1. 引言
虚拟现实(VR)，也称为虚拟仿真，是一个完全合成的世界，参与者和观察者可以沉浸其中并与之互动[1]。混合现实(MR)和增强现实(AR)是由VR技术开发的VR的子类。虚拟现实可以用来创造一个安全的活动环境[2]；例如，它在医学领域有许多应用。在许多国家，虚拟护理广泛应用于基础护理、内科和外科、产科和儿科护理等护理项目中[3]。根据美国2018年的技术使用预测，VR将在未来5年内在护理领域获得最大的进展，采用率将从当前的10%提高到45% [4]。先前的研究已证明，VR可以在灾难和社区环境中进行有效的护理培训或干预[5]，虚拟临床技能训练系统是现代医学教育的重要发展方向，通过技术的创新，不仅可以提升学员的临床技能、沟通能力和决策能力，还能显著提高医学教育的效率和安全性。随着更多高新技术的融入，VCSTS将不断改变传统医学教育的方式，为医疗行业培养出更加优秀和全面的医疗专业人才。此外，基于VR技术的家庭护理和员工压力护理在平时也是可取的[6]。
本研究旨在通过以下方面深入了解VR技术在护理研究中的整体应用情况：我们使用文献计量方法分析了关于护理研究中VR的科学引文索引(SCI)论文。数据包括国家、地区、机构、期刊、研究类别、关键词和引用文献的引用情况。此外，作为本研究的核心，我们建立了一种可视化和无偏见的方法来探索该研究领域的热点知识前沿。使用本研究提出的研究方法，讨论了国家、地区、机构和期刊的分布及研究影响力。讨论了虚拟现实在护理中的热点、未来发展空间和潜在挑战。这为计算机研究人员、护士、教育工作者和医疗工程领域的专家提供了参考。
2. 方法
2.1. 引文数据的选择
2024年7月15日，我们从Web of Science核心合集(WoSCC)检索了2000年1月1日至2024年7月15日期间发布的所有引文数据。检索公式为TS = (VR或“虚拟现实”或“虚拟仿真”或AR或“增强现实”或MR或“混合现实”)和(护理或护士*)。我们选择了英文文献文章，排除了书籍章节、数据论文、早期访问论文和会议论文。为了从分析中获得更准确的结果，我们手动删除了与虚拟现实在护理中应用无关的出版物。排除标准如下：(1) 研究主题不是虚拟现实；(2) 研究方向与护理无关；(3) 研究内容不是关于虚拟现实在护理中的应用。最终选择了498篇文献。我们从每篇出版物中收集了以下基本数据：标题、出版年份、国家或地区、机构、期刊、参考文献和关键词。
2.2. 统计分析
使用https://bibliometric.com/app描述了不同国家或地区的文献发送情况。Vosviewer用于生成关键词的热度图、国家或地区、机构、期刊、研究类别、关键词和参考文献的聚类分析。
3. 结果
3.1. 按发表年份分布的文章
如图1所示，2000年至2019年间，按年度出版物数量呈现上升趋势线斜率较小。发表论文的数量增加相对平缓，年均增加量小于5。2019年至2024年间，发表论文的数量显著增加。
引用文献中提到了共95个国家或地区。图1中的色块区代表发布的文献数量，不同颜色的连线表示区域之间的合作关系。我们可以看到，美国、中国，韩国，澳大利亚和英国发表的文章最多。
注：每年发布的文件数量由柱状图表示。蓝色趋势线分别表示出版文件数量保持稳定的趋势和出版文件数量急剧增加的趋势(左)。(右)各国家或地区在虚拟现实应用于护理研究中的合作关系。不同颜色的区域代表不同的国家。色块区域的大小描述了发布的文献数量。不同色块之间的连接表示国家间的合作关系。
Figure 1. Trends in the number of publications on the use of virtual reality in nursing research between 2000 and 2024
图1. 2000年至2024年间关于虚拟现实在护理研究中的应用的出版物数量趋势
3.2. 机构分析
图2列出了发表文献数量最多的机构，分别是：新加坡国立大学(29篇，被引用162次)、约翰霍普金斯大学(15篇，被引用149次)、纽卡斯尔大学(6篇，被引用115次)、罗伯特莫里斯大学(4篇，被引用99次)。图2中每两个标签之间的连线表明机构之间合作紧密。
注：图中的每个标签代表一个研究机构。标签之间的连线表示机构之间的合作关系。
Figure 2. Collaborations between research institutions in the application of virtual reality to nursing research
图2. 各研究机构在虚拟现实应用于护理研究中的合作关系
3.3. 期刊和作者影响力分析
被引文献中的期刊构成了引文文章的知识基础。在高数量引文期刊中的研究领域构成了近期的研究热点。在研究类型方面，医学/护理领域占据了这两个期刊的大部分研究。同时，研究热点还包括跨学科应用研究，包括计算机科学和教育(表1)。图3的左侧和右侧分别显示了期刊研究领域。彩色曲线描绘了来自不同学科期刊的引用情况。
