新型智能战创伤模拟人与急救训练系统在战场急救训练中的应用评价

雷德林 王敬夫 贾骏麒 刘义闻 孔亮 赵铱民 田磊

在现代战争中，官兵的死亡率呈下降趋势，主要原因是战地卫生员救治技术和急救装备水平的提高[1]。因此对军队卫生人员和全体官兵进行系统、扎实的战创伤急救知识与技术的训练及其重要，此外在平时，针对医护人员的院前急救培训对提高急诊伤员的生存率也非常重要。近年来，随着模拟教学方式的改进，以案例为基础的学习逐步成为医学教学的重要形式，一些教学医院也陆续展开了利用智能化模拟人进行急救技术训练的尝试，取得了较好的效果[2-3]。但在战场急救训练中，由于战伤伤情和战场环境的特殊性，目前还缺少相关教学训练实践的报道。本研究采用自主研发的智能化仿真战创伤模拟人进行战伤急救培训，并与传统训练方法比较，对处置结果与训练效果进行客观和主观评估，探讨新型战创伤模拟人相较传统训练方法的优势，为战创伤急救训练提供一种新方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入60 名空军军医大学第三学年的本科医学生，随机分为实验组与对照组，每组30人。实验组使用由空军军医大学第三附属医院军事口腔医学国家重点实验室研发的“中国勇士”智能化仿真战创伤模拟人和训练系统进行综合伤情急救操作培训，对照组在进行课堂理论授课后，依次进行多个急诊创伤伤情的单项模拟操作训练。

1.2 方法

急救操作训练方法： ①对照组：进行理论教学，通过理论学习与观看视频的方法学习战伤急救的基本原则与临床操作要点、理论知识。再由指导教师示范操作，然后两人一组配对进行人工呼吸、 胸外按压单项训练，在传统教具上进行胸外电除颤及气管插管、止血带止血以及气胸穿刺等单项训练，每个单项训练3 次， 1 次/周; ②实验组：利用智能化战创伤模拟人进行现场理论教学，通过模拟人的病例模拟功能，演示战创伤伤情(采用下肢出血、气胸、窒息、室颤模拟模块)，教员同时讲授相应伤情特点，引导学员学习战伤急救的基本原则与临床操作要点，并由教员在模拟人上进行战伤救治的示范教学；然后每两位学员一组，在模拟人训练系统的客户端中使用病例模式(包括下肢出血、血气胸、室颤、室息相对应的病例)，根据病例设置的发生情景、背景以及模拟人的生命体征与病理状况，依照病例设计流程指导学员按流程逐步操作学习。首先启动模拟程序，将模拟设置进入手动模式，教员通过手动控制模拟人不同生命体征安排学员进行人工呼吸、胸外按压、胸外电除颤、气管插管、止血带止血以及气胸穿刺等急救单项训练(图1～6)，学员通过模拟人实时反馈学习各单项急救操作方法与要点。

图1 人工呼吸单项训练 图2 胸外按压单项训练 图3 电除颤单项训练

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

图4 气管插管单项训练 图5 止血带止血单项训练 图6 气胸穿刺单项训练

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

1.3 训练效果评估标准

实验组与对照组的学员完成单项战场急救项目培训后，每位学员随机抽取战创伤模拟人训练系统客户端提供的战场急救病例，根据其中设计的不同情景进行综合模拟救治(图7)，战创伤模拟人会根据学员的每一步操作自动进行判别，调整自身病例状态并进行跳转，操作正确则逐步进入自主循环恢复、 病情稳定状态，直至模拟人救治成功；反之，操作不恰当则模拟人进入病理状态，当学员操作严重偏离病例流程时，则发生救治失败，模拟人生命体征消失，进入死亡状态。在综合急救训练过程中教员不干预，直到救治流程结束。各项急救操作均由战创伤模拟人训练系统客户端软件进行测试，由教员使用模拟人训练系统手动模式针对每位学员的单项抢救能力进行评判与记分，以此作为客观指标来评估两组学员急救技术训练效果。

图7 战创伤模拟人急救系统中的内置病例

测试结束后，由学员填写战创伤救治训练效果主观调查问卷(表1)，调查问卷设置提高救治技术、应急处置能力、完善配合能力、救治效果预期、激发学习主动性与加强学习专注度方面六项，每一项由学员根据训练活动的主观感受进行匿名打分，最低为1 分，最高为10 分，根据分值进行统计分析。

