虚拟现实技术在武警部队基层卫生员集训中的应用探讨

李 阳,程萧云,窦梅杰,纪明明

卫生员是基层卫勤保障的主要力量[1]。近年来,各级不断规范和加强基层卫生员集训和轮训工作,训练效果得到较大幅度提升,但距实战化训练仍有较大差距[2]。如何紧贴实战,突出实训,仍是当前亟待解决的问题。而随着高新技术迅猛发展,特别是虚拟现实技术应用,使得受训者沉浸逼真实战环境、投身真实战现场伤员救治成为现实,军事训练实战化更趋成型[3,4]。本文以卫生员集训为切入点,分析和探讨虚拟现实技术在提升卫生员实战化训练水平中应用的意义和作用,旨在为后续实践应用提供参考。

1 当前卫生员集训中存在的不足

1.1 训练模式针对性不强 当前卫生员集训仍然采用集中组织、统一大课的总体训练方式,很大程度上忽视了学兵基础文化知识参差不齐,能力素质高低有别的现实。某部1期卫生员培训班学员共92人,其中本科学历占2.2%、大专占8.7%、中专占3.7%、高中占39.1%,初中占16.3%[5]。基础薄弱的学兵跟不上教员的讲授进度,无法彻底理解吸收;基础好、领悟力强的学兵感到进度慢、没新意,不能满足学习要求[6]。特别是不同任务部队所处地域不同、担负任务不同、实际卫勤保障能力要求不同,一体化的集训模式固然方便省力,但缺乏针对性和实效性。

1.2 训练内容实战性不够 卫生员训练教材是医学学科教材的压缩、精简,补充教材和辅导资料没有兵种界面和地域切分,与任务贴的不紧、实战性不强[7]。教员选拔主要来自于本级医院理论功底扎实、临床经验丰富一线医务骨干,但深入了解部队、潜心研究任务、经受卫勤实战历练、兼具教练素养的教员少之又少,更缺乏卫勤实践经验和一线带兵能力。

1.3 训练方式形式单一 卫生员教学模式不断丰富和升级,由传统理论授课为主向技能理论并重,由自行授课为主向军地教学协作共建,由静态模拟训练为主向动态综合演练转变,均取得了较好效果。但客观上,采用统一大课的授课形式没有变,以理论培训为主的客观现实没有变,满堂灌、填鸭式的教学方式没有变;加之碍于人力、经费、场地、设施条件限制,理论授课多、单项技能操作多、实战背景切入少、真实伤员设置少,尤其缺乏“火线救护-战术区救援-战后方救治”全流程、全要素实战综合演练[8]。没有实战化训练氛围,日常训练紧张度不够、带入感不强。

1.4 训练评价主观片面 考核评估是保证训练效果的关键一环。卫生员集训考核,仍主要采用主观评分的方式,人工打分的主观性、基于步骤打分的片面性,不够科学,难以真实全面反映学兵训练效果。特别是在精兵强能的现实条件下,不能把握学兵性格优势,分析梳理能力特点,更难以结合训练数据,科学划分学兵卫勤能力层级,为今后学兵定向培养与选拔提供依据[9,10]。

2 虚拟现实技术在卫生员集训中应用构想及优势

虚拟现实(virtualreality,VR)技术是利用计算机模拟产生三维仿真系统,为使用者提供各种感官模拟及可视化的操作交互,具有浸沉式、交互性和构想性特征,高度还原真实场景。在仿真模拟训练方面,具有综合成本较低、环境流程可变、数据实时反馈等优势。为快速有效培训军医、卫生人员战创伤救治技能,外军已研发多款虚拟仿真系统,应用于野战急救技能训练。自2005年起,美国海军医学中心和德州农工大学,合作开发集医学教育和训练功能于一体的虚拟学习项目,主要用于军医和卫生院内外科技能操作培训,取得较好效果[11]。国内解放军总医院和国防科技大学开发的虚拟鼻内窥镜手术仿真系统和膝关节镜手术仿真系统也已取得较丰硕成果[12-15]。2016年教育部便批准100个国家级虚拟仿真实验教学中心,目前全国已建成教学中心300个[16]。基于此,构想在武警部队卫生员集训中引入虚拟现实技术,研发模拟训练系统,具有现实意义。