Figure 3. Top 10 cited journals for publishing literature using virtual reality in nursing
图3. 在护理中应用虚拟现实发表文献的前10个引用期刊
Table 1. Journal impact analysis
表1. 期刊影响力分析
| 期刊名 |
文章总数 |
总被引用次数 |
平均被引次数 |
| Nurse education today |
63 |
415 |
6.59 |
| Clinical simulation in nursing |
61 |
288 |
4.72 |
| Journal of medical internet research |
17 |
152 |
8.94 |
| Cin-computers informatics nursing |
22 |
70 |
3.18 |
| Nurse educator |
14 |
57 |
4.07 |
| Simulation in healthcare-journal of the society for simulation in healthcare |
5 |
39 |
7.80 |
| International journal of nursing studies |
1 |
30 |
30.00 |
| Journal of clinical nursing |
5 |
29 |
5.80 |
| Computers & education |
3 |
28 |
9.33 |
| International journal of environmental research and public health |
8 |
21 |
2.63 |
2000年至2024年间在护理中应用虚拟现实发表文献的期刊双图叠加。绿色路径显示，医学/医疗/临床研究领域的文章更有可能引用健康/护理/医学领域的文章。蓝色路径显示心理学/教育/社会学领域的文章可能被心理学/教育/健康领域所引用(见图4)。
注：绿色路径显示，医学/医疗/临床研究领域的文章更有可能引用健康/护理/医学领域的文章。蓝色路径显示心理学/教育/社会学领域的文章可能被心理学/教育/健康领域所引用。
Figure 4. Double-image overlay of journal publications using virtual reality in nursing
图4. 在护理中应用虚拟现实发表文献的期刊双图叠加
3.4. 关键词好文献分析
我们可以使用vosviewer软件默认设置的模块化聚类算法来分析引用文献的热词。在图5中，引用次数和频率越高，关键词越接近黄色色块；引用次数和频率越低，则关键词越远离黄色色块。虚拟现实、仿真和护理教育似乎是过去10年研究中使用的较为活跃的关键词。同时，我们使用vosviewer软件分析了新兴关键词，包括“虚拟现实”、“知识”和“仿真”。这些活跃关键词代表了研究热点。
注：频率较高的关键词形成黄色区域，频率较低的关键词形成蓝色区域。
Figure 5. Visualization of keyword density in publications using virtual reality in nursing
图5. 在护理中应用虚拟现实发表文献的关键词密度可视化
Figure 6. Top 10 references to published literature on the use of virtual reality in nursing
图6. 在护理中应用虚拟现实发表文献的前10个参考文献
被引文献构成了研究的基础。参考文献的频率代表了它们的影响力。对共同引用文献的分析可以显示一个领域的研究主题和发展背景。有两篇文章补充和修订了国际护理协会关于临床模拟和学习的实践标准。其他文献，包括随机对照试验和系统评价，都表明虚拟现实作为护理教育中的一种有前途的技术得到了应用。被引文献的聚类标签是从引用文献中获得的。
4. 讨论
上述结果表明，关于虚拟现实(VR)与护理整合的文献数量急剧增加。这是因为从2020年春季开始的新冠肺炎疫情阻碍了许多传统诊所和护理技能实验室为护理学生提供临床实践经验。因此，许多护理学生依赖与虚拟场景的互动来推进和完成护理课程[7]。由于美国国家护理理事会于2016年提出的护理课程[8]建议使用模拟作为传统临床经验的替代品，美国在护理领域中VR的研究相对较其他国家丰富。在合作强度方面，英国、中国、美国、加拿大和澳大利亚的中心度较其他国家强。这表明发达国家是护理研究和虚拟现实医学领域的推动力，但一些发展中国家也在进行科学研究。这个结论与虚拟现实医学研究中的国家文件情况相当[9]。组织的分析结果表明，美国和加拿大在这一领域的研究较多，这与Garrett，Bernard M的结论一致。各机构之间的参考文献仍然较少。然而，在图6中，引用和被引期刊的学科领域非常丰富，表明这一领域有更大的扩展空间。同时，通过关键词共现和参考文献聚类分析，得出了活动主题随时间变化的方向。
