美軍及我軍戰(zhàn)場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

·部隊衛(wèi)生·

美軍及我軍戰(zhàn)場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

近年來在戰(zhàn)傷救治領域的模擬仿真研究發(fā)展迅速，美軍在戰(zhàn)傷救治模擬仿真領域起步較早，經(jīng)過探索發(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)展過程中存在著各自為戰(zhàn)、不成體系等問題，分析美軍的戰(zhàn)傷救治模擬發(fā)展過程對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)是指以計算機為工具，運用模擬模型對真實或設想的系統(tǒng)進行動態(tài)模型實驗，是計算機仿真的一種[1]。戰(zhàn)傷救治模擬仿真是指用模擬仿真的手段對戰(zhàn)場傷員救治過程和效果進行的模擬實現(xiàn)[2]。近年來，模擬仿真技術逐漸應用于戰(zhàn)場傷員救治的模擬評估中，對提高戰(zhàn)場傷員救治的效率以及合理配備衛(wèi)生資源效果顯著。涉及的領域主要包括戰(zhàn)場傷員救治中衛(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，各級衛(wèi)勤分隊救治效率模擬仿真評估等。

1 戰(zhàn)傷救治模擬仿真研究進展

1.1美軍研究進展 美軍一直將作戰(zhàn)模擬仿真技術作為重點發(fā)展技術，建立了比較完善的模擬仿真體系。戰(zhàn)場傷員救治模擬仿真作為作戰(zhàn)模擬仿真的一部分，通過探索發(fā)展也形成了以聯(lián)合衛(wèi)勤規(guī)劃工具、預計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70年代，美軍運用計算機模擬了傷病員的醫(yī)療后送，進行了戰(zhàn)傷救治模擬的初步探索。1978年，海軍醫(yī)學研究中心成功研制了海軍陸戰(zhàn)隊兩棲作戰(zhàn)醫(yī)療后送模擬模型NAMESⅡ[3]。通過該模型的研究，建立了美軍戰(zhàn)傷救治模擬仿真的傷員庫、傷員通用救治序列以及模擬系統(tǒng)總體架構(gòu)，為后期進一步模擬研究打下了基礎。第二階段，發(fā)展完善階段。20世紀80-90年代，美軍基于歷次作戰(zhàn)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，開發(fā)出戰(zhàn)傷減員預計軟件，主要有地面?zhèn)麊T預測系統(tǒng)、傷病員后送工具優(yōu)化配置系統(tǒng)、衛(wèi)勤計劃和執(zhí)行系統(tǒng)、后勤處理程序醫(yī)療模塊等[4]。第三階段，統(tǒng)籌建設階段。為避免前期發(fā)展過程中戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)的重復開發(fā)造成的資源浪費和系統(tǒng)之間不兼容的問題，美國國防部建立了一個國防模擬仿真的綜合技術框架—高層體系結(jié)構(gòu)[5]?；诖搜邪l(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)的預計消耗程序和用于聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下的衛(wèi)勤計劃工具—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)療救治模擬訓練兩類。衛(wèi)勤組織指揮模擬仿真系統(tǒng)主要包括戰(zhàn)術衛(wèi)勤規(guī)劃工具(TML+)、物資供應評估工具、傷情評估工具、戰(zhàn)傷救治數(shù)據(jù)庫(EMED)等[2]。醫(yī)療救治模擬訓練系統(tǒng)主要是指戰(zhàn)傷救治模擬訓練系統(tǒng)，能夠模擬各種戰(zhàn)傷供醫(yī)務人員進行救治操作，達到模擬訓練的目的。

