美軍及我軍戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治模擬研究現(xiàn)狀分析及啟示

劉小龍，馮少鵬，章偉睿，魚 敏

·部隊(duì)衛(wèi)生·

美軍及我軍戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治模擬研究現(xiàn)狀分析及啟示

劉小龍1，馮少鵬1，章偉睿2，魚 敏1

近年來(lái)在戰(zhàn)傷救治領(lǐng)域的模擬仿真研究發(fā)展迅速，美軍在戰(zhàn)傷救治模擬仿真領(lǐng)域起步較早，經(jīng)過(guò)探索發(fā)展形成了一系列成果。我軍戰(zhàn)傷救治模擬仿真起步較晚，發(fā)展過(guò)程中存在著各自為戰(zhàn)、不成體系等問(wèn)題，分析美軍的戰(zhàn)傷救治模擬發(fā)展過(guò)程對(duì)我軍具有重要借鑒意義。

戰(zhàn)傷救治；模擬仿真；現(xiàn)狀分析；啟示

模擬仿真(analog simulation)是指以計(jì)算機(jī)為工具，運(yùn)用模擬模型對(duì)真實(shí)或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模型實(shí)驗(yàn)，是計(jì)算機(jī)仿真的一種[1]。戰(zhàn)傷救治模擬仿真是指用模擬仿真的手段對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治過(guò)程和效果進(jìn)行的模擬實(shí)現(xiàn)[2]。近年來(lái)，模擬仿真技術(shù)逐漸應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治的模擬評(píng)估中，對(duì)提高戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治的效率以及合理配備衛(wèi)生資源效果顯著。涉及的領(lǐng)域主要包括戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治中衛(wèi)勤組織指揮，傷員后送，戰(zhàn)傷救治衛(wèi)生裝備、車輛、人員配備，藥品種類數(shù)量，各級(jí)衛(wèi)勤分隊(duì)救治效率模擬仿真評(píng)估等。

1 戰(zhàn)傷救治模擬仿真研究進(jìn)展

1.1美軍研究進(jìn)展 美軍一直將作戰(zhàn)模擬仿真技術(shù)作為重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，建立了比較完善的模擬仿真體系。戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治模擬仿真作為作戰(zhàn)模擬仿真的一部分，通過(guò)探索發(fā)展也形成了以聯(lián)合衛(wèi)勤規(guī)劃工具、預(yù)計(jì)消耗程序等一系列模擬系統(tǒng)為代表的戰(zhàn)傷救治模擬仿真體系。

1.1.1發(fā)展階段 第一階段，初步探索階段。20世紀(jì)70年代，美軍運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬了傷病員的醫(yī)療后送，進(jìn)行了戰(zhàn)傷救治模擬的初步探索。1978年，海軍醫(yī)學(xué)研究中心成功研制了海軍陸戰(zhàn)隊(duì)兩棲作戰(zhàn)醫(yī)療后送模擬模型NAMESⅡ[3]。通過(guò)該模型的研究，建立了美軍戰(zhàn)傷救治模擬仿真的傷員庫(kù)、傷員通用救治序列以及模擬系統(tǒng)總體架構(gòu)，為后期進(jìn)一步模擬研究打下了基礎(chǔ)。第二階段，發(fā)展完善階段。20世紀(jì)80-90年代，美軍基于歷次作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，開發(fā)出戰(zhàn)傷減員預(yù)計(jì)軟件，主要有地面?zhèn)麊T預(yù)測(cè)系統(tǒng)、傷病員后送工具優(yōu)化配置系統(tǒng)、衛(wèi)勤計(jì)劃和執(zhí)行系統(tǒng)、后勤處理程序醫(yī)療模塊等[4]。第三階段，統(tǒng)籌建設(shè)階段。為避免前期發(fā)展過(guò)程中戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)的重復(fù)開發(fā)造成的資源浪費(fèi)和系統(tǒng)之間不兼容的問(wèn)題，美國(guó)國(guó)防部建立了一個(gè)國(guó)防模擬仿真的綜合技術(shù)框架—高層體系結(jié)構(gòu)[5]。基于此研發(fā)出一系列戰(zhàn)傷救治模擬軟件，主要是海軍衛(wèi)生研究中心開發(fā)的預(yù)計(jì)消耗程序和用于聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下的衛(wèi)勤計(jì)劃工具—醫(yī)療分析工具等[6-7]。

