醫學模擬訓練在美軍中的應用研究

戎文慧，支國成，蔣鶴生

美軍對醫學領域采用計算機模擬訓練表現出興趣始于1995年，但一起步就非常注重從作戰訓練等較成熟領域借鑒成功的經驗和做法，以求提升醫學模擬訓練的設計和技術水平。2008年美軍國防健康委員會提議整合華盛頓地區的軍事醫療機構，聯合打造一所世界一流的衛生機構，其中一項內容就是在華爾特里德軍事醫學中心(WRNMMC)建立一個設計理念超前的一站式高級模擬訓練中心［1］。該中心占地5000平方英尺，建成后將包括全任務場景及各種軍事環境模擬實驗室，以及婦產科、兒科、耳鼻咽喉科等專業學科模擬實驗室。現以該模擬中心為研究的主要對象并結合文獻，對美軍醫學模擬訓練的類型、作用及特點進行分析。

1 美軍醫學模擬訓練的類型

模擬訓練是將計算機技術、網絡環境技術、仿真技術、多媒體技術、系統工程技術、傳感器技術等應用到模擬訓練中，形成近似真實的環境，使參訓人員在這個環境全身心地投入到“真實”的訓練中，大幅提高訓練質量。

1.1 基本角色扮演 即參訓人員按照真實世界的不同臨床情景扮演不同的臨床角色。如參訓人員通過扮演將壞消息告知同樣由演員扮演的患者或家屬，學習如何有效溝通以及交流的技巧。

1.2 標準化病人 又稱模擬病人，是從事非醫技工作的正常人或病人，經培訓后發揮扮演病人、充當評估者和教學指導者的功能。模擬病人供參訓人員進行病史采集和體格檢查等練習，增加了練習機會，提高了參訓人員的技能，也在一定程度上緩解了臨床教學資源不足、病人不配合的矛盾。參訓人員面對的是經過訓練的標準化病人，克服了單純模型訓練缺乏溝通的不足。

1.3 局部功能模擬 受訓者要模仿不同部位、不同系統和生理過程，通常事先在頭腦中計劃好專業任務或操作，如通過頭部插管、腕部插管等來學習氣管插管、靜脈插管等專業操作技能。四肢出血是戰傷死亡的首要原因，Mabry［2］報道采用出血模擬器來培訓軍隊衛生員，以提高衛生員處置嚴重四肢出血的能力，研究發現采用出血模擬器訓練的確能縮短止血時間。

1.4 復雜任務模擬 是高度仿真的另一種模擬方式，較局部功能模擬更為先進、復雜。包括采用真實的材料與裝備，技術上采用復雜的視覺、聽覺和觸覺通過計算機結合為一體，使學員真實地感受到這些刺激。這些高級系統用于重復性臨床操作的學習，如超聲、支氣管鏡、乙狀結腸鏡、喉鏡檢查等。

1.5 全任務模擬器 也稱綜合模擬器、病人模擬器，能夠提供包括從部分到整體的全部的學習體驗。這些人體模型實現嵌入式計算機技術，可執行干預評估呼吸、心跳、脈搏等生理參數，同時配有監視系統，可顯示生理指標(脈搏、血壓、動脈波形、肺動脈波形、麻醉方式等)，還可以展示、實現一些操作過程，如胸部壓迫、插管、除顫、針刺減壓、放置胸導管等。病人模擬器還可以對一些特定類型的藥物作出反應，如氧氣、腎上腺素、阿托品，可以向參訓人員及時反饋信息。全任務模擬器在建構真實工作環境方面具有顯著優勢，美軍建設并投入使用的模擬手術室、模擬戰場等都具有真實的聽視覺場景。此類型模擬對團隊協作、團隊精神的塑造以及溝通交流技能的學習非常重要。