基于戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)，美軍對各個層次的衛(wèi)勤分隊進行了戰(zhàn)傷救治模擬評估。1995年，美海軍研究生院基于MedModel模擬軟件系統(tǒng)，構(gòu)建了前沿手術隊(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負的戰(zhàn)傷救治任務[8]。采取增加傷員通過量的方法，記錄每種傷情傷員的手術時長，預測出FST救治傷員的平均時間為120～540 min；研究了傷員到達時間間隔和數(shù)量對FST傷員救治效率的影響；比較了FST五種不同的醫(yī)務人員和手術床編制方式的救治效率。通過模擬研究，基本確定了FST在未來戰(zhàn)爭中運用時機、編制人數(shù)、裝備配備種類和救治能力指標。2005年，美國海軍研究生院開發(fā)了醫(yī)療救治和傷員后送優(yōu)化模型，對海軍陸戰(zhàn)隊的傷員后送和救治進行了模擬分析和優(yōu)化[9]。2006年，美國海軍醫(yī)學研究中心基于其建立的醫(yī)療需求評估模型，對海軍陸戰(zhàn)隊員步兵醫(yī)療背包中的衛(wèi)生裝備器材進行重新整合，解決了背包重量大和衛(wèi)生器材利用率低的問題[10]。Daly等[11]基于ESP程序，對基于傷員時效救治的醫(yī)療耗材補充方案進行了研究。2007年，美國海軍醫(yī)學研究中心建立了特殊任務部隊(反恐、特種部隊等)醫(yī)療需求的預測模型。運用該模型預測分析了特殊任務部隊執(zhí)行任務時的藥品需要量，所需救治技術，醫(yī)療裝備等；同時對比分析了常規(guī)任務部隊和特殊任務部隊傷員發(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隊、空中移動醫(yī)療隊等的傷員發(fā)生軟件。

1.2我軍研究進展 我軍戰(zhàn)傷救治計算機模擬仿真研究起步較晚，大致分為兩個階段。第一階段，初步探索階段。主要是對戰(zhàn)術機構(gòu)衛(wèi)勤救治能力進行模擬。在這一階段，第四軍醫(yī)大學對團救護所的組織與工作進行了計算機模擬研究。該校還通過為模擬系統(tǒng)設置傷員救治優(yōu)先規(guī)則等方法，對戰(zhàn)術區(qū)傷員后送進行了模擬研究。第二階段，快速發(fā)展階段。主要是對整個傷員救治與后送系統(tǒng)的模擬研究。1994年，沈培新等[14]對機動衛(wèi)勤機構(gòu)手術保障進行了計算機模擬，為合理確定該機構(gòu)的手術臺數(shù)量和手術率提供了參考。2005年，程洪海等[15]采用計算機模擬及統(tǒng)計學方法分析了重傷員早期治療時間與死亡率之間的關系；第二軍醫(yī)大學等單位對海上傷員后送進行了計算機模擬研究，研發(fā)了簡易的模擬仿真系統(tǒng)[16]。2006年，武漢總醫(yī)院對批量傷員救治排隊系統(tǒng)進行了建模和仿真，建立了傷員在醫(yī)院接受救治的排隊模型，以漢口遭襲為例進行了仿真，結(jié)果表明批量傷員到達醫(yī)院后進入排隊系統(tǒng)，進行分級救治，是降低傷死率、提高救治效果的重要措施[17]。2007年，軍事醫(yī)學科學院開展了基于GIS的醫(yī)療后送模擬及后送工具配置研究，采用模擬技術，研究了救治機構(gòu)的地域選取和傷員后送路線的選優(yōu)，探討了戰(zhàn)時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，針對戰(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，采用三庫結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫及其管理子系統(tǒng))對軍隊衛(wèi)生裝備進行了優(yōu)化編配決策評估。2008年，扈長茂等[19]綜合運用軍事、衛(wèi)勤、計算機模擬等技術方法，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)術指標的確定和使用、醫(yī)院船的醫(yī)療資源配置提供依據(jù)?？偤罂蒲兴槍婈犘l(wèi)生裝備優(yōu)化編配問題，運用線性規(guī)劃、排隊論等方法，構(gòu)建軍隊衛(wèi)生救治裝備與后送裝備優(yōu)化編配模型。第二軍醫(yī)大學安偉等構(gòu)建了衛(wèi)勤優(yōu)化決策模擬訓練平臺，為衛(wèi)勤指揮人員的模擬訓練提供了有力支持[20]。2012年，張凱等[21]構(gòu)建了基于救治機構(gòu)類型和任意救治開始時間的傷病員生存模型，實現(xiàn)對傷病員生存情況的模擬。同時還進行了戰(zhàn)時傷病員醫(yī)療后送及衛(wèi)生裝備配置的仿真研究[22]。張衛(wèi)等[23]設計研發(fā)了基于仿真實驗的衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)，初步驗證了利用衛(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)生器并在演習中進行了應用。2014年，軍事醫(yī)學科學院基于Simio仿真平臺，開發(fā)了野外救治機構(gòu)傷病員救治的三維動態(tài)可視化仿真模型，并對野外救治機構(gòu)內(nèi)部衛(wèi)生資源的優(yōu)化配置進行了研究[25]。第二軍醫(yī)大學研究的基于傷情編碼理論的實兵交戰(zhàn)戰(zhàn)傷訓練模型，在朱日和進行的“衛(wèi)勤使命-2014”演習中得到了實際應用和檢驗，很好的解決了實兵對抗訓練系統(tǒng)與電子傷票系統(tǒng)融合的問題[26]。陳榮劍等[27]構(gòu)建了衛(wèi)勤傷員虛擬仿真模型，設計了虛擬傷員發(fā)生器。2016年，海軍總醫(yī)院張斌等構(gòu)建了軍隊醫(yī)院合理用藥的系統(tǒng)動力學模型，并利用計算機模擬仿真的方法對軍隊合理用藥政策的歷次修改進行了量化模擬分析[28]。