1.4 参训学员对训练方式的满意度调查

实验组参训学员使用战创伤模拟人训练系统进行训练与考核后，填写智能化仿真战创伤模拟人训练满意度调查问卷(表2)。

1.5 统计学方法

训练满意度数据是计算勾选“满意”的学员人数所占参加调查人数百分比。

2 结 果

2.1 2 组操作成绩比较

2 组胸单项操作成绩中，胸外按压、人工呼吸、气管插管单项成绩实验组与对照组单项操作成绩无统计学差异(P>0.05)(表3)；但在胸外电除颤、止血带止血与气胸穿刺单项成绩实验组与对照组存在显著差异(P<0.05)。

2.2 2 组训练效果评价比较

对2 组学生反馈意见调查表进行分析发现，实验组在提高救治技术、应急处置能力、完善配合能力、救治效果预期、激发学习主动性与加强学习专注度方面均比传统组有显著性提高(P<0.05)(表4)。

2.3 参训学员对战创伤模拟人系统的训练满意度

通过对30 名使用战创伤模拟人系统进行训练与测试的学员满意度调查问卷分析可知，勾选“满意”有28 人，占参训人员93.3%，勾选“一般”有2 人，占参训人员6.7%，勾选“不满意”有0 人。通过满意度调查问卷结果可知，参训学员对新型交互式战创伤模拟人训练系统满意率较高。

表3 2 组单项急救技术操作成绩比较 (n=30)

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

注： 组间比较， ①P<0.05

表4 2 组训练效果主观评价结果 (n=30)

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

注： 组间比较， ①P<0.05

3 讨 论

现代高技术战争条件下，战场的广度和深度都大大增加，导致当代战创伤呈现出致伤因素复杂、伤情危重、群体伤增多等特点。战时伤员死亡率与救治时间直接相关，战伤伤员在伤后1 h内得到救治，可使死亡率降低2/3[4-5]，因此有效迅速的战场互救与自救至关重要，这就要求军队官兵与医护人员都必须掌握战场急救技能。统计显示，近20 年来，美军的战场死亡率均呈下降趋势[6]，其中，战地卫生员救治技术的提高起到了巨大的作用。美军在战场医学方面积累了丰富的经验，依据战斗伤亡救治(Tactical Combat Casualty Care，TCCC)理念，组建了战场战伤救治体系，建设了美军的战场医学训练基地，进行实战化的战场战伤救治技术培训[7]。北约及多个盟国的卫勤部队也开始广泛学习推广，成为多国军队医务部门的规范化训练教程。根据TCCC需要，美国研发了系列仿真智能化战创伤模拟人系统，并在其救治培训过程中大量应用，进行急救、互救和自救训练，使受训者在高度逼真的战场环境中演练战创伤的救治过程，反复加强技能训练，可以说战创伤模拟救治训练是支撑美军战场战伤救治体系有效运转的基石，也一直受到美军的高度重视和大力资助[8]。

遗憾的是，由于我军已经30 多年没有进行过战争，缺乏实战条件下战场战伤的救治经验，战场医学水平与其它军事强国相比存在很大差距。因此，积极引进和学习先进的战场战伤救治理念、技术和方法，研制适应现代化战争的卫勤训练装备，特别是采用基地化培训、实战化训练模式来提升全军医务人员的战场救治能力，是我军卫勤能力建设的当务之急，同时也是提高我国急救医学和灾害救治水平的重要途径。我军近年来在部分军队医院建立了模拟训练中心，利用医疗模拟人开展了急救训练，培训模块也包括了止血、心肺复苏、气管切开等多个系统的急症治疗系统。但这类训练和培训设备并非专门针对战创伤的战场急救治疗设计，仍大多是被放置在教室内按照设定好的场景进行，对战创伤现场抢救的模拟程度不够[9]。为解决这一问题，第四军医大学军事口腔医学国家重点实验室研发了具有完全知识产权的生理驱动型仿真智能战创伤模拟人“中国勇士”，填补了我国在此类产品上的空白。智能化战创伤模拟人及急救训练系统包括多个战创伤训练模块和数据收集分析系统，具备实时反映生命体征、高度模拟组织器官、医疗设备通用性好、可实时记录和建立操作档案、全程监视救治程序、考核与评估治疗结果、制定个性化训练计划等功能优势，并且能够满足野战与恶劣环境下使用的要求，各项性能指标均达到了国际先进水平，也是国际上首个具备核化生特殊伤情模拟的模拟人，成本上也远低于国外同类产品。应用该系统可以使我军彻底摆脱战伤救治训练脱离实战化的问题，改进战场急救技术方法和装备,更好地满足实战需求。同时，该模拟人的研究成功也将使我国广大医疗教学单位能够获得质优、价廉、升级维护方便的高端医疗模拟人，可促进我国医疗培训的水平，提高医疗规范化培训的效果。

