新型智能戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人與急救訓練系統(tǒng)在戰(zhàn)場急救訓練中的應用評價

雷德林 王敬夫 賈駿麒 劉義聞 孔亮 趙銥民 田磊

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，官兵的死亡率呈下降趨勢，主要原因是戰(zhàn)地衛(wèi)生員救治技術和急救裝備水平的提高[1]。因此對軍隊衛(wèi)生人員和全體官兵進行系統(tǒng)、扎實的戰(zhàn)創(chuàng)傷急救知識與技術的訓練及其重要，此外在平時，針對醫(yī)護人員的院前急救培訓對提高急診傷員的生存率也非常重要。近年來，隨著模擬教學方式的改進，以案例為基礎的學習逐步成為醫(yī)學教學的重要形式，一些教學醫(yī)院也陸續(xù)展開了利用智能化模擬人進行急救技術訓練的嘗試，取得了較好的效果[2-3]。但在戰(zhàn)場急救訓練中，由于戰(zhàn)傷傷情和戰(zhàn)場環(huán)境的特殊性，目前還缺少相關教學訓練實踐的報道。本研究采用自主研發(fā)的智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人進行戰(zhàn)傷急救培訓，并與傳統(tǒng)訓練方法比較，對處置結果與訓練效果進行客觀和主觀評估，探討新型戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人相較傳統(tǒng)訓練方法的優(yōu)勢，為戰(zhàn)創(chuàng)傷急救訓練提供一種新方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入60 名空軍軍醫(yī)大學第三學年的本科醫(yī)學生，隨機分為實驗組與對照組，每組30人。實驗組使用由空軍軍醫(yī)大學第三附屬醫(yī)院軍事口腔醫(yī)學國家重點實驗室研發(fā)的“中國勇士”智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人和訓練系統(tǒng)進行綜合傷情急救操作培訓，對照組在進行課堂理論授課后，依次進行多個急診創(chuàng)傷傷情的單項模擬操作訓練。

1.2 方法

急救操作訓練方法： ①對照組：進行理論教學，通過理論學習與觀看視頻的方法學習戰(zhàn)傷急救的基本原則與臨床操作要點、理論知識。再由指導教師示范操作，然后兩人一組配對進行人工呼吸、 胸外按壓單項訓練，在傳統(tǒng)教具上進行胸外電除顫及氣管插管、止血帶止血以及氣胸穿刺等單項訓練，每個單項訓練3 次， 1 次/周; ②實驗組：利用智能化戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人進行現(xiàn)場理論教學，通過模擬人的病例模擬功能，演示戰(zhàn)創(chuàng)傷傷情(采用下肢出血、氣胸、窒息、室顫模擬模塊)，教員同時講授相應傷情特點，引導學員學習戰(zhàn)傷急救的基本原則與臨床操作要點，并由教員在模擬人上進行戰(zhàn)傷救治的示范教學；然后每兩位學員一組，在模擬人訓練系統(tǒng)的客戶端中使用病例模式(包括下肢出血、血氣胸、室顫、室息相對應的病例)，根據(jù)病例設置的發(fā)生情景、背景以及模擬人的生命體征與病理狀況，依照病例設計流程指導學員按流程逐步操作學習。首先啟動模擬程序，將模擬設置進入手動模式，教員通過手動控制模擬人不同生命體征安排學員進行人工呼吸、胸外按壓、胸外電除顫、氣管插管、止血帶止血以及氣胸穿刺等急救單項訓練(圖1～6)，學員通過模擬人實時反饋學習各單項急救操作方法與要點。

圖1 人工呼吸單項訓練 圖2 胸外按壓單項訓練 圖3 電除顫單項訓練

Fig 1 Training of artificial respiration Fig 2 Training of chest compression Fig 3 Training of defibrillation

圖4 氣管插管單項訓練 圖5 止血帶止血單項訓練 圖6 氣胸穿刺單項訓練

Fig 4 Training of trachea cannula Fig 5 Training of hemostasis with tourniquet Fig 6 Training of thoracentesis