1.1.2主要成果 美軍戰(zhàn)傷救治模擬仿真系統(tǒng)主要包括衛(wèi)勤組織指揮和醫(yī)療救治模擬訓(xùn)練兩類。衛(wèi)勤組織指揮模擬仿真系統(tǒng)主要包括戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)勤規(guī)劃工具(TML+)、物資供應(yīng)評(píng)估工具、傷情評(píng)估工具、戰(zhàn)傷救治數(shù)據(jù)庫(kù)(EMED)等[2]。醫(yī)療救治模擬訓(xùn)練系統(tǒng)主要是指戰(zhàn)傷救治模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，能夠模擬各種戰(zhàn)傷供醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行救治操作，達(dá)到模擬訓(xùn)練的目的。

基于戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)，美軍對(duì)各個(gè)層次的衛(wèi)勤分隊(duì)進(jìn)行了戰(zhàn)傷救治模擬評(píng)估。1995年，美海軍研究生院基于MedModel模擬軟件系統(tǒng)，構(gòu)建了前沿手術(shù)隊(duì)(FST)戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)模型，以此分析FST的人員編成和組織形式等能否有效完成其擔(dān)負(fù)的戰(zhàn)傷救治任務(wù)[8]。采取增加傷員通過(guò)量的方法，記錄每種傷情傷員的手術(shù)時(shí)長(zhǎng)，預(yù)測(cè)出FST救治傷員的平均時(shí)間為120～540 min；研究了傷員到達(dá)時(shí)間間隔和數(shù)量對(duì)FST傷員救治效率的影響；比較了FST五種不同的醫(yī)務(wù)人員和手術(shù)床編制方式的救治效率。通過(guò)模擬研究，基本確定了FST在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中運(yùn)用時(shí)機(jī)、編制人數(shù)、裝備配備種類和救治能力指標(biāo)。2005年，美國(guó)海軍研究生院開發(fā)了醫(yī)療救治和傷員后送優(yōu)化模型，對(duì)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的傷員后送和救治進(jìn)行了模擬分析和優(yōu)化[9]。2006年，美國(guó)海軍醫(yī)學(xué)研究中心基于其建立的醫(yī)療需求評(píng)估模型，對(duì)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員步兵醫(yī)療背包中的衛(wèi)生裝備器材進(jìn)行重新整合，解決了背包重量大和衛(wèi)生器材利用率低的問(wèn)題[10]。Daly等[11]基于ESP程序，對(duì)基于傷員時(shí)效救治的醫(yī)療耗材補(bǔ)充方案進(jìn)行了研究。2007年，美國(guó)海軍醫(yī)學(xué)研究中心建立了特殊任務(wù)部隊(duì)(反恐、特種部隊(duì)等)醫(yī)療需求的預(yù)測(cè)模型。運(yùn)用該模型預(yù)測(cè)分析了特殊任務(wù)部隊(duì)執(zhí)行任務(wù)時(shí)的藥品需要量，所需救治技術(shù)，醫(yī)療裝備等；同時(shí)對(duì)比分析了常規(guī)任務(wù)部隊(duì)和特殊任務(wù)部隊(duì)傷員發(fā)生的不同以及醫(yī)療需求的差別[12]。2010年，Sherman等[13]研發(fā)了適用于模擬研究前沿外科手術(shù)隊(duì)、空中移動(dòng)醫(yī)療隊(duì)等的傷員發(fā)生軟件。