1.3我軍研究存在問題 我軍對戰(zhàn)場傷員救治模擬仿真的研究雖然取得了一定的成果，尤其是對野戰(zhàn)條件下傷員后送、救治機構(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題。①基于實戰(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)主要是對某一救治機構(gòu)戰(zhàn)傷救治的模擬，是對傷員救治過程的簡單模擬，在系統(tǒng)中未設定戰(zhàn)斗背景，如野外救治機構(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，而對于將救治機構(gòu)置于作戰(zhàn)環(huán)境下的戰(zhàn)傷救治模擬系統(tǒng)較少。②對模擬軟件開發(fā)的管理不夠。我軍對戰(zhàn)傷救治模擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)尚未進行統(tǒng)一管理，無統(tǒng)一研發(fā)規(guī)劃、政策、規(guī)定和技術標準。同時對于軟件的后續(xù)更新和改進還不完善，系統(tǒng)不能及時進行更新發(fā)展。③還未建立標準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)，無統(tǒng)一軟件平臺和技術框架作為規(guī)范，采用的模擬軟件平臺也不同。同時大部分衛(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)化推廣應用。

2 美軍戰(zhàn)場傷員救治模擬研究對我軍的借鑒意義

通過研究美軍戰(zhàn)場傷員救治模擬研究的過程，分析其存在的問題和不足，對我軍的研究過程具有借鑒意義。

2.1建立標準化的模擬仿真平臺體系 美軍在模擬仿真發(fā)展初期，運用多種不同的仿真體系進行仿真研究，導致各體系之間不能有效兼容，無法進行有效的系統(tǒng)和平臺整合。通過建立HLA，美軍開發(fā)出TML+、ESP等一批衛(wèi)勤模擬仿真系統(tǒng)。我軍應該借鑒美軍經(jīng)驗，在研究初期就應建立標準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)傷救治模擬訓練為核心的仿真模擬系統(tǒng) 美軍通過統(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)。通過收集歷次戰(zhàn)爭的數(shù)據(jù)，建立了戰(zhàn)傷傷員傷情庫，基于此開發(fā)了戰(zhàn)傷救治模擬訓練系統(tǒng)。為此，我軍應該注重頂層規(guī)劃，是我軍模擬仿真系統(tǒng)研究發(fā)展更具體系化，同時應該注重收集歷次演習和非戰(zhàn)爭軍事行動等的傷員數(shù)據(jù)，建立符合我軍實際的傷員庫，并以此為基礎開發(fā)體系化的模擬仿真軟件系統(tǒng)。

