智能化戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人在口腔頜面部創(chuàng)傷救治訓(xùn)練中的應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

田磊 雷德林 賈駿麒 王敬夫 劉義聞 孔亮 趙銥民

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中大量高能、高爆武器的應(yīng)用導(dǎo)致戰(zhàn)創(chuàng)傷的復(fù)雜和嚴(yán)重程度均達(dá)到冷戰(zhàn)以來的最高峰[1-2]，這使得對(duì)軍事衛(wèi)勤人員進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練成為提升我軍遂行多樣化任務(wù)衛(wèi)勤保障能力的迫切需求。為突破國外對(duì)我國的技術(shù)封鎖，提高我軍的戰(zhàn)場(chǎng)急救水平，空軍軍醫(yī)大學(xué)軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制了智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人及戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱模擬人系統(tǒng)，下同)，其涵蓋多個(gè)訓(xùn)練模塊和數(shù)據(jù)庫，具有仿真性好、智能化程度高，操作便利、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠滿足野戰(zhàn)與惡劣環(huán)境下使用的要求。本調(diào)查旨在通過采集該模擬人系統(tǒng)在口腔頜面部戰(zhàn)創(chuàng)傷救治訓(xùn)練中的使用反饋信息，初步評(píng)價(jià)其應(yīng)用效果，為進(jìn)一步完善該模擬人系統(tǒng)的功能提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料

參與本調(diào)查的各類人員共計(jì)89 名。其中，受訓(xùn)人員74 名，包括某軍隊(duì)醫(yī)學(xué)院校本科三年級(jí)學(xué)員36 名、研究生軍醫(yī)學(xué)員38 名；教員15 名。各類人員統(tǒng)計(jì)情況見表1。

表1 參與調(diào)查人員類別及職稱分布情況表

1.2 培訓(xùn)工具

1.2.1 智能化高仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人 該模擬人外形和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)高度仿真、表面覆蓋材料及內(nèi)部模擬骨骼與真實(shí)人體組織物理特性相似。包涵氣道管理、循環(huán)系統(tǒng)管理、呼吸系統(tǒng)管理、頭頸部、四肢、腹部戰(zhàn)傷管理、急救技術(shù)培訓(xùn)、運(yùn)輸培訓(xùn)等多個(gè)訓(xùn)練模塊和數(shù)據(jù)庫，具備實(shí)時(shí)反映生命體征、高度模擬組織器官、能與普通醫(yī)療設(shè)備通用、可及時(shí)記錄搶救措施和建立醫(yī)療檔案、監(jiān)視救治程序、評(píng)估治療結(jié)果等功能，并且能夠滿足野戰(zhàn)與惡劣環(huán)境下使用的要求。

1.2.2 交互式戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練系統(tǒng) 該系統(tǒng)是由戰(zhàn)創(chuàng)傷救治教學(xué)、智能戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問服務(wù)五部分組成的基于多媒體技術(shù)的戰(zhàn)創(chuàng)傷教學(xué)平臺(tái)?？赏ㄟ^網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)分布式的戰(zhàn)創(chuàng)傷救治的教學(xué)；采用生理驅(qū)動(dòng)結(jié)合人為干預(yù)的方法對(duì)智能戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人進(jìn)行控制；對(duì)模擬人生命體征表現(xiàn)進(jìn)行控制并對(duì)救治措施效果進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋；通過無線通訊技術(shù)收集戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人采集的數(shù)據(jù)，對(duì)救治全過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、回放和考核；采用基于WCF通訊協(xié)議的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)、管理、分析(圖1)。

1.3 方法

1.3.1 示教和練習(xí) 示教包括視頻示教和現(xiàn)場(chǎng)示教兩部分：示教視頻由空軍軍醫(yī)大學(xué)軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組織專家拍攝(圖2)，重點(diǎn)講解模擬人系統(tǒng)的基本構(gòu)成、基本原理和簡(jiǎn)要操作方法；現(xiàn)場(chǎng)示教由多名先期獲得培訓(xùn)資質(zhì)的創(chuàng)傷外科教員在模擬人上進(jìn)行，示教重點(diǎn)在于模擬人系統(tǒng)在應(yīng)用過程中的具體操作方法、要點(diǎn)和臨床思辨輔導(dǎo)。所有參訓(xùn)人員在示教后均安排有不少于2 h/人次的實(shí)操練習(xí)時(shí)間，練習(xí)科目選用該系統(tǒng)內(nèi)置的上頜骨骨折病例(圖1)。