1.3 訓練效果評估標準

實驗組與對照組的學員完成單項戰(zhàn)場急救項目培訓后，每位學員隨機抽取戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人訓練系統(tǒng)客戶端提供的戰(zhàn)場急救病例，根據(jù)其中設計的不同情景進行綜合模擬救治(圖7)，戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人會根據(jù)學員的每一步操作自動進行判別，調整自身病例狀態(tài)并進行跳轉，操作正確則逐步進入自主循環(huán)恢復、 病情穩(wěn)定狀態(tài)，直至模擬人救治成功；反之，操作不恰當則模擬人進入病理狀態(tài)，當學員操作嚴重偏離病例流程時，則發(fā)生救治失敗，模擬人生命體征消失，進入死亡狀態(tài)。在綜合急救訓練過程中教員不干預，直到救治流程結束。各項急救操作均由戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人訓練系統(tǒng)客戶端軟件進行測試，由教員使用模擬人訓練系統(tǒng)手動模式針對每位學員的單項搶救能力進行評判與記分，以此作為客觀指標來評估兩組學員急救技術訓練效果。

圖7 戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人急救系統(tǒng)中的內置病例

測試結束后，由學員填寫戰(zhàn)創(chuàng)傷救治訓練效果主觀調查問卷(表1)，調查問卷設置提高救治技術、應急處置能力、完善配合能力、救治效果預期、激發(fā)學習主動性與加強學習專注度方面六項，每一項由學員根據(jù)訓練活動的主觀感受進行匿名打分，最低為1 分，最高為10 分，根據(jù)分值進行統(tǒng)計分析。

1.4 參訓學員對訓練方式的滿意度調查

實驗組參訓學員使用戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人訓練系統(tǒng)進行訓練與考核后，填寫智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人訓練滿意度調查問卷(表2)。

1.5 統(tǒng)計學方法

訓練滿意度數(shù)據(jù)是計算勾選“滿意”的學員人數(shù)所占參加調查人數(shù)百分比。

2 結 果

2.1 2 組操作成績比較

2 組胸單項操作成績中，胸外按壓、人工呼吸、氣管插管單項成績實驗組與對照組單項操作成績無統(tǒng)計學差異(P>0.05)(表3)；但在胸外電除顫、止血帶止血與氣胸穿刺單項成績實驗組與對照組存在顯著差異(P<0.05)。

2.2 2 組訓練效果評價比較

對2 組學生反饋意見調查表進行分析發(fā)現(xiàn)，實驗組在提高救治技術、應急處置能力、完善配合能力、救治效果預期、激發(fā)學習主動性與加強學習專注度方面均比傳統(tǒng)組有顯著性提高(P<0.05)(表4)。

2.3 參訓學員對戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人系統(tǒng)的訓練滿意度

通過對30 名使用戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人系統(tǒng)進行訓練與測試的學員滿意度調查問卷分析可知，勾選“滿意”有28 人，占參訓人員93.3%，勾選“一般”有2 人，占參訓人員6.7%，勾選“不滿意”有0 人。通過滿意度調查問卷結果可知，參訓學員對新型交互式戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人訓練系統(tǒng)滿意率較高。

表3 2 組單項急救技術操作成績比較 (n=30)

Tab 3 Comparison of the first aid operation between the 2 groups (n=30)

注： 組間比較， ①P<0.05

表4 2 組訓練效果主觀評價結果 (n=30)

Tab 4 Comparison of customer feelings between the 2 groups (n=30)