2.3運用模擬評估系統(tǒng)，開展仿真模擬的實證研究 美軍運用開發(fā)的模擬仿真系統(tǒng)，對伊拉克、阿富汗戰(zhàn)爭中前沿手術隊等衛(wèi)勤分隊戰(zhàn)時的醫(yī)療物資消耗、衛(wèi)勤人員編制、裝備配備和組室設置進行預測。在戰(zhàn)后通過收集的數(shù)據(jù)，運用模擬評估系統(tǒng)，對人員、裝備、藥品配備等進行分析，提高了衛(wèi)勤分隊編成的實戰(zhàn)化和科學化水平。我軍也應借鑒美軍經(jīng)驗，運用衛(wèi)勤模擬仿真系統(tǒng)進行實證研究，提高我軍衛(wèi)勤分隊編成的實戰(zhàn)化和科學化水平。

3 結(jié) 語

美軍戰(zhàn)場傷員救治作為美軍作戰(zhàn)模擬仿真的一部分，經(jīng)過三個階段的發(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)勤分隊的組織指揮、編成、模擬訓練等方面發(fā)揮了重要作用。我軍近年來也非常重視戰(zhàn)傷救治模擬仿真的研究，對多種野戰(zhàn)醫(yī)療機構(gòu)的傷員救治進行了模擬仿真研究，取得了一定成果。模擬仿真作為戰(zhàn)傷救治研究的新方法，必將成為未來我軍衛(wèi)勤研究的重要方向。

[1] 黃柯棣, 邱曉剛. 建模與仿真技術[M]. 長沙: 國防科技大學出版社, 2010.

[2] 張 音, 刁天喜, 孟海濱, 等. 美軍衛(wèi)勤模擬仿真發(fā)展與啟示[J]. 武警醫(yī)學, 2012,23(3):193-195.

[3] Richards PB, Fletcher JR. NAMES Ⅱ(Navy Amphibious Medical Evacuation Simulation ) USER’S MANUAL[EB/OL]. San Diego:Naval Health Research Center,1977 [2017-09-28]. https://www.researchgate.net/publication/235210358_NAMES_II_Navy_Amphibious_Medical_Evacuation_Simulation_User%27s_Manual.

[4] 呂奕鵬, 薛 晨, 葛 陽, 等. 基于美軍TML_的海軍海上衛(wèi)勤保障模擬仿真研究現(xiàn)狀分析[J]. 第二軍醫(yī)大學學報, 2016,37(7):890-894.

[5] 張國強, 邱曉剛. 基于HLA的作戰(zhàn)仿真導調(diào)系統(tǒng)的設計實現(xiàn)[J]. 計算機仿真, 2005,22(10):35-39.

[6] Tropeano A. Estimating Supplies Program (ESP), Version 1.00, User’s Guide[EB/OL]. San Diego:Naval Health Research Center ,2000 [2017-09-29].http://www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf?Location=U2amp;doc=GetTRDoc.pdfamp;AD=ADA385961.

[7] 李麗娟, 刁天喜. 美軍聯(lián)合醫(yī)療分析工具介紹及分析[J]. 解放軍醫(yī)院管理雜志, 2014,21(9):898-900.

[8] Syvertson RL. A Computer Simulation and Analysis of the Forward Surgical Team[EB/OL]. Monterey: Naval Postgraduate School,1995 [2017-09-29]. https://core.ac.uk/download/pdf/36724254.pdf.

[9] Bouma MF. Medical Evacuation and Treatment Capabilities Optimization Model (METCOM) [EB/OL]. San Diego:Naval Health Research Center, 2005 [2017-09-28]. https://www.r￣e￣s￣e￣a￣r￣c￣h￣g￣a￣t￣e.net/publication/277757530_Medical_Evacuation_and_Treatment_Capabilities_Optimization_Model_METCOM.

[10] Hill M, Galarneau M，Pang G. Marine Corps CASEVAC：Determining Medical Supply Needs for Long-and Short-Range Airborne Casualty Evacuation[EB/OL]. San Diego:Naval Health Research Center，2004[2017-09-29]. https://www.researchgate.net/publication/228746677_Marine_Corps_CASEVAC_Determining_Medical_Supply_Needs_for_Long-and_Short-Range_Airborne_Casualty_Evacuation.