1.2我軍研究進(jìn)展 我軍戰(zhàn)傷救治計(jì)算機(jī)模擬仿真研究起步較晚，大致分為兩個(gè)階段。第一階段，初步探索階段。主要是對(duì)戰(zhàn)術(shù)機(jī)構(gòu)衛(wèi)勤救治能力進(jìn)行模擬。在這一階段，第四軍醫(yī)大學(xué)對(duì)團(tuán)救護(hù)所的組織與工作進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬研究。該校還通過(guò)為模擬系統(tǒng)設(shè)置傷員救治優(yōu)先規(guī)則等方法，對(duì)戰(zhàn)術(shù)區(qū)傷員后送進(jìn)行了模擬研究。第二階段，快速發(fā)展階段。主要是對(duì)整個(gè)傷員救治與后送系統(tǒng)的模擬研究。1994年，沈培新等[14]對(duì)機(jī)動(dòng)衛(wèi)勤機(jī)構(gòu)手術(shù)保障進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，為合理確定該機(jī)構(gòu)的手術(shù)臺(tái)數(shù)量和手術(shù)率提供了參考。2005年，程洪海等[15]采用計(jì)算機(jī)模擬及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析了重傷員早期治療時(shí)間與死亡率之間的關(guān)系；第二軍醫(yī)大學(xué)等單位對(duì)海上傷員后送進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬研究，研發(fā)了簡(jiǎn)易的模擬仿真系統(tǒng)[16]。2006年，武漢總醫(yī)院對(duì)批量傷員救治排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真，建立了傷員在醫(yī)院接受救治的排隊(duì)模型，以漢口遭襲為例進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明批量傷員到達(dá)醫(yī)院后進(jìn)入排隊(duì)系統(tǒng)，進(jìn)行分級(jí)救治，是降低傷死率、提高救治效果的重要措施[17]。2007年，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院開展了基于GIS的醫(yī)療后送模擬及后送工具配置研究，采用模擬技術(shù)，研究了救治機(jī)構(gòu)的地域選取和傷員后送路線的選優(yōu)，探討了戰(zhàn)時(shí)傷員后送工具的配置方法[18]。后又開展了衛(wèi)生裝備配備仿真研究，利用Simio仿真平臺(tái)，針對(duì)戰(zhàn)傷救治衛(wèi)生裝備配置開發(fā)了可視化的三維仿真系統(tǒng)，并根據(jù)決策支持系統(tǒng)理論，采用三庫(kù)結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、方法庫(kù)及其管理子系統(tǒng))對(duì)軍隊(duì)衛(wèi)生裝備進(jìn)行了優(yōu)化編配決策評(píng)估。2008年，扈長(zhǎng)茂等[19]綜合運(yùn)用軍事、衛(wèi)勤、計(jì)算機(jī)模擬等技術(shù)方法，研制了用于衛(wèi)勤力量部署的衛(wèi)勤作業(yè)系統(tǒng)模塊。2009年，海軍總院開展了海上醫(yī)院船醫(yī)療救治的模擬仿真研究，為醫(yī)院船的戰(zhàn)(技)術(shù)指標(biāo)的確定和使用、醫(yī)院船的醫(yī)療資源配置提供依據(jù)。總后科研所針對(duì)軍隊(duì)衛(wèi)生裝備優(yōu)化編配問(wèn)題，運(yùn)用線性規(guī)劃、排隊(duì)論等方法，構(gòu)建軍隊(duì)衛(wèi)生救治裝備與后送裝備優(yōu)化編配模型。第二軍醫(yī)大學(xué)安偉等構(gòu)建了衛(wèi)勤優(yōu)化決策模擬訓(xùn)練平臺(tái)，為衛(wèi)勤指揮人員的模擬訓(xùn)練提供了有力支持[20]。2012年，張凱等[21]構(gòu)建了基于救治機(jī)構(gòu)類型和任意救治開始時(shí)間的傷病員生存模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)傷病員生存情況的模擬。同時(shí)還進(jìn)行了戰(zhàn)時(shí)傷病員醫(yī)療后送及衛(wèi)生裝備配置的仿真研究[22]。張衛(wèi)等[23]設(shè)計(jì)研發(fā)了基于仿真實(shí)驗(yàn)的衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)，初步驗(yàn)證了利用衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)提升衛(wèi)勤保障能力的可行性。孫海安等[24]開發(fā)了海戰(zhàn)傷模擬傷員發(fā)生器并在演習(xí)中進(jìn)行了應(yīng)用。2014年，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院基于Simio仿真平臺(tái)，開發(fā)了野外救治機(jī)構(gòu)傷病員救治的三維動(dòng)態(tài)可視化仿真模型，并對(duì)野外救治機(jī)構(gòu)內(nèi)部衛(wèi)生資源的優(yōu)化配置進(jìn)行了研究[25]。第二軍醫(yī)大學(xué)研究的基于傷情編碼理論的實(shí)兵交戰(zhàn)戰(zhàn)傷訓(xùn)練模型，在朱日和進(jìn)行的“衛(wèi)勤使命-2014”演習(xí)中得到了實(shí)際應(yīng)用和檢驗(yàn)，很好的解決了實(shí)兵對(duì)抗訓(xùn)練系統(tǒng)與電子傷票系統(tǒng)融合的問(wèn)題[26]。陳榮劍等[27]構(gòu)建了衛(wèi)勤傷員虛擬仿真模型，設(shè)計(jì)了虛擬傷員發(fā)生器。2016年，海軍總醫(yī)院張斌等構(gòu)建了軍隊(duì)醫(yī)院合理用藥的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并利用計(jì)算機(jī)模擬仿真的方法對(duì)軍隊(duì)合理用藥政策的歷次修改進(jìn)行了量化模擬分析[28]。

