随着“健康中国2030”规划纲要的深入实施与全民健身运动的蓬勃开展，运动损伤诊治需求日益增长，对运动医学专科人才的培养提出了更高要求[1-2]。关节镜技术作为运动医学的核心技术手段，其操作复杂、学习曲线长，而传统师徒制教学模式因医疗资源与安全限制，难以提供充足的动手机会，已成为专培医师技能提升的主要瓶颈。模拟训练，特别是虚拟现实与物理仿真技术，为外科技能培训提供了安全、可重复且标准化的平台。研究证实，模拟训练获得的技能可有效迁移至真实手术场景[5-8]。然而，现有研究多集中于比较模拟训练与传统教学的效果，对于同属新兴技术的虚拟模拟与物理仿真模拟之间的差异化效应，尚缺乏系统比较[9]。本研究通过随机对照设计，旨在比较这两种模拟训练模式对运动医学专培医师关节镜技能培养的异质性影响，以期为优化培训方案提供实证依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2024年5月至2025年6月于北京大学第三医院运动医学科接受专科医师规范化培训的40名医师。纳入标准：①已进入运动医学专培体系；②知情同意并自愿参加。排除标准：既往有大量关节镜操作经验。采用分层区组随机设计，首先按培训年限分层，不满1年为低年级；1年以上为高年级。随后在各层内通过抽签法按1∶1比例分为虚拟训练组（虚拟组，20名）和仿真训练组（仿真组，20名）。虚拟组男19名，女1名；年龄25～32岁，平均（27.32±2.69）岁；均为博士。仿真组男19名，女1名；年龄25～35岁，平均（27.67±3.05）岁；均为博士。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究已获得北京大学第三医院医学科学研究伦理委员会批准[（2025）医伦审第（984-02）号]。

1.2 教学方法

两组医师均同步参加常规临床实践与理论课程。在此基础上，虚拟组在VirtaMed ArthroS™关节镜虚拟训练手术模拟器上进行操作训练，仿真组在膝关节物理仿真模型上使用真实关节镜器械进行训练，训练内容统一为膝关节腔探查、半月板切除及缝合基本技能。由同一组高年资带教老师统一讲解关节镜基础知识、解剖标志、操作要点及安全原则。训练周期为3个月，每2周集中训练1次，每次60 min，共6次。

1.3 效果评价

1.3.1 客观效果评价 于培训前、培训结束后，两组医师在离体猪后腿标本上使用真实关节镜进行膝关节探查和半月板切除/缝合的技能考核，由3名不知分组情况的高年资医师担任考官。评分采用英制全球关节镜评定量表（the imperial global arthroscopy rating scale，IGARS）[10]，包括手术入路及器械插入角度、保护正常组织、镜头方向控制、手术器械操作熟练程度、深度感知、手眼协调及三角测量、操作效率及用时、解剖结构识别及定位、手术规划及过程、任务完成质量等10个维度，每个维度赋分1、3、5分，总分50分。取3名考官评分的平均值作为最终成绩。

1.3.2 主观效果评价 培训结束后，采用自设问卷对两组医师进行调查，涵盖调动学习积极性、提高自学能力、促进理解能力、提升解决问题能力、提高关节镜操作应用能力和教学满意度，采用Likert 5级评分（非常不同意=1，非常同意=5），问卷Cronbach's α系数=0.87，信效度良好。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0统计学软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差表示，比较采用t检验；计数资料采用例数表示，比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组培训前后IGARS评分比较

培训前，两组IGARS评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。培训后，两组IGARS各维度评分及总分均较培训前升高，且虚拟组镜头方向控制、解剖结构识别及定位、手术规划及过程3个维度评分及总分高于仿真组（P＜0.05）。见表1。