通过使用VOS viewer分析相似的活跃关键词，计算出随时间变化的研究热点为“虚拟现实”、“知识”和“模拟”。这表明护理行业中关于VR的研究倾向于在护士培训中模拟真实场景。与虚拟现实护理相关的系统传递医疗知识，可应用于学校、实践基地和临床实践。可以在虚拟世界中建立虚拟人，以展示解剖知识或发展护士–患者沟通技能[10]。各种类型的操作训练，如导尿或气管插管[11]，可以使用与实际实验室相同的虚拟场景来实现。通过虚拟场景还可以生成自我评估测试系统，为教师和护理学生生成自我评估测试[12]。虚拟场景还可以帮助新的医疗和护理实习生减少针刺伤或锐器伤害的发生。这对于可能在基于实践的学习中害怕职业暴露事件的新护理实习生有益。在临床应用中，VR系统不仅为工作人员带来便利，还积极有效地干预患者的身心健康[13]“基于VR技术的家庭护理和员工压力护理在平时也是可取”，VR在家庭护理中有什么作用吗？VR技术在家庭护理中的应用潜力巨大，能够为患者提供更高质量的护理服务，同时也能支持护理人员的职业发展和心理健康。从训练和教育，到患者康复与心理支持，VR的应用为家庭护理开拓了新的视野，未来有望在医疗健康领域发挥更重要的作用。这种技术不仅能够提升护理质量，还可能推动整体医疗模式的变革，致力于实现更为人性化和个性化的护理服务。
模拟虚拟现实可以用来解决传统教育方法在培养医务人员处理医疗卫生紧急情况技能时的情景或经济限制。现代模拟已经从20世纪20年代的“蓝盒子”发展而来。2013年，Daniel Cohen等人与临床医生进行了一个队列研究，以确定使用虚拟医院前爆炸场景进行重大事件响应准备和培训的低成本模拟环境的可行性[14]。在COVID-19疫情爆发期间，使用VR实现了一个模拟课程来训练护士应对传染病灾难。课程包括模拟护理视频咨询、医院前设置、家庭访问、急诊室到达和后续康复家庭访问[15]。在重视人文关怀的当今社区基础医疗中，基于虚拟场景的护理培训不仅限于学校和医院，社区和家庭护理的虚拟场景也在不断开发。Yvonne等人证明，通过针对非裔美国人和阿米什患者的产前/产后虚拟模拟体验，虚拟护理可以有效地培养学生跨越地理障碍，获取多元文化并提升文化能力[16]。
高度被引用的参考文献影响研究的前沿发展，主要集中在护理教育领域，这与热门关键词的分析结果一致。引用的聚类持续到最新的文献，可以预测研究趋势，包括虚拟模拟、虚拟学习、临床技能和痴呆症。我们可以发现，痴呆症已成为一个热门研究关键词。
虚拟临床学习模拟
引用中的最大聚类结果包含虚拟模拟、虚拟学习和临床技能。这意味着各种适用于护士培训的虚拟现实系统正在被开发。
高保真模拟技术的使用被建议作为为护理学生提供临床经验的一种方式。虚拟临床模拟(VCS)在护理中的目的是培养学生的专业技能，可以允许一个或多个人参与。由于在开发VCS时必须了解实习生的行为意图，各种虚拟临床技能训练系统不断被开发和改进。促进人文关怀的虚拟护理系统涵盖但不限于以下内容：护理人体各种器官、精神和心理护理、膝关节置换术中的口腔护理技能、子宫镜手术护理、鼻胃管置入和外科缝合。护士培训计划还包括管理能力。值得一提的是，VR帮助实现了远程医疗服务[17]。虚拟护理培训不仅是不同护理操作中可选择的教学模式，而且打破了区域和空间障碍，为远程医疗服务的发展引入了新的理念。
被引期刊的研究领域丰富，涵盖医学、康复、神经生物学、心理学、经济学、运动学、计算机科学和数学。这表明当今VR在护理领域的发展离不开各学科的基础知识。
本研究存在一些潜在的局限性。首先，我们仅观察了2000年至2024年间发表的文献。一些研究正在进行中，但尚未发表。其次，我们仅在woscc数据库中搜索了文献，这是一个流行的学术数据库。如果包括其他数据库的引用，例如Google Scholar或PubMed，可能会有一些微小差异。然而，由于不同数据库的引用计数方法不同，同时融合和分析是不可能的。第三，尽管我们同时阅读了本文分析的文章，但我们无法排除研究者本身的偏见。
5. 结论
护理VR产品已经或正在许多国家使用，但该领域的研究论文数量并不多。作为护理研究的新领域，虚拟护理对护士和客户均产生了影响。它涵盖了广泛的学科，并在整个生命周期中有应用。护理研究倾向于关注护士教育和老年人。虚拟场景的设计可以参考国际临床模拟与学习护理协会(INACSL)的动态标准进行编辑。虚拟场景在投入使用之前需要经过测试，以获得适合且有效的虚拟培训系统。当今的医疗保健体系复杂，护理正变得越来越专业化。护理学生必须为应急和基本的社区护理环境做好准备。基于上述因素，护理VR的研究和应用将变得更加广泛。
致 谢
感谢国家自然科学基金资助项目(项目编号：50902110)。
NOTES
*通讯作者。