圖1 智能化仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人與戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練系統(tǒng)軟件界面

1.3.2 客觀評(píng)分 分別將36 名軍隊(duì)醫(yī)學(xué)院校本科學(xué)員和38 名研究生學(xué)員隨機(jī)均等分為2 組(n=37)，男女不限。其中，實(shí)驗(yàn)組采用模擬人系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)照組采用傳統(tǒng)的課本講授、相互練習(xí)方法進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組所訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練學(xué)時(shí)和練習(xí)學(xué)時(shí)需保持一致。

對(duì)所有參訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行考核，評(píng)估訓(xùn)練效果?？己藘?nèi)容包括基礎(chǔ)理論知識(shí)筆試和實(shí)操技能專家考評(píng)，其中基礎(chǔ)理論筆試以閉卷筆答客觀題的形式進(jìn)行考核，實(shí)操技能考試以學(xué)員間相互操作為主進(jìn)行，并由同一專家組成員依據(jù)預(yù)設(shè)得分點(diǎn)進(jìn)行評(píng)分。筆試和技能考試均采取100 分制，及格線均為60 分；筆試成績(jī)和技能考試成績(jī)分別加權(quán)0.3和0.7后累計(jì)為總成績(jī)，如筆試或技能考試任何一項(xiàng)出現(xiàn)不及格則記為總成績(jī)不及格。

圖2 模擬人系統(tǒng)示教視頻截圖及學(xué)員實(shí)際操作

1.3.3 主觀評(píng)分 同樣采用示教-練習(xí)-考核的方法，然后分別對(duì)參訓(xùn)學(xué)員及教員共計(jì)89 人開展問卷調(diào)查(表2)。調(diào)查內(nèi)容包括基礎(chǔ)理論知識(shí)、實(shí)戰(zhàn)操作技能、易上手程度、列裝必要性等。每項(xiàng)最低分1 分，最高分10 分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 客觀評(píng)分

2 組考核結(jié)果見表3。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組總體及格率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，總體平均分以及基礎(chǔ)理論和實(shí)操技能平均分的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 主觀評(píng)分

問卷回收率100%，對(duì)調(diào)查問卷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表4?？梢娊虇T及研究生學(xué)員相較于本科學(xué)員更加認(rèn)為該模擬人系統(tǒng)有利于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)戰(zhàn)操作技能的掌握；職稱較高的人員相較于低職稱人員更傾向于認(rèn)為該模擬人系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握更有利、更易上手；所有參與調(diào)查人員普遍認(rèn)為該模擬人系統(tǒng)有列裝必要。

表3 不同方法訓(xùn)練的學(xué)員客觀考核成績(jī)表

Tab 3 The objective results of practitioners trained with different methods

注： ①組間比較，P<0.05

表4 各類別人員對(duì)本模擬人系統(tǒng)使用效果主觀感受評(píng)分表

Tab 4 Subjective perception scores of participants on the use of this simulator system

高級(jí)職稱中級(jí)職稱初級(jí)職稱無職稱基礎(chǔ)理論知識(shí)9.8±0.49.8±0.49.6±0.49.5±0.4實(shí)戰(zhàn)操作技能9.6±0.39.4±0.79.2±0.88.8±0.5易上手程度8.6±0.38.2±0.77.9±0.49.2±0.7列裝必要性9.9±0.69.4±0.49.6±0.39.8±0.6

3 討 論

目前，已有西方發(fā)達(dá)國家軍隊(duì)采用生理驅(qū)動(dòng)醫(yī)學(xué)模擬人作為戰(zhàn)創(chuàng)傷救治訓(xùn)練的工具，其優(yōu)勢(shì)在于訓(xùn)練的真實(shí)性、安全性和多樣性[3]。反觀我軍，由于當(dāng)前仍處于從機(jī)械化向信息化部隊(duì)的轉(zhuǎn)型期，且缺乏大規(guī)模現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，造成我軍的戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)水平較先進(jìn)國家仍有相當(dāng)差距。此外，我國目前還沒有適用于戰(zhàn)創(chuàng)傷訓(xùn)練的智能化醫(yī)學(xué)模擬人，而國外此類產(chǎn)品的價(jià)格高昂、且對(duì)我國保密，難以購買，無法滿足大量基層醫(yī)務(wù)人員和一線官兵的戰(zhàn)場(chǎng)救治訓(xùn)練需要。所以，為突破國外技術(shù)封鎖，提高我軍的戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練水平，空軍軍醫(yī)大學(xué)軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院、空軍軍醫(yī)大學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)系等多家單位研制了智能化高仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人及戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練系統(tǒng)，填補(bǔ)了我國在這一領(lǐng)域的空白，為提高我軍衛(wèi)勤保障能力的提升提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