表1 两组培训前后IGARS各维度及总分比较（分，

注 IGARS：英制全球关节镜评定量表。

组别人数培训手前术入路及培器训械后插入角t值度P值培训前保护培正训常后组织t值P值培训前镜头培方训向后控制t值P值虚拟组202.70±1.343.50±1.102.170.0421.80±1.103.70±1.176.19＜0.0011.20±0.624.20±1.2011.05＜0.001仿真组202.40±1.143.60±1.312.850.0101.50±0.893.30±0.736.28＜0.0011.20±0.622.30±1.34 2.98 0.008 t值0.760.261.001.290.004.73 P值0.4510.7960.3240.2051.000＜0.001组别人数培训手前术器械培操训作后熟练t值程度P值培训前培深训度后感t知值P值培训前手眼协培调训及后三角t值测量P值培训前操培作训效后率及t值用时P值1.30±3.90±2.00±1.40±3.60±虚拟组201.60±0.943.50±1.575.60＜0.0018.85＜0.0014.00±1.039.75＜0.00111.00＜0.0010.731.021.030.821.141.20±3.20±1.80±1.30±3.30±仿真组201.70±0.983.30±1.348.72＜0.0017.96＜0.0013.30±1.345.25＜0.001 6.16＜0.0010.621.281.010.731.17 t值0.330.430.471.910.621.850.410.82 P值0.7440.6680.6430.0640.5370.0720.6870.418组别人数培训解前剖培结训构后识别t值及定位P值培训前手术培规训划后及过t值程P值培训前任务培完训成后质量t值P值培训前培训总后分t值P值2.40±4.30±4.30±17.60±38.40±虚拟组206.19＜0.0011.20±0.6211.46＜0.0012.00±1.033.40±1.235.48＜0.00118.60＜0.0011.311.001.005.615.971.70±2.40±2.70±16.10±30.60±仿真组203.200.0051.50±0.89 5.34＜0.0011.80±1.013.20±1.584.27＜0.00118.28＜0.0010.980.941.174.885.28 t值1.91 6.261.24 4.680.620.450.90 4.38 P值0.064＜0.0010.222＜0.0010.5370.660.372＜0.001

2.2 两组教学满意度评分比较

两组共发放问卷教学现状问卷40份，回收40份，有效回收率为100%。虚拟组调动学习积极性和教师教学评价评分高于仿真组（P＜0.05）。两组提高自学能力、促进知识理解能力、提升解决问题能力和提高关节镜操作应用能力评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 两组教学满意度评分比较（分，

组别人数调动学习积极性提高自学能力促进知识理解能力提升解决问题能力提高关节镜操作应用能力教师教学评价虚拟组204.54±0.783.92±1.044.08±0.954.00±0.913.77±0.734.69±0.63仿真组203.77±0.933.69±1.113.85±0.903.92±0.953.54±0.973.85±0.99 t值2.290.550.640.210.692.61 P值 0.031 0.589 0.532 0.835 0.498 0.016

3 讨论

本研究通过随机对照设计，系统比较了虚拟与仿真关节镜模拟训练对专培医师技能培养的差异化效应，主要发现如下：首先，虚拟和仿真模拟训练两种教学模式均能有效提升专培医师的关节镜操作技能，培训后IGARS总分较培训前显著提高；其次，虚拟训练在整体技能提升幅度上显著优于仿真训练，尤其在镜头方向控制、解剖结构识别及定位、手术规划及过程3个核心认知维度；最后，虚拟训练在激发学习动机和获得更高教学满意度方面具有明显优势。

本研究发现虚拟训练在特定技能维度上优势显著，这与其技术特性密切相关。虚拟模拟通过高保真三位解剖建模和实时视觉力反馈，为专培医师提供了沉浸式、可重复且无风险的训练环境[11]。例如，在解剖结构识别及定位维度，虚拟系统可提供多层次、可透视的解剖视图，即时标注结构名称，强化了空间记忆，这可能是该维度评分显著更高的直接原因。在镜头方向控制和手术规划维度，虚拟系统的实时轨迹追踪、错误操作提示及任务分解引导功能，构建了操作—即时反馈—修正的主动学习闭环[12]。相较于仿真训练试错-总结的被动模式，更能加速认知-动作整合，从而表现更优。