[11] Daly T, Onofrio K, Konoske P. Using Time-Phased Casualty Estimates to Determine Medical Resupply[EB/OL]. San Diego:Naval Health Research Center, 2006[2017-09-28]. http://www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf?AD=ADA462159amp;Location=U2amp;doc=GetTRDoc.pdf

[12] Hill M, Nix R, Hopkins C,etal. Using Modeling to Predict Medical Requirements For Special Operations Missions[EB/OL]. San Diego:Naval Health Research Center, 2007[2￣0￣1￣7￣-￣0￣9￣-￣2￣9￣]￣.￣ h￣t￣t￣p￣:￣/￣/￣w￣w￣w￣.jsomonline.org/Publications/2008438Hill.pdf

[13] Sherman W, Pang G. Small Patient Condition Stream Generator (SPCSG): Version 2.0[EB/OL]. San Diego:Naval Health Research Center, 2010[2017-09-29]. http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a562858.pdf

[14] 沈培新, 楊學軍. 機動野戰(zhàn)醫(yī)療機構(gòu)傷員手術情況計算機模擬[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐, 1994(9):1-4.

[15] 程洪海, 李淑梅, 解宏偉. 重傷員早期治療最佳實施時間段計算機模擬研究 [J]. 武警醫(yī)學院學報, 2005,14(5):337-339.

[16] 范晨芳, 田 峰, 陳國良, 等. 海上傷病員后送通道系統(tǒng)的計算機仿真[J]. 計算機仿真, 2005,22(1):6-8.

[17] 謝 峻. 批量傷病員救治排隊系統(tǒng)的建模與仿真[J]. 醫(yī)療設備信息, 2006,21(10):8-10.

[18] 杜海艦. 基于GIS的醫(yī)療后送模擬及后送工具配置研究[D]. 北京：軍事醫(yī)學科學院, 2007.

[19] 扈長茂, 張鷺鷺, 馬開城, 等. 面向衛(wèi)勤力量部署的衛(wèi)勤作業(yè)系統(tǒng)功能模塊分析[J]. 第二軍醫(yī)大學學報, 2008,29(8):882-884.

[20] 安 偉, 張鷺鷺, 張 義, 等. 衛(wèi)勤優(yōu)化決策模擬訓練平臺應用[J]. 醫(yī)學研究生學報, 2009,22(2):191-194.

[21] 張 凱, 伍瑞昌, 陶學強. 戰(zhàn)時傷病員生存模擬研究 [J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2012,33(2):31-38.

[22] 張 凱. 戰(zhàn)時傷病員醫(yī)療后送及衛(wèi)生資源配置仿真研究[D]. 北京：軍事醫(yī)學科學院, 2012.

[23] 張 衛(wèi), 趙建軍, 張 義, 等. 基于仿真實驗的衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)研發(fā)[J]. 解放軍醫(yī)院管理雜志, 2012,19(10):936-937.

[24] 孫海安, 劉曉榮, 劉宏鳴. 一體化衛(wèi)勤訓練模擬傷員發(fā)生系統(tǒng)的研究與應用[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2012,33(8):11-12.

[25] 張 凱, 伍瑞昌, 王運斗, 等. 野外救治機構(gòu)傷病員救治建模與仿真研究[J]. 系統(tǒng)仿真學報, 2014,26(4):936-941.

[26] 周 俊, 連 平, 龔紅偉, 等. 基于傷情編碼理論的實兵交戰(zhàn)戰(zhàn)傷訓練模型[J]. 解放軍醫(yī)院管理雜志, 2015,22(2):120-123.

[27] 陳榮劍, 陳立富, 余維濤, 等. 衛(wèi)勤傷員虛擬仿真模型研究與描述[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2014,35(1):34-36.

[28] 孫 斌, 蒯麗萍, 徐 雷. 基于SD建模的軍隊合理醫(yī)療用藥政策效果研究[J]. 東南國防醫(yī)藥, 2016,18(1):6-9.

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

軍隊后勤科研重大項目(AWS14L012)

1.710032 西安，第四軍醫(yī)大學衛(wèi)生勤務學教研室；2.710032 西安，第四軍醫(yī)大學學員一旅二營五連

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)場傷員救治模擬研究現(xiàn)狀分析及啟示[J].東南國防醫(yī)藥，2017,19(6):663-666.