院外心脏骤停（out-of-hospital cardiac arrest, OHCA）是一个全世界范围内重大的公共卫生问题，中国每年死于心脏骤停的患者也高达54.4万人^[1]。根据世界卫生组织和国际复苏联络委员会的科学声明^[2-3]，对12岁及以上的公众实施心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation, CPR）培训是提高OHCA患者生存率和有效改善预后的重要措施之一。随着培训设备的进步和教学形式的多元化，2020年美国心脏协会（American Heart Association, AHA）相关指南和2018年中国心肺复苏培训专家共识也都建议将虚拟现实（virtual reality, VR）技术应用于CPR的培训教学中，以革新培训手段和提高教学质量^[4-5]。目前，国内外学者逐渐探索和尝试在CPR的培训和教学中使用VR技术，然而，基于VR进行CPR培训教学的效果是否优于传统培训方法目前仍存在争议^[6]，且国内关于VR式CPR培训的相关研究仍然较少，整体文献缺乏代表性。因此，本研究通过Meta分析的方法，整合国内外关于VR在CPR培训教学中的应用效果，以期为VR技术在CPR培训教学中的应用提供循证依据。本研究已在PROSPERO数据库中注册，注册号为CRD42020195736。

1 资料与方法 1.1 检索策略

检索中国期刊全文数据库、中国生物医学文献服务系统、维普期刊资源整合服务平台、万方数字化期刊全文数据库、PubMed、Cochrane library、EMBASE、Science Direct、Web of Science、Springer Link、OVID等数据库中关于VR技术应用于心肺复苏培训教学中的随机对照研究。检索时限从建库至2021年5月。中文检索词：“虚拟现实/虚拟技术”“心肺复苏/基础生命支持/胸外按压”“急救培训/复苏教育/培训教学”；英文检索词：“virtual reality/virtual technology/VR”“cardiopulmonary resuscitation/CPR/basic life support/BLS”“first aid training/resuscitation education/emergency skill teaching”。采用主题词与自由词相结合的方式进行检索，辅以手工追溯检索参考文献及关联文献。

1.2 文献纳入与排除标准

纳入标准包括(1)研究类型：VR培训方式和其他传统培训方法在CPR教学中应用效果对比的随机对照试验；(2)研究对象：参与CPR培训或包括CPR的基础生命支持的急救培训的12岁及以上受训对象，不限职业；(3)干预措施：试验组为采用VR设备和VR软件进行CPR培训教学，VR相关设备及软件不限，对照组采用除VR以外的其他方式进行CPR理论和（或）技能的培训教学；(4)结局指标：包括CPR理论成绩、CPR技能操作考核成绩、CPR按压深度及按压频率。

排除标准：重复或一稿多投的文献；全文为中英文以外语种的文献；无法获取数据或数据缺失文献；资料收集不当或统计学方法有误。

1.3 文献筛选与资料提取

由2名研究者独立进行文献筛选和资料提取。通过文献管理软件去除重复文献，阅读题目和摘要进行文献初筛，排除不符合纳入标准的文献后，阅读全文进行复筛，确定纳入文献。对存在分歧的研究由第3名研究者协助裁决。

资料提取内容包括：(1)纳入研究的基本信息，如第一作者、发表年份、国家等；(2)研究对象的基本情况，包括人群特征、样本量、培训教学中使用的VR设备或软件等；(3)试验组和对照组的具体干预措施；(4)结局指标和测量工具。

1.4 文献质量评价

2名研究人员根据Cochrane handbook随机对照试验的偏倚风险评估标准^[7]，对纳入文献进行质量评价，若遇到意见分歧，由第3名研究者进行仲裁并达成共识。

1.5 统计学方法

采用RevMan 5.3软件进行数据处理。采用Q检验和I²检验进行异质性检验，若P≥0.1和I²≤50%，表示各研究结果间异质性较低，选用固定效应模型进行Meta分析；否则采用随机效应模型进行分析。组间比较中，连续性变量采用标准化均数差（SMD）或均数差（MD）为效应分析统计量，二分类变量采用风险比（RR）或相对危险度（OR）为效应分析统计量，各效应量均以95%CI表示。临床和方法学异质性采用敏感性分析。以P < 0.05为差异有统计学意义。采用GRADEpro GDT在线工具评价证据等级。

2 结果 2.1 文献检索结果

初步检索文献获得512篇，手工追溯检索参考文献及关联文献补充相关文献3篇，排除重复文献144篇；根据纳入排除标准，通过阅读文献题目和摘要初筛排除文献324篇，经过阅读全文复筛后最终纳入文献11篇，其中英文文献7篇，中文文献4篇。文献筛选流程图见附图 1。