目前世界上主要使用的戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人有SimMan[4]、Gaumard[5]、Caesar[6]。每種戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人都有不同的側(cè)重點(diǎn)，利用某個(gè)類型或幾種類型配合可以用于：①單兵自救互救的急救醫(yī)療基礎(chǔ)；②小組合作強(qiáng)化的訓(xùn)練；③醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)危機(jī)管理能力，戰(zhàn)時(shí)創(chuàng)傷救護(hù)、戰(zhàn)時(shí)手術(shù)準(zhǔn)備和操作的訓(xùn)練[7]。國內(nèi)目前相關(guān)企業(yè)的研發(fā)水平較低，主要以模仿國外產(chǎn)品為主，所生產(chǎn)的模型功能比較單一，用途也較單一，目前僅僅局限于國內(nèi)醫(yī)學(xué)院教學(xué)，并無針對(duì)軍事醫(yī)療訓(xùn)練用的產(chǎn)品[8]。本模擬人系統(tǒng)以智能化戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人為基礎(chǔ)，囊括多個(gè)戰(zhàn)創(chuàng)傷訓(xùn)練模塊和數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)，具備實(shí)時(shí)反映生命體征、高度模擬組織器官、醫(yī)療設(shè)備通用性好、可實(shí)時(shí)記錄和建立操作檔案、全程監(jiān)視救治程序、考核與評(píng)估治療結(jié)果、制定個(gè)性化教學(xué)計(jì)劃等功能，并且能夠滿足野戰(zhàn)與惡劣環(huán)境下的使用要求[9]。與國外同類產(chǎn)品相比，除具備常規(guī)功能功能之外，還可進(jìn)行實(shí)現(xiàn)無線通信、出血模擬、骨折模擬等功能，具有更好地實(shí)用性和軍用特點(diǎn)。尤為關(guān)鍵的是，本系統(tǒng)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，打破了西方國家技術(shù)封鎖，為我國、我軍戰(zhàn)創(chuàng)傷救治人才的培養(yǎng)事業(yè)爭(zhēng)取了主動(dòng)。

在口腔頜面外科創(chuàng)傷訓(xùn)練領(lǐng)域，由于所涉區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能重要，以及對(duì)傷患容貌、咀嚼、發(fā)音乃至心理等影響較大，在既往的臨床訓(xùn)練中更加側(cè)重于由教員單方面進(jìn)行操作、學(xué)員從旁觀看的臨床見習(xí)模式，或?qū)W員在尸體、模型上操作進(jìn)行，實(shí)際動(dòng)手機(jī)會(huì)少、對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)向臨床技能的轉(zhuǎn)化不夠直觀、對(duì)臨床操作要點(diǎn)的把握不夠準(zhǔn)確和全面，不可避免地造成了訓(xùn)練效率的低下[10]。本模擬人系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)條件下最大程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)人體結(jié)構(gòu)的模擬，配有多種疾病、傷情模塊，基本實(shí)現(xiàn)了口腔頜面部乃至全身各種傷情的全覆蓋。在軟件方面，所配套戰(zhàn)場(chǎng)急救系統(tǒng)由全國各相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜規(guī)ь^編制，采取病例分析形式，每個(gè)病例都設(shè)置特定情境，并可根據(jù)操作的正確性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性作出相應(yīng)轉(zhuǎn)歸。系統(tǒng)可在全自動(dòng)考評(píng)模式和導(dǎo)師考評(píng)模式之間隨時(shí)切換，所有評(píng)價(jià)指標(biāo)均進(jìn)行充分量化[9]。上述特點(diǎn)確保了本模擬人系統(tǒng)在教學(xué)應(yīng)用中的真實(shí)性、全面性和客觀性。