2.1 个性化训练模式 依托虚拟现实技术研发模拟训练系统,应结合受训者个人基本情况、知识储备、心理身体状况等,做出初步评估和模拟打分。再根据任务部队要求和个人预期,制定针对性训练计划。由易到难,由简至繁,由单兵到综合。期间,要对某一技能、战术反复训练,及时回馈,确保在较短时间积累卫勤处置经验。另外,结合不同任务部队特性和任务地域情况,制定专项模拟训练计划,确保训练实效。

2.2 系统全面训练内容 依托虚拟现实技术研发模拟训练系统,不应是单一课目、单一路径的训练内容,而是结合部队卫勤各层级卫生员能力生成需要而开发的融合式课目,要根据部队实战卫勤实际,不断充实、调整、完善,实现预设课目的全面、精准与动态保险。按照“仗要怎么打,兵就怎么练”的原则,课目的编排、设置,应由各任务部队具有10年以上卫勤实战经验的一线精兵骨干、卫勤专家、军地医学专家及部队卫勤机关领导等组成若干专项课题组,精研打磨形成,以确保训练课目权威可靠、实用管用。

2.3 逼真实战训练体验 虚拟现实技术最大的优势在于仿真度高、还原度强,既能高度还原战争场面、伤员体征、伤情特点,又能训练阶段设置相应难度等级,使操作者获得三维空间的沉浸式体验[17]。依托虚拟现实技术研发模拟训练系统,应借助人、烟、火,声、光、电等三维场景特效,让受训者身临其境。同时,考虑到部队卫勤实际,也要有意识嵌入武警部队遂行任务背景、卫勤需求场景、紧急处置情景,切实让受训者在逼真实战中得到淬炼。

2.4 全面可靠考核评估 依托虚拟现实技术研发模拟训练系统,应实现学员训练数据全程自动载存,通过先期制定实战化项目评估标准及评分细则,及时评估打分,并系统呈现培训效果;同时,要针对训练中薄弱环节,每个学员某一技能、战术的过程数据,进行智能化辅助分析,提出调整和训练建议,进而持续训练、及时跟进反馈评估,最终形成学员综合评价结论,实现考核评价体系完整闭环[18,19]。

3 虚拟现实技术在卫生员实战化训练中的建议

3.1 开展专项战救技能训练 依托AR技术并融合利用传感器及模拟人,构建基于实战的训练环境,使卫生员熟悉战现场急救伤员类型、创伤特征及生命体征变化,开展几近现实的有创操作,过程中辅助增强对伤员解剖结构的洞察,开展战救训练等,为一线卫生员快速处置伤情提供辅助支撑。如果能将后方专家远程医学指导与火线救护人员头盔视野实时叠加,使复杂战创伤在第一时间得到权威有效一线处置,对实战卫勤能力提升也更具现实意义[20]。

3.2 开展多人互救训练 虚拟技术应用于多人交互战术训练,是适应小组卫勤保障需要的积极尝试。单纯VR技术,存在多人训练中组件队员直接交互信息隔绝、需独立配套动作捕捉等辅助系统等限制。笔者建议应依托混合现实技术(mixed reality,MR)技术,有效解决VR技术短板,使受训者在战现场环境沉浸训练同时,高效实施组间信息时时互通,极大提高卫勤训练队员间协同配合,有效提升卫勤保障效能。

3.3 开展装备操作训练 随着当今科学技术迅猛发展,医疗卫生装备升级、更新日益迅速。各单位一面列装、一面适应,人装结合快慢,直接关乎卫勤保障战斗力生成。可借助MR技术,将操作提示与仪器设备叠加,通过视觉与语音向导,引导卫生员独立开展装备操作,运用虚拟技术优势,嵌入多场景、多情景、多故障情况模拟,加快人装磨合适应,能够大幅提升训练效果和装备使用效能。