量相对有限，结果的外推还需借助更多相关研究来加以验证；其次，评估时间较短，缺乏对长期的追踪；第三，主要是针对基础技能展开评估，而对于复杂决策能力的评估则不够周全。
未来的研究可从如下方面进一步开展：第一，着手开展多中心且样本量大的研究，以此来验证教学效果所具有的普遍适用性；第二，实施长期的跟踪随访工作，对技能的保持状况以及临床转化的实际效果展开评估；第三，着力去开发更为先进的评估体系，尤其针对临床决策能力要探寻能够实现量化评估的具体方法；第四，深入探索和人工智能技术相互融合的方式，比如可尝试开发智能导师系统，从而为学员给予个性化的指导建议。
4 结语
本研究借助随机对照试验得出证实，将虚拟现实技术同手术录像相结合所形成的教学模式，在针对乳腺保乳手术展开的培训当中，明显具备相当突出的优势。此种教学模式一方面可提升学员在相关理论方面的水准，另一方面也能促使他们的操作技能得以提高，并且还能够让学员的学习兴趣得到增强，使他们在操作过程中更有自信心，进而收获了学员们极为充分的认可。
从教育理念方面来讲，这样的教学模式体现出了外科教育正经历着一个十分重要的转变，即从以往单纯的“经验传承”逐步朝着“科学化训练”的方向转变。其借助技术方面的手段，达成了让教学过程能够实现标准化、可以清晰地呈现出来也就是可视化，同时还能够用数据来衡量也就是可量化的这样一种状态，进而给外科技能培训带来了全新的范式。
从实践应用的角度来讲，新模式在推广的时候确实面临着像成本、技术以及师资等诸多方面的挑战。不过伴随技术持续向前发展以及成本慢慢有所降低，这种依托于VR所开展的模拟训练，极有可能会成为未来外科教育中一个颇为重要的构成部分。所以不妨建议医学院校还有培训基地一步步地引入这样颇具创新性的教学方法，并且与此同时还要着重强化与之相关的师资培训工作以及课程建设事宜，从而培育出能够更好地契合现代外科发展所需求的医学人才。
未来研究应着眼于如何进一步优化技术方案、降低应用成本、完善评估体系，进而推动这一创新的教学方法在更为广泛的范围内得到应用，最终促使中国乳腺外科教育的整体水平获得提升。
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