從調(diào)查結(jié)果來看，客觀評(píng)分方面，在隨機(jī)分組的參訓(xùn)本科和研究生學(xué)員中，采用模擬人系統(tǒng)訓(xùn)練的學(xué)員無論在總成績(jī)、基礎(chǔ)理論成績(jī)和實(shí)操技能成績(jī)方面均高于采用傳統(tǒng)方法的參訓(xùn)學(xué)員。這說明本模擬人系統(tǒng)在應(yīng)用于教學(xué)訓(xùn)練方面較傳統(tǒng)方法在教學(xué)過程客觀性、考核標(biāo)準(zhǔn)量化性、知識(shí)點(diǎn)涵蓋全面性、臨床情境真實(shí)性等方面所具有的優(yōu)勢(shì)可在一定程度上提高學(xué)員考試成績(jī)，有助于在短期之內(nèi)較好地掌握相應(yīng)知識(shí)。本次調(diào)查中2 組學(xué)員之間總體及格率未體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能是由于用于本次調(diào)查的試卷目的主要為考核學(xué)員對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，卷面難度設(shè)置不高，未能有效體現(xiàn)出兩組學(xué)員之間知識(shí)掌握水平的定性差距。

主觀評(píng)價(jià)方面，我們發(fā)現(xiàn)相對(duì)于本科學(xué)員而言，具有較好醫(yī)學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷以及專科工作經(jīng)驗(yàn)的軍醫(yī)研究生學(xué)員和教員更傾向于認(rèn)為本模擬人系統(tǒng)有助于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)操技能的掌握，而本科學(xué)員則更傾向于認(rèn)為本模擬人系統(tǒng)較易上手。分析原因可能是：其一，更為系統(tǒng)和完整的醫(yī)學(xué)教育背景，以及更為完善的醫(yī)學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷有助于在使用本模擬人系統(tǒng)的過程中對(duì)既往知識(shí)形成良好的復(fù)現(xiàn)作用。而未有系統(tǒng)臨床工作經(jīng)驗(yàn)的本科學(xué)員在使用中則更多地是相當(dāng)于一個(gè)對(duì)臨床技能初次學(xué)習(xí)的過程，未能在已學(xué)理論知識(shí)與臨床應(yīng)用之間搭建起有效橋梁，這在一定程度上會(huì)降低其學(xué)習(xí)效率。其二，不同于本科學(xué)員，研究生學(xué)員和教員在臨床實(shí)踐中已經(jīng)具備一定的臨床經(jīng)驗(yàn)，而本模擬人系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)條件下仍無法實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的全真模擬。故研究生和教員在使用本系統(tǒng)過程中不可避免地產(chǎn)生一定的不適應(yīng)感，這種不適感在教員群體中體現(xiàn)得尤為明顯。而本科學(xué)員由于其本身尚缺乏臨床經(jīng)歷，這種不適應(yīng)感明顯較上述兩者低。

此外，還發(fā)現(xiàn)在參與調(diào)查人員中，職稱相對(duì)較高者對(duì)于本模擬人系統(tǒng)在基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)操技能和易上手程度上的表現(xiàn)給予了更高的評(píng)價(jià)。其原因可能是職稱相對(duì)較高者其理論水平和臨床經(jīng)驗(yàn)均相對(duì)較高，在使用過程中更能做到心中有數(shù)、游刃有余，對(duì)本模擬人系統(tǒng)中存在的一些缺陷與不足的寬容度相對(duì)較高。經(jīng)過對(duì)走訪記錄的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)參與調(diào)查人員對(duì)本模擬人系統(tǒng)提出的改進(jìn)意見主要集中在材料質(zhì)感、人機(jī)互動(dòng)等幾個(gè)方面，這將是我們通過應(yīng)用最新的材料、技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)的重點(diǎn)方向。所有的參與調(diào)查人員均認(rèn)為本模擬人系統(tǒng)有列裝的必要性,說明本模擬人系統(tǒng)在本次調(diào)查群體中獲得了普遍認(rèn)可，在口腔頜面部創(chuàng)傷教育訓(xùn)練中具備較高的應(yīng)用價(jià)值。

綜合本調(diào)查結(jié)果，無論用于院校的本科、研究生教學(xué)，還是用于醫(yī)院、部隊(duì)的軍醫(yī)訓(xùn)練，本模擬人系統(tǒng)均取得了較理想的效果，較傳統(tǒng)訓(xùn)練方法有著明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在本調(diào)查中反饋到的本模擬人系統(tǒng)的一些值得改進(jìn)的方向， 也為進(jìn)一步研發(fā)工作指明了方向。總而言之，智能化高仿真戰(zhàn)創(chuàng)傷模擬人以戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練系統(tǒng)在未來軍事醫(yī)學(xué)教育及戰(zhàn)場(chǎng)急救訓(xùn)練方面有著廣闊的應(yīng)用前景。