1.3我軍研究存在問(wèn)題 我軍對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治模擬仿真的研究雖然取得了一定的成果，尤其是對(duì)野戰(zhàn)條件下傷員后送、救治機(jī)構(gòu)衛(wèi)生裝備配備、海上傷員救治的模擬等方面研究比較深入，但是和美軍在研究初期一樣存在一些問(wèn)題。①基于實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)的模擬系統(tǒng)開發(fā)較少。我軍目前的模擬仿真系統(tǒng)開發(fā)主要是對(duì)某一救治機(jī)構(gòu)戰(zhàn)傷救治的模擬，是對(duì)傷員救治過(guò)程的簡(jiǎn)單模擬，在系統(tǒng)中未設(shè)定戰(zhàn)斗背景，如野外救治機(jī)構(gòu)傷員后送和裝備配備模擬系統(tǒng)、海上醫(yī)院船傷員救治模擬系統(tǒng)等，而對(duì)于將救治機(jī)構(gòu)置于作戰(zhàn)環(huán)境下的戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)較少。②對(duì)模擬軟件開發(fā)的管理不夠。我軍對(duì)戰(zhàn)傷救治模擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)尚未進(jìn)行統(tǒng)一管理，無(wú)統(tǒng)一研發(fā)規(guī)劃、政策、規(guī)定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)對(duì)于軟件的后續(xù)更新和改進(jìn)還不完善，系統(tǒng)不能及時(shí)進(jìn)行更新發(fā)展。③還未建立標(biāo)準(zhǔn)化的模擬仿真框架體系。我軍的戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)研發(fā)處于各自為戰(zhàn)的狀態(tài)，無(wú)統(tǒng)一軟件平臺(tái)和技術(shù)框架作為規(guī)范，采用的模擬軟件平臺(tái)也不同。同時(shí)大部分衛(wèi)勤模擬仿真系統(tǒng)不能融入到作戰(zhàn)模擬仿真系統(tǒng)中，系統(tǒng)之間兼容性較差，阻礙了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化推廣應(yīng)用。

2 美軍戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治模擬研究對(duì)我軍的借鑒意義

通過(guò)研究美軍戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治模擬研究的過(guò)程，分析其存在的問(wèn)題和不足，對(duì)我軍的研究過(guò)程具有借鑒意義。

