外军卫勤模拟仿真训练研究现状分析

张 雷，王 霖，常 旺

［摘要］ 卫勤训练是卫勤力量提高保障能力的基本实践活动。模拟仿真技术应用进入医疗护理培训领域是在 20 世纪 90 年代， 此后开始探索军事领域与医学领域应用融合，逐步发展成为当前的卫勤模拟仿真训练系统，并在各国军队的卫勤训练中开始发挥重 要作用。该文从卫勤模拟仿真训练的内容、形式以及效果评估研究等方面，简要介绍了外军卫勤模拟仿真训练研究现状，并提出推进 我军卫勤模拟仿真训练发展的对策建议，旨在为相关研究提供参考。

［关键词］ 外军；卫勤；模拟仿真；训练 ［文献标识码］ A

［中国图书分类号］ R 821

［文章编号］ 1000-9736（2019）12-1155-03

卫勤训练也称卫生战备训练，是军队医学教育训 练的组成部分，主要指军队医院、师以下部队卫勤力量 的经常性训练工作，是提高卫勤保障能力的基本实践 活动［1］。在内涵界定上，卫勤训练属于后勤训练范畴， 后勤训练又属于军事训练范畴［2］。《军语》［3］ 中将模拟 训练定义为：部队、分队及人员使用模拟训练系统或器 材，模仿武器装备、战场环境和作战行动进行的训练； 可分为装备操作模拟训练、作战指挥模拟训练和实兵 对抗模拟训练。仿真训练是指由训练装备实现的模拟 作战环境、作战过程和武器装备作战效应下所进行的 操作技能训练、军事训练、军事作战演习、战法研究演 练等全过程［4］。美军就仿真训练提出了“LVC”3 种方 式，即实地（Live）、虚拟（Virtual）及推演（Constructive） 3 种具体方式［5］。模拟与仿真这两个词来源于英文 的 “ Simulation”和“Emulