虚拟现实技术在舰船大面积烧伤伤员早期救治训练中的应用研究

代站站，彭宇，房贺，郭玉坤，孙瑜，马兵，夏照帆

烧伤是海战伤最为常见的伤类之一［1］，而且随着武器性能提高其发生率呈现上升趋势。据美海军记载，Frankin 号航母在二战某次海战中阵亡724人，其中29% 死于烧伤［2］。在我军“八六”海战中，炸伤比例高达100%，西沙海战中烧伤比例也达到14.8%［3］。随着高燃高爆武器在现代化战争中的普及，可预见在未来海战中大面积烧伤伤员成批发生的现象将极为普遍，而成批的大面积烧伤伤员的早期救治始终是一个难题［4］。当前学术界普遍认为专业化的早期干预和有针对性的早期治疗是大面积烧伤伤员得以存活以及满足后送条件的关键［5］。我国烧伤外科在近几十年的发展历程中有着较多大面积烧伤患者的成功救治经历，积累了很多宝贵的临床经验［6］。但是目前军队卫勤建设环节仍相对薄弱，士兵海战伤自救互救关键操作技能掌握尚存在诸多不足［7］，基层卫生人员在海战条件下处置批量大面积烧伤伤员的经验更是极为欠缺，因此加强相关训练研究对于提高我海军战伤救治能力将有着十分重要的意义。

虚拟现实（virtual reality，VR）技术是一种具有沉浸性、交互性、多感知性等诸多优点的尖端人机交互技术［8］，已经在军事卫勤训练领域广泛应用并取得诸多进展，其可为受训者提供逼真的战场伤情及场景，能够成为海战救护训练的重要手段［9］。笔者依托课题组前期工作进展，将舰船大面积烧伤伤员早期救治实施标准化设置，并以此为基础制作完成VR 培训课程，拟通过本研究对该课程实施效能评估，探索标准、规范、高效的培训方法。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2019－2020 年在海军军医大学第一附属医院进行规范化培训的海军基层军医50 名为研究对象，随机分为实验组和对照组，每组25 人，实施前瞻性的随机对照研究。

1.2 实验设计 实验组参加由本课题组设计制作的舰船大面积烧伤伤员早期标准化救治VR 培训课程（图1），以VR 组表示；对照组军医采用标准操作规程（stardard operating procedure，SOP）［10］，由课题组教员以面对面授课的方式实施培训，以SOP 组表示。2 组培训时长均为4 个学时，分别在培训开始前、4 课时结束以及培训结束1 个月后由同一批考官以操作考核的形式进行量化评分，并且由每位学员以调查问卷的形式（图2）对所参与培训课程进行评分，收集考核数据。

图1 虚拟现实课程操作演示

图2 课程满意度调查问卷内容

1.3 统计学处理 采用SPSS 26.0 软件进行数据分析，计数资料采用均数±标准差（±s）表示，采用t检验及重复测量方差分析，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 调查问卷结果分析 2 组问卷调查结果在问卷内容的第1 项（学习态度中的学习兴趣方面）、第2 项（学习价值观的认同感方面）、第3 项（学习价值观的满足度方面）、第5 项（学习意志中的注意力方面）、第7 项（体验与交互的信息交流方面）以及总得分差异均有统计学意义（P＜0.05）。在第4 项（学习意志中的坚持性方面）、第6 项（学习准备中的自我效能感方面）及第8 项得分（反思中知识深加工方面）差异无统计学意义（P＞0.05）。反映了VR 课程在调动学员积极性、加强上课注意力、培养学习兴趣、增加复习黏度等方面具有先进性。见表1。

表1 SOP 组和VR 组问卷调查各项指标得分及总分统计表（分，± s）

表1 SOP 组和VR 组问卷调查各项指标得分及总分统计表（分，± s）

注：SOP 组为标准操作规程组，VR 组为虚拟现实组

组别SOP 组VR 组P 值总分31.52±2.12 36.72±1.34＜0.01例数25 25第1 项3.36±0.76 4.84±0.37＜0.01第2 项3.76±0.52 4.80±0.50＜0.01第3 项4.40±0.71 4.80±0.41 0.027第4 项3.96±0.79 4.24±0.66 0.194第5 项3.96±0.89 4.96±0.20＜0.01第6 项4.24±0.66 4.24±0.66 1.000第7 项3.88±0.67 4.52±0.51 0.001第8 项3.96±0.68 4.32±0.63 0.060

2.2 操作考核成绩分析 实施培训前VR 组操作得分为（55.96±8.29）分，SOP 组为（58.61±6.98）分，差异无统计学意义（P=0.226）。培训完成后，2 组的考核成绩分别提升为（81.43±8.36）分和（79.45±7.68）分，但2 组得分差异仍无统计学意义（P=0.388），提示VR课程可以达到与SOP 课程相近的教学效能。培训结束1 个月后再次考核，2 组成绩均有下降，但SOP 组（65.81±11.50）分较VR 组（74.19±7.62）分下降更明显，差异有统计学意义（P＜0.05）。提示VR 课程的远期培训效果可能优于SOP 课程。见图3。

图3 VR 组及SOP 组操作考核得分估算边际均值

3 讨论

本研究结果显示，VR 课程在增加学员上课注意力、调动学习积极性、培养学习兴趣、增加复习黏度等方面较SOP 课程更有优势，可实现与SOP 课程相当的战伤救治培训效果，而且在培训结束1 个月后的操作考核中VR 组学员获得了较SOP 组更高的得分。因次，笔者的研究验证了VR 技术在舰船大面积烧伤伤员早期救治培训中的有效性，有望为战伤救治培训提供新的助力。

目前，国内战伤救治训练仍然存在“演”的成分重，伤情模拟不真实等问题，无法满足贴近“实战化”要求的模拟训练需求［11］。而海上作战环境无论在伤情变化还是救治难度等方面均有其特殊性，常规的训练手段往往无法营造海上作战复杂的训练环境，难以达到实战化训练效果［12］。制定出一套高效、实用的海战伤救治培训方案是增强我海军舰船战伤救治能力的必行之路。

本研究是前瞻性的随机对照研究，参训人员均来自2019－2020 年间于海军军医大学第一附属医院进行规范化培训的海军基层军医，他们同样也是后期该研究课程实施推广的主要受众。对照组采用已经被证实效果确切的SOP 课程实施培训［13］，教员是课题组具有丰富临床及教学经验的副高职教授，确保了对照组的可信度。

VR 技术是一门以沉浸性、交互性为主要特点的多学科交叉的新生技术。在本研究中，通过学员培训后的调查问卷结果同样显示，VR 课程在增加学员上课注意力、调动学习积极性、培养学习兴趣、增加复习黏度等方面明显优于SOP 课程。在坚持性、自我效能感及信息深加工3 个指标上差异不大，可能与培训学员类别有关，他们都是有着基层工作经验的职业军医，内心素质、尽职履责等方面表现较好。还需要指出的是2 组人员操作考核一律在传统模拟人身上实施，SOP 组培训过程中使用的也是该类型模拟人，该组学员对其更为熟悉，而VR 组学员整个培训过程均采用VR 设备培训，未接触过考核使用的模拟人，这可能对考核结果造成一定影响。尽管如此，2 组在完成培训后实施的操作考核中仍取得相近分数，证实VR 课程的培训效果与SOP 组相当。培训结束后2 组学员均可以自由复习课程。在培训结束1 个月后的再次操作考核中，VR 组学员取得较SOP 组学员更高的分数，可能与该组学员对课程具有更高兴趣并增加复习次数有关。

目前VR 课程培训的最大问题在于“人多机少”，以本次研究为例，25 人的VR 组仅有1 台VR设备，只能每位学员轮流使用，虽然总课时与SOP组相同，但是课程实施时间大大延长。主要原因还是在于研究费用相对昂贵，大到舰船环境模拟，小到卫生员背囊中所有战救器材均是1∶1 还原建模，消耗较多程序开发人员精力。但这也为后期其他课程的设置奠定了基础，可以完美套用该程序已有模型，无需重新建模，待后期其他战伤救治课程完善后可以实现内容模块化，自主搭配训练课程，有着极大的应用前景。