2.1建立標(biāo)準(zhǔn)化的模擬仿真平臺(tái)體系 美軍在模擬仿真發(fā)展初期，運(yùn)用多種不同的仿真體系進(jìn)行仿真研究，導(dǎo)致各體系之間不能有效兼容，無(wú)法進(jìn)行有效的系統(tǒng)和平臺(tái)整合。通過(guò)建立HLA，美軍開發(fā)出TML+、ESP等一批衛(wèi)勤模擬仿真系統(tǒng)。我軍應(yīng)該借鑒美軍經(jīng)驗(yàn)，在研究初期就應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)化的仿真模擬框架體系，提高我軍戰(zhàn)傷救治模擬仿真系統(tǒng)的兼容性和適用性。

2.2開發(fā)以衛(wèi)勤組織指揮和戰(zhàn)傷救治模擬訓(xùn)練為核心的仿真模擬系統(tǒng) 美軍通過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃整合，開發(fā)了聯(lián)合衛(wèi)勤規(guī)劃工具等衛(wèi)勤組織指揮系統(tǒng)。通過(guò)收集歷次戰(zhàn)爭(zhēng)的數(shù)據(jù)，建立了戰(zhàn)傷傷員傷情庫(kù)，基于此開發(fā)了戰(zhàn)傷救治模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。為此，我軍應(yīng)該注重頂層規(guī)劃，是我軍模擬仿真系統(tǒng)研究發(fā)展更具體系化，同時(shí)應(yīng)該注重收集歷次演習(xí)和非戰(zhàn)爭(zhēng)軍事行動(dòng)等的傷員數(shù)據(jù)，建立符合我軍實(shí)際的傷員庫(kù)，并以此為基礎(chǔ)開發(fā)體系化的模擬仿真軟件系統(tǒng)。

2.3運(yùn)用模擬評(píng)估系統(tǒng)，開展仿真模擬的實(shí)證研究 美軍運(yùn)用開發(fā)的模擬仿真系統(tǒng)，對(duì)伊拉克、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中前沿手術(shù)隊(duì)等衛(wèi)勤分隊(duì)?wèi)?zhàn)時(shí)的醫(yī)療物資消耗、衛(wèi)勤人員編制、裝備配備和組室設(shè)置進(jìn)行預(yù)測(cè)。在戰(zhàn)后通過(guò)收集的數(shù)據(jù)，運(yùn)用模擬評(píng)估系統(tǒng)，對(duì)人員、裝備、藥品配備等進(jìn)行分析，提高了衛(wèi)勤分隊(duì)編成的實(shí)戰(zhàn)化和科學(xué)化水平。我軍也應(yīng)借鑒美軍經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用衛(wèi)勤模擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)證研究，提高我軍衛(wèi)勤分隊(duì)編成的實(shí)戰(zhàn)化和科學(xué)化水平。

3 結(jié) 語(yǔ)

美軍戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治作為美軍作戰(zhàn)模擬仿真的一部分，經(jīng)過(guò)三個(gè)階段的發(fā)展，形成了較為完善的戰(zhàn)傷救治模擬仿真系統(tǒng)體系，在衛(wèi)勤分隊(duì)的組織指揮、編成、模擬訓(xùn)練等方面發(fā)揮了重要作用。我軍近年來(lái)也非常重視戰(zhàn)傷救治模擬仿真的研究，對(duì)多種野戰(zhàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的傷員救治進(jìn)行了模擬仿真研究，取得了一定成果。模擬仿真作為戰(zhàn)傷救治研究的新方法，必將成為未來(lái)我軍衛(wèi)勤研究的重要方向。

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2017-07-05；

2017-08-21)

(本文編輯：劉玉巧)

R149

A

1672-271X(2017)06-0663-04

10.3969/j.issn.1672-271X.2017.06.027

軍隊(duì)后勤科研重大項(xiàng)目(AWS14L012)

1.710032 西安，第四軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生勤務(wù)學(xué)教研室；2.710032 西安，第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)員一旅二營(yíng)五連

魚 敏,E-mail: yumin@bmi.ac.cn

劉小龍，馮少鵬，章偉睿,等.美軍及我軍戰(zhàn)場(chǎng)傷員救治模擬研究現(xiàn)狀分析及啟示[J].東南國(guó)防醫(yī)藥，2017,19(6):663-666.