2.2 纳入文献基本特征及质量评价

纳入的11篇研究^[8-18]为来自于7个国家的随机对照试验，且各研究中试验组和对照组的一般资料均差异无统计学意义。最终纳入研究中总计1 163名研究对象，其中试验组589名均采用VR设备及相关软件进行CPR培训教学，对照组574名研究对象采用传统理论讲授、视频学习、平板游戏学习以及模拟人操作练习等方式进行CPR培训教学。其他基本信息见附表 1。本研究中纳入的11篇文献方法学质量等级较好，均为B级。

2.3 Meta分析结果 2.3.1 CPR理论成绩

3篇随机对照试验^[10-12]将培训后CPR理论成绩作为结局指标，采用随机效应模型进行Meta分析，结果显示两组研究对象的CPR理论成绩差异无统计学意义（SMD=0.49，95%CI: -0.28~1.25，P=0.21，I²=83%）。见图 1。

2.3.2 CPR技能操作成绩

4篇随机对照试验^{[9-10, 14-15]}将培训后CPR技能操作成绩作为结局指标，采用随机效应模型进行Meta分析，结果显示两组研究对象的CPR理论成绩差异存在统计学意义（SMD=1.51，95%CI: 0.92~2.10，P < 0.001，I²=77%），即采用VR技术进行CPR培训后的技能操作水平整体优于其他传统培训方式。见图 2。

2.3.3 CPR按压深度

7项研究^{[8, 11, 13-14, 16-18]}报告了VR式培训对CPR按压深度的影响，采用随机效应模型分析，结果显示两组CPR按压深度比较差异无统计学意义（MD=-1.25，95%CI: -5.71~3.21，P=0.58，I²=95%）。见图 3。

2.3.4 CPR按压频率

6项研究^{[8, 11, 13, 16-18]}报告了VR式培训对CPR按压频率的影响，随机效应模型分析结果显示，两组研究对象的CPR按压频率有统计学差异（MD=7.44，95%CI: 2.08~12.80，P=0.007，I²=87%）。见图 4。

2.4 敏感性分析

分别应用固定效应模型、随机效应模型对各个模型进行分析，并比较SMD、MD、95%CI等指标，发现结果接近，表明Meta分析结果具有稳健性。采用剔除法逐一剔除各项研究，在剔除Cerezo等^[11]的研究后，CPR理论考核成绩和按压频率的异质性分别由83%和87%降至0%和42%，提示该研究可能是异质性来源之一。

2.5 GRADE证据质量等级

本研究纳入Meta分析的结局指标有4个，分别为CPR理论成绩、CPR技能操作考核成绩、CPR按压深度及按压频率，其中以CPR的按压深度和频率为关键结局指标，CPR理论成绩和技能考核成绩为重要结局指标。各个结局指标的GRADE系统证据级别见附表 2。

3 讨论

尽管国内外指南和专家共识均推荐可将VR技术应用于CPR的培训教学中，以实现培训手段的和教学形式的突破。本研究通过Meta分析VR在CPR培训教学中的应用效果发现，与传统的培训模式相比，基于VR培训的学员在CPR技能操作考核成绩得到显著提升，且按压频率更加符合指南要求，但对于改善CPR理论知识成绩和按压深度方面并未表现出显著的优势。

本研究中3篇文献以CPR理论成绩作为结局指标，其中Cerezo等^[11]和Aksoy^[12]的研究结果显示，基于VR技术学习CPR的学员在理论考核方面的成绩高于对照组，而黄锋等^[10]研究表明使用VR和传统教学方法进行培训干预后，两者的理论考核成绩差异并无统计学意义。Meta分析结果显示，VR式培训并不能有效提高学习者的理论成绩，与Kyaw等^[19]系统评价的结论保持一致。但由于本研究中各纳入文献中涉及的教学对象、使用的VR软件以及对结局指标使用的测评工具均存在差异，导致纳入文献之间存在较大的异质性（I²=83%），而且该结局指标在GRADE证据质量评价中证据等级显示也为非常低，因此暂且无法明确VR式培训方法对于学习者的CPR理论成绩的影响，未来需要更多高质量的随机对照试验对此进行研究。