2 美軍醫學模擬訓練評價作用

2.1 幫助參訓人員積累臨床經驗 在培養參訓人員臨床決策能力和臨床技能的過程中，采用模擬技術在一定程度增加了其面對患者的機會。模擬技術可以為參訓人員提供急救護理、災難、艱苦環境等不同場景條件下、不同類型疾病、患者的臨床情景，使參訓人員得到多方面的實踐鍛煉。作為一種教育技術，模擬也是參訓人員學習應用批判性思維的技巧和培養自信心的有效工具，這些均是美軍醫務人員為患者提供安全、優質醫療服務的必備能力。

2.2 有利于培養團隊精神 美軍認為跨學科的醫療團隊訓練對成功履職至關重要。優質的醫療服務與團隊合作能力密切相關。美軍對優秀團隊的評價標準是能夠共同解決問題、分享彼此的專業與技能、以相互尊重的方式進行合作。模擬訓練為不同軍兵種、不同學科醫療小組間的廣泛合作提供了一個訓練平臺;為提高應激條件下團隊合作能力、任職能力評價提供了一個高效工具;為應激條件下交流技巧的培養提供了一個安全的環境。

2.3 有利于新技術的學習與普及 醫學新技術的發展日新月異，診療工作也越來越依賴新技術。模擬訓練可使醫務人員在學習新技術、新療法以及掌握新藥物的作用等方面獲得更深入的認識，特別是對于應用機會較少的新技術，模擬訓練可有效提高實際操作水平與普及范圍。

2.4 有利于規避醫療風險 美國醫學研究機構、衛生研究與質量局、醫學研究生教育認證委員會均倡導采用模擬技術作為教育工具，以提高醫療安全，規避醫療風險。

2.5 有利于緩解教學資源緊張的壓力 除安全因素外，衛生機構也逐漸認識到模擬技術在應對21世紀教育訓練挑戰中的價值。美軍醫學及相關受訓人數以前所未有的速度增長。培訓人員的迅增，需要更多的臨床實習基地，而且不同專業人員的臨床培訓需求亦不相同。上述因素給美軍臨床教學資源帶來極大壓力，迫使衛生機構尋求新的訓練方法，而模擬訓練可有效緩解上述壓力。

3 美軍醫學模擬訓練的特點

3.1 重視模擬訓練效果的評價 美軍注重對模擬訓練效果進行科學評價，開展針對不同研究對象、不同范圍的諸多評價研究。如國防部采用Meta分析法評價了將醫學模擬整合到戰傷訓練的效果，結論認為綜合模擬訓練是最佳選擇。美軍91W戰斗衛生員是戰場救護的核心力量，要求必須通過國家急救技術員注冊考試。Hemman［3］報道采用三維計算機虛擬訓練模擬器用于91W衛生員訓練，并通過隊列研究評價是否能夠提高注冊考試的得分和通過率，結果發現，虛擬訓練模擬器對考試得分與通過率雖無顯著影響，但有助于提高戰斗衛生員的選拔、訓練的投資效益比。Gerhardt等［4］報道對即將部署到伊拉克的衛生員進行為期3 d的集訓，包括模擬訓練和動物活組織實驗，執行任務回國后調查衛生員對外傷救治的經驗、信心及準備情況等，發現部署前培訓可顯著增強衛生員的信心，完善傷病救護準備。

3.2 重視借鑒民用技術與優勢 美國國民醫療教育體系的模擬訓練起步早、發展快，美軍力求通過與其開展多方合作，打造世界一流的醫學模擬訓練模式。由于模擬器與航空學關系密切，美軍國防健康委員會注重與航空企業開展合作，美軍醫學模擬技術中很多安全技術與團隊工作經驗都來自航空學領域。華爾特里德醫學模擬中心與美軍醫科大學銀泉模擬中心、華盛頓醫療中心的臨床模擬中心、馬里蘭州的Adventist和Lockheed Martin等相關機構，合作開展軍隊醫務人員模擬訓練方法的研究，其中華盛頓醫療中心的模擬訓練特色鮮明，在參訓人員獨立決策能力和團隊協作能力的培養方面具有顯著優勢。