本研究同时还发现虚拟训练显著提升专培医师的学习动机和教学满意度，这主要源于其游戏化设计元素如积分、即时成就反馈契合了年轻医师的学习偏好，其提供的量化绩效报告如操作精度、用时曲线满足了专培医师对学习成果可视化的需求，从而增强了学习的内在驱动力和掌控感[13]。这种积极的学习体验是传统或简单仿真模型难以提供的。

本研究结果对运动医学专培教学具有明确启示。随着运动医学成为独立二级学科，专培规模扩大，高效、标准的技能培训需求迫切[14]。在专培课程体系中，可优先将虚拟模拟训练作为关节镜基础技能核心教学模块，以利用其高效技能迁移和强吸引力的优势。同时，仿真模型训练在提供真实器械触感、训练团队协作及成本效益方面仍有价值[15]，可作为技能巩固和进阶训练的有效补充。

本研究存在一定的不足：①样本量相对较小，且来自单中心，可能影响结果的普适性；②主要评价了短期3个月的培训效果，缺乏长期技能留存效果的追踪数据；③训练与评估均集中于膝关节，结论向肩、踝等其他关节镜技术的推广需进一步验证；④使用的教学满意度问卷为自设问卷，虽经信度检验，但效度有待更多研究验证。未来需开展多中心、大样本量、长周期的研究，并拓展至更多关节术式，以构建更完善的关节镜模拟培训证据体系。

4 小结

虚拟与仿真关节镜模拟训练均是运动医学专科医师关节镜技能培养的有效手段。相较于仿真模型训练，虚拟模拟训练在提升特定操作认知技能、激发学习动机及提高教学满意度方面展现出更明显的优势，可作为优化专培课程体系的优先选择。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。

[参考文献]

[1] 敖英芳. 我国运动医学发展与北京冬奥会和健康中国建设[J]. 北京大学学报（医学版），2021，53（5）：823-827.

[2] 杨渝平，黎敏，李青松，等. 运动医学专业继续教育体系初步实施效果分析[J]. 中华医学教育杂志，2021，41（3）：264-267.

[3] 孙雪武，施培华. 肩关节镜手术实操在骨科专科医师培训中的应用价值探索[J]. 全科医学临床与教育，2024，22（8）：722-724.

[4] 聂治军，陈静，常彦海. 关节镜虚拟现实手术系统在骨科临床教学中的应用[J]. 中国病案，2023，24（2）：96-99.

[5] LUZZI A，HELLWINKEL J，O’CONNOR M，et al. The efficacy of arthroscopic simulation training on clinical ability：a systematic review [J]. Arthroscopy，2021，37（3）：1000-1007 e1001.

[6] DHILLON J，TANGUILIG G，KRAEUTLER M J. Virtual and augmented reality simulators show intraoperative，surgical training，and athletic training applications：a scoping review [J]. Arthroscopy，2025，41（2）：505-515.

[7] 李梦远，陈端勇，蒋海，等. 虚拟现实技术应用于住院医师肩膝关节镜手术教学的系统评价及Meta分析[J]. 中国毕业后医学教育，2024，8（8）：621-627.

[8] SRIVASTAVA A，GIBSON M，PATEL A. Low-fidelity arthroscopic simulation training in trauma and orthopaedic surgery：a systematic review of experimental studies [J].Arthroscopy，2022，38（1）：190-199 e191.

[9] CO M，CHIU S，BILLY CHEUNG H H. Extended reality in surgical education：a systematic review [J]. Surgery，2023，174（5）：1175-1183.

[10] BAYONA S，AKHTAR K，GUPTE C，et al. Assessing performance in shoulder arthroscopy：the imperial global arthroscopy rating scale （IGARS）[J]. J Bone Joint Surg Am，2014，96（13）：e112.