CPR技能操作考核往往是CPR培训和教学环节中最常用的评价方式，其考核成绩是学员技能掌握情况最直接的反馈和体现。本研究通过对4项随机对照试验进行Meta分析，结果显示，在CPR的培训教学中应用VR相关技术和设备，有助于改善学习者的技能考核成绩，提高整体技能操作水平。这主要可能于VR本身的沉浸性和新颖性有关。穿戴VR设备进行CPR的学习和操作练习，本身就是一种新奇的体验，对学员的吸引力和专注度方面均有积极的影响，促使学员更乐意进行主动探索性学习和反复操作练习^[9]；另外，沉浸式逼真的虚拟急救场景，有助于学员注意力高度集中，加深对学习内容的记忆程度，因此对于CPR的技能操作流程和注意细节更加印象深刻^[20]。

在按压深度方面，本研究发现VR对于改善学习者的CPR按压深度并无显著改善效果。根据既往国内外多项研究显示，影响CPR胸外按压深度的因素主要为按压者的性别、体重指数（body mass index, BMI）、按压部位以及施救者疲劳程度等，其中性别和BMI的差异对CPR有效按压深度有着重要的影响^[21-23]。在性别差异方面，男性施救者在按压深度和有效按压持续时间方面的表现均显著优于女性^[23]。此外，Plant等^[24]研究显示，当个体BMI > 15 kg/m²且体重超过50 kg时，便具备对成人实施CPR胸外按压的足够能力，且施救者的BMI与按压深度呈显著正相关，即BMI越大的施救者更容易达到指南所要求的5~6 cm。王思瑶等^[15]研究还证明，VR式CPR教学方式和传统情景模拟式教学相比，在改善学习者按压部位的效果方面差异无统计学意义，且相关生理学研究也证明使用VR设备进行技能操作反而更容易导致大脑趋于疲劳状态^[25]。因此可知，在CPR培训教学中使用VR设备并不会对CPR按压深度的相关影响因素产生改变和影响，所以很难达到改善学习者CPR的按压深度的效果。

根据AHA指南要求，在对成人进行CPR时，以100~120次/min的按压频率实施CPR胸外按压是保证按压质量的重要指标之一^[5]。本Meta分析结果显示，相比其他培训方法，基于VR技术的CPR培训教学更有助于提高学习者的胸外按压频率。其原因在于以仿真模拟人为主的传统培训中，学生在反复练习胸外按压时易养成边按压边口头计数的习惯，虽然这种习惯可以帮助初学者熟记按压次数，但同时也易导致学生注意力分散，且难以控制主观的计数节奏，导致按压频率无法满足指南的要求^[26]。而基于VR的CPR按压则为解决这一问题提供新的方法，VR创造出的虚拟仿真环境一方面促使学生体验到快速实施CPR的紧迫感和必要性，减少CPR过程中无效时间的浪费，可间接提高每分钟的按压频次^[11]；另一方面，多数CPR培训的VR软件都携带全息投影的实时数据反馈，相比传统培训方式而言，可有效帮助学生调节按压节奏，缩短按压中断时间，达到提高按压频率的目的^[27]。近年来，有学者将智能震动手表、音乐节拍器以及其他电子反馈装置与传统培训方式相结合，以促进按压质量的提高^[28-29]。由于本研究纳入文献数量较少，因此未能进行亚组分析以比较不同反馈装置和VR反馈在按压频率方面的效果差异，建议今后围绕这一问题可继续探索。

本研究的局限性首先体现在未对中、英文以外语种的相关研究进行检索，因此可能造成研究结果存在一定程度的语言偏倚；其次，纳入的文献由于在研究对象、使用的VR软件/设备以及结局指标测量工具等方面不统一，因此可能导致本研究存在较大的异质性；再者，由于纳入文献的数量相对较少，各结局指标所涉及的研究均不超过10篇，因此本研究未对发表偏倚进行检测；最后，本研究由于相关随机对照试验数量有限原因，仅以CPR理论成绩、技能考核成绩、按压深度和按压频率作为结局指标，未能对培训后的知识技能保留情况、自我效能以及按压质量中的其他内容进行分析，且GRADE证据质量评价结果显示，CPR理论成绩和技能考核成绩的证据级别较低，这也提示未来仍需开展更多研究探讨VR在CPR培训教学中的应用效果。

综上所述，基于VR的CPR教学培训方式在提高理论考核成绩与促进按压深度方面未体现出明显优势，但相比对照组而言，VR可有效提高学习者的技能考核成绩以及胸外按压频率，因此可作为CPR培训教育中一种有效的培训方案进行应用推广。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

本文附件内容见中华急诊网（www.cem.org.cn）