注： 組間比較， ①P<0.05

3 討 論

現(xiàn)代高技術戰(zhàn)爭條件下，戰(zhàn)場的廣度和深度都大大增加，導致當代戰(zhàn)創(chuàng)傷呈現(xiàn)出致傷因素復雜、傷情危重、群體傷增多等特點。戰(zhàn)時傷員死亡率與救治時間直接相關，戰(zhàn)傷傷員在傷后1 h內得到救治，可使死亡率降低2/3[4-5]，因此有效迅速的戰(zhàn)場互救與自救至關重要，這就要求軍隊官兵與醫(yī)護人員都必須掌握戰(zhàn)場急救技能。統(tǒng)計顯示，近20 年來，美軍的戰(zhàn)場死亡率均呈下降趨勢[6]，其中，戰(zhàn)地衛(wèi)生員救治技術的提高起到了巨大的作用。美軍在戰(zhàn)場醫(yī)學方面積累了豐富的經驗，依據(jù)戰(zhàn)斗傷亡救治(Tactical Combat Casualty Care，TCCC)理念，組建了戰(zhàn)場戰(zhàn)傷救治體系，建設了美軍的戰(zhàn)場醫(yī)學訓練基地，進行實戰(zhàn)化的戰(zhàn)場戰(zhàn)傷救治技術培訓[7]。北約及多個盟國的衛(wèi)勤部隊也開始廣泛學習推廣，成為多國軍隊醫(yī)務部門的規(guī)范化訓練教程。根據(jù)TCCC需要，美國研發(fā)了系列仿真智能化戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人系統(tǒng)，并在其救治培訓過程中大量應用，進行急救、互救和自救訓練，使受訓者在高度逼真的戰(zhàn)場環(huán)境中演練戰(zhàn)創(chuàng)傷的救治過程，反復加強技能訓練，可以說戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬救治訓練是支撐美軍戰(zhàn)場戰(zhàn)傷救治體系有效運轉的基石，也一直受到美軍的高度重視和大力資助[8]。

遺憾的是，由于我軍已經30 多年沒有進行過戰(zhàn)爭，缺乏實戰(zhàn)條件下戰(zhàn)場戰(zhàn)傷的救治經驗，戰(zhàn)場醫(yī)學水平與其它軍事強國相比存在很大差距。因此，積極引進和學習先進的戰(zhàn)場戰(zhàn)傷救治理念、技術和方法，研制適應現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的衛(wèi)勤訓練裝備，特別是采用基地化培訓、實戰(zhàn)化訓練模式來提升全軍醫(yī)務人員的戰(zhàn)場救治能力，是我軍衛(wèi)勤能力建設的當務之急，同時也是提高我國急救醫(yī)學和災害救治水平的重要途徑。我軍近年來在部分軍隊醫(yī)院建立了模擬訓練中心，利用醫(yī)療模擬人開展了急救訓練，培訓模塊也包括了止血、心肺復蘇、氣管切開等多個系統(tǒng)的急癥治療系統(tǒng)。但這類訓練和培訓設備并非專門針對戰(zhàn)創(chuàng)傷的戰(zhàn)場急救治療設計，仍大多是被放置在教室內按照設定好的場景進行，對戰(zhàn)創(chuàng)傷現(xiàn)場搶救的模擬程度不夠[9]。為解決這一問題，第四軍醫(yī)大學軍事口腔醫(yī)學國家重點實驗室研發(fā)了具有完全知識產權的生理驅動型仿真智能戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人“中國勇士”，填補了我國在此類產品上的空白。智能化戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人及急救訓練系統(tǒng)包括多個戰(zhàn)創(chuàng)傷訓練模塊和數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)，具備實時反映生命體征、高度模擬組織器官、醫(yī)療設備通用性好、可實時記錄和建立操作檔案、全程監(jiān)視救治程序、考核與評估治療結果、制定個性化訓練計劃等功能優(yōu)勢，并且能夠滿足野戰(zhàn)與惡劣環(huán)境下使用的要求，各項性能指標均達到了國際先進水平，也是國際上首個具備核化生特殊傷情模擬的模擬人，成本上也遠低于國外同類產品。應用該系統(tǒng)可以使我軍徹底擺脫戰(zhàn)傷救治訓練脫離實戰(zhàn)化的問題，改進戰(zhàn)場急救技術方法和裝備,更好地滿足實戰(zhàn)需求。同時，該模擬人的研究成功也將使我國廣大醫(yī)療教學單位能夠獲得質優(yōu)、價廉、升級維護方便的高端醫(yī)療模擬人，可促進我國醫(yī)療培訓的水平，提高醫(yī)療規(guī)范化培訓的效果。