[11] RAHMAN O F，KUNZE K N，YAO K，et al. Hip arthroscopy simulator training with immersive virtual reality has similar effectiveness to nonimmersive virtual reality [J].Arthroscopy，2024，40（12）：2840-2849 e2843.

[12] VAGHELA K R，TROCKELS A，EE J，et al. Is the virtual reality fundamentals of arthroscopic surgery training program a valid platform for resident arthroscopy training?[J].Clin Orthop Relat Res，2022，480（4）：807-815.

[13] BARTLETT J，KAZZAZI F，TO K，et al. Virtual reality simulator use stimulates medical students' interest in orthopaedic surgery [J]. Arthrosc Sports Med Rehabil，2021，3（5）：e1343-e1348.

[14] CATE G，BARNES J，CHERNEY S，et al. Current status of virtual reality simulation education for orthopedic residents：the need for a change in focus [J]. Global Surg Educ，2023，2（1）：46.

[15] MOUNSEF P J，MULE P，BERNSTEIN M，et al. The Use of 3D Printing as an Educational Tool in Orthopaedics [J].JB JS Open Access，2025，10（2）：e25.00062.

Research on the differentiated effects of virtual and physical arthroscopy simulation training in arthroscopy skill cultivation for sports medicine specialty residents

MENG Qingyang SHI Weili MA Yong HUANG Hongjie REN Shuang LIU Ziming SHAO Jiayi YANG Yuping

Department of Sports Medicine, Peking University Third Hospital Institute of Sports Medicine of Peking University Beijing Key Laboratory of Sports Injuries Engineering Research Center of Sports Trauma Treatment Technology and Devices, Ministry of Education, Beijing 100191, China

[Abstract] Objective To systematically compare the differential effects of virtual arthroscopic simulation training and physical arthroscopic simulation model training on arthroscopy skill cultivation for sports medicine specialty residents.Methods Forty specialist physicians from the Department of Sports Medicine of Peking University Third Hospital from May 2024 to June 2025 were selected as the research subjects. A stratified block randomization design was adopted, and they were divided into virtual joint endoscopy simulation training group (virtual group) and real joint endoscopy simulation model training group (simulation group), with 20 participants in each group. Both groups of physicians participated simultaneously in both routine clinical practice and theoretical courses. On this basis, the virtual group conducted operation training using the VirtaMed ArthroS™ joint arthroscopy virtual training surgical simulator, while the simulation group trained using real joint arthroscopy instruments on the knee joint physical simulation model. The training content was uniformly the basic skills of exploring the knee joint cavity, meniscus resection and suturing. The global arthroscopy assessment scale (IGARS) was used to evaluate arthroscopic skills, and the teaching satisfaction was assessed through questionnaires. Results After the training, the scores of each dimension and the total score of both groups in IGARS increased compared to those before the training. Moreover, the scores of the virtual group in the three dimensions of lens direction control, anatomical structure recognition and positioning, and surgical planning and process，as well as the total score were higher than those of the simulation group (P＜0.05). The virtual group significantly outperformed the simulation group in terms of stimulating learning enthusiasm and in teacher evaluation scores (P＜0.05). Conclusion Both virtual and physical simulation training effectively enhance arthroscopy skills in sports medicine specialty residents. Virtual training demonstrates marked advantages in skill transfer efficiency and educational engagement.

[Key words] Specialty residents training; Arthroscopy; Virtual reality; Simulation training; Sports medicine

[中图分类号] R-4

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210（2026）03（b）-0128-04

DOI：10.20047/j.issn1673-7210.25101331

[基金项目] 北京大学第三医院学医酷专项教学研究课题（2024bysyxyk19）。

[作者简介] 孟庆阳（1986.11-），男，博士；研究方向：运动创伤的教学工作及临床诊治。

[通讯作者] 杨渝平（1976.1-），男，博士，主任医师，副教授，硕士生导师，主要从事运动创伤的临床诊治、医疗保障、教学研究及科研工作。

（收稿日期：2025-10-21）

（修回日期：2025-12-30）