3.3 應用覆蓋面廣 美軍醫學模擬訓練已在軍官學歷教育、住院醫生培訓、衛生員培訓以及繼續教育等方面廣泛應用。近年來，美軍非常重視衛生人員診療技能的保持與繼續教育，特別是對海外執行任務的人員，其在派駐期間脫離專業領域，必然會導致專業技能生疏與專業水平的隱性下降。Bier等［5］前瞻性研究了飛行醫務兵在海外執行任務期間與間期為患者提供醫療服務的情況，在被調查的飛行醫務兵中，57%在海外駐防期間照護病人時間不足10 h，28%根本未接觸到病人，30%在派駐海外前已經有6個月以上未診治過病人。模擬訓練為提高派駐海外人員救治水平提供了便利。

3.4 重視模擬訓練的趣味性 美軍認為將電子游戲與情境訓練相融合能激發學習者的積極性，提高訓練效果，也有一些將游戲引入醫學訓練的嘗試。如Sotomayor［6］報道美軍開發了一種基于游戲的模擬器用于戰術戰斗損傷救護訓練，這個名為“TC3 Game-based Simulation”的游戲允許戰士扮演成一名戰斗衛生員正在城市環境下執行步兵分隊任務，并對訓練效果進行了評價，探索游戲作為模擬工具對訓練的潛在價值。

3.5 訓練效果好 美軍醫科大學模擬中心已通過國家外科醫師培訓機構的認證，能夠通過高仿真模型、大規模全維度的虛擬現實場景，提供高度真實的訓練場景。位于德克薩斯州的METC針對91W戰斗衛生員培訓，提供利用病人模擬器進行拓展性訓練，能模擬各種臨床情況，如人工肺可以模擬肺張力增加、呼吸音減弱，“失血實驗室”可模擬各種失血性創傷;模擬人還可通過生理指標對處置手段進行回應，操作正確癥狀得以緩解，如操作錯誤則病人搶救失敗，給參訓人員以強烈震撼，進一步激發了他們的學習興趣。為營造戰場的緊張氣氛，模擬戰地救護所更是燈光昏暗，背景音樂循環播放《拯救大兵瑞恩》片頭炮火聲和爆炸聲混雜的配樂音響［7］。真實的情景模擬給受訓人員以高強度的刺激，培訓效果非常顯著。Sohn等［8］報道的戰術戰傷救治課程中的野戰演習，將活體麻醉動物、外科模型等與真實野戰場景相結合，可模擬戰斗損傷、后送和大規模損傷等情景，演習內容豐富、完整，白日和夜間作戰環境均進行模擬，且充分考慮演習部隊的使命、裝備、能力及擔負的角色等。如機械步兵部隊，模擬搜救受傷的裝甲車輛駕駛員;夜間任務演習檢驗學員使用夜視裝置和其他夜間戰術原則的情況。

［1］Murray J S.Walter Reed National Military Medical Center:simulation on the cutting edge［J］.Mil Med，2010，175(9):659-663.

［2］Mabry R L.Use of a hemorrhage simulator to train military medics［J］.Mil Med，2005，170(11):921-925.

［3］Hemman E A.Improving combat medic learning using a personal computer-based virtual training simulator［J］.Mil Med，2005，170(9):723-727.

［4］Gerhardt R T，Hermstad E L，Oakes M，et al.An experimental predeployment training program improves self-reported patient treatment confidence and preparedness of Army combat medics［J］.Prehosp Emerg Care，2008，12(3):359-365.

［5］Bier S，Hermstad E，Trollman C，et al.Army flight medics in Iraq and Afghanistan:a survey［J］.Annals of Emergency Medicine，2011，58(suppl 4):s300.

［6］Sotomayor T M.Teaching tactical combat casualty care using the TC3 sim game-based simulation:a study to measure training effectiveness［J］.Stud Health Technol in Form，2010，154:176-179.

［7］McCarthy M.US military revamps combat medic training and care［J］.Lancet，2003，361(9356):494-495.

［8］Sohn V Y，Miller J P，Koeller C A，et al.From the combat medic to the forward surgical team:the Madigan model for improving trauma readiness of brigade combat teams fighting the Global War on Terror［J］.J Surg Res，2007，138(1):25-31.