利用新型智能仿真模拟人进行战伤急救训练，在我国刚刚起步，经验较少，训练效果和效率还不明确，与之配套的训练大纲、训练方法与评价体系也未建立，因此急需进行相关研究，这也是我们进行本研究的重要目的。另外，对于急救培训内容的优化，也非常重要。在美军历次战争中，一线伤员有约15%～25%为可救治者[10]，在可救治者中约15%为失血过多、气道阻塞与张力性气胸症状伤员，而这三种症状可通过战地及时有效且相对简单的救治措施进行干预，从而挽救伤员的生命[11]。在1996年，美军就已经将止血、抗休克治疗、保持呼吸道通畅以及解除张力性气胸作为战伤救治重点列入TCCC 指南，该指南已成为美、英、加、澳等多个国家国军队卫生员战伤救治训练标准[12]。因此，我们在设计急救内容训练时，主要以CPR、气管插管、胸腔穿刺、止血带止血、电除颤为主要培训内容，并根据模拟人内置的训练模块进行实景病例训练，获得了良好的效果。

本研究以军医大学第三年本科学员为研究对象，主要考虑学员在第3 年时还未接触临床教学，无任何临床操作经验，且年龄均在20 岁左右，因此本研究中的教学过程可以模拟对基层部队卫生兵进行的急救培训，对在部队推广使用该智能仿真模拟人进行战场急救训练更有意义。通过本研究发现，智能化仿真模拟人和配套的急救训练系统可以明显提高各单项急救方法的训练效果，特别是在提高救治技术、应急处置能力、完善配合能力、救治效果预期、激发学习主动性与加强学习专注度方面，较之传统的课堂授课、教员示教、学员实操的方法更有优势。分析其原因主要有以下3 点：① 智能化仿真战创伤模拟人为中等仿真训练工具，其设计以我国成年男性为基础，运用了逆向工程，仿真度高，身体各部位活动度好，并具备呼吸、心跳、脉搏、血压、瞳孔反射、浅表动脉搏动等多种生理仿真功能，能体现出对医疗操作的各种生理反馈，使学员训练时的代入感更强，更容易吸引学员注意力和实施操作的兴趣，也能使学员在操作过程中根据反馈结果不断调整操作细节，因此更容易掌握正确的急救技术。② 本研究中应用模拟人训练时采用了其配套训练软件中的内置训练模块，这些模块均是以临床案例为基础编制的，因此应用模拟人进行训练其本质属于PBL训练，是以解决问题为导向进行的训练活动[13]。由于这些训练模块被设计为分层交互式，因此需要学员在受训过程中需要边做边学习，教员可以根据需要随时修改战伤救治训练中的参数，使学员可以对单项救治技术进行反复训练，也可以对复合伤情进行多项技术的结合式训练，学员更容易加深对培训内容的印象，故训练效果会更好。③ 新型智能化仿真战创伤模拟人造型逼真，具备发音、出血、胸廓起伏、瞳孔变化、皮肤黏膜颜色变化等动态模拟功能，对参训学员的心理冲击感较强，更容易吸引年轻学员参与训练活动，也使学员们更容易记住训练内容，因此在训练评价的主客观指标上均得分较高。

本研究显示，使用战创伤模拟人进行战伤急救训练，可增强训练的真实性、直观性、与实用性，使理论知识学习与实践操作能够更有效的结合起来，能够使受训人员增强救治技术的同时，提升对战场伤情的综合分析、完善处置能力，对战伤救治技术的提高起到了较好的推动作用，是一种值得推荐的急救训练方法。未来应进一步丰富智能化仿真战创伤模拟人的急救训练病例库，在不同地域的多兵种中进行更大规模的试用，完善训练训练软件的人机交互水平，并制定出符合我军特点和现代战场要求的我国TCCC指南和训练大纲，尽快实现我军的战场救治水平的大幅度提升。