利用新型智能仿真模擬人進行戰(zhàn)傷急救訓練，在我國剛剛起步，經驗較少，訓練效果和效率還不明確，與之配套的訓練大綱、訓練方法與評價體系也未建立，因此急需進行相關研究，這也是我們進行本研究的重要目的。另外，對于急救培訓內容的優(yōu)化，也非常重要。在美軍歷次戰(zhàn)爭中，一線傷員有約15%～25%為可救治者[10]，在可救治者中約15%為失血過多、氣道阻塞與張力性氣胸癥狀傷員，而這三種癥狀可通過戰(zhàn)地及時有效且相對簡單的救治措施進行干預，從而挽救傷員的生命[11]。在1996年，美軍就已經將止血、抗休克治療、保持呼吸道通暢以及解除張力性氣胸作為戰(zhàn)傷救治重點列入TCCC 指南，該指南已成為美、英、加、澳等多個國家國軍隊衛(wèi)生員戰(zhàn)傷救治訓練標準[12]。因此，我們在設計急救內容訓練時，主要以CPR、氣管插管、胸腔穿刺、止血帶止血、電除顫為主要培訓內容，并根據(jù)模擬人內置的訓練模塊進行實景病例訓練，獲得了良好的效果。

本研究以軍醫(yī)大學第三年本科學員為研究對象，主要考慮學員在第3 年時還未接觸臨床教學，無任何臨床操作經驗，且年齡均在20 歲左右，因此本研究中的教學過程可以模擬對基層部隊衛(wèi)生兵進行的急救培訓，對在部隊推廣使用該智能仿真模擬人進行戰(zhàn)場急救訓練更有意義。通過本研究發(fā)現(xiàn)，智能化仿真模擬人和配套的急救訓練系統(tǒng)可以明顯提高各單項急救方法的訓練效果，特別是在提高救治技術、應急處置能力、完善配合能力、救治效果預期、激發(fā)學習主動性與加強學習專注度方面，較之傳統(tǒng)的課堂授課、教員示教、學員實操的方法更有優(yōu)勢。分析其原因主要有以下3 點：① 智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人為中等仿真訓練工具，其設計以我國成年男性為基礎，運用了逆向工程，仿真度高，身體各部位活動度好，并具備呼吸、心跳、脈搏、血壓、瞳孔反射、淺表動脈搏動等多種生理仿真功能，能體現(xiàn)出對醫(yī)療操作的各種生理反饋，使學員訓練時的代入感更強，更容易吸引學員注意力和實施操作的興趣，也能使學員在操作過程中根據(jù)反饋結果不斷調整操作細節(jié)，因此更容易掌握正確的急救技術。② 本研究中應用模擬人訓練時采用了其配套訓練軟件中的內置訓練模塊，這些模塊均是以臨床案例為基礎編制的，因此應用模擬人進行訓練其本質屬于PBL訓練，是以解決問題為導向進行的訓練活動[13]。由于這些訓練模塊被設計為分層交互式，因此需要學員在受訓過程中需要邊做邊學習，教員可以根據(jù)需要隨時修改戰(zhàn)傷救治訓練中的參數(shù)，使學員可以對單項救治技術進行反復訓練，也可以對復合傷情進行多項技術的結合式訓練，學員更容易加深對培訓內容的印象，故訓練效果會更好。③ 新型智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人造型逼真，具備發(fā)音、出血、胸廓起伏、瞳孔變化、皮膚黏膜顏色變化等動態(tài)模擬功能，對參訓學員的心理沖擊感較強，更容易吸引年輕學員參與訓練活動，也使學員們更容易記住訓練內容，因此在訓練評價的主客觀指標上均得分較高。

本研究顯示，使用戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人進行戰(zhàn)傷急救訓練，可增強訓練的真實性、直觀性、與實用性，使理論知識學習與實踐操作能夠更有效的結合起來，能夠使受訓人員增強救治技術的同時，提升對戰(zhàn)場傷情的綜合分析、完善處置能力，對戰(zhàn)傷救治技術的提高起到了較好的推動作用，是一種值得推薦的急救訓練方法。未來應進一步豐富智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人的急救訓練病例庫，在不同地域的多兵種中進行更大規(guī)模的試用，完善訓練訓練軟件的人機交互水平，并制定出符合我軍特點和現(xiàn)代戰(zhàn)場要求的我國TCCC指南和訓練大綱，盡快實現(xiàn)我軍的戰(zhàn)場救治水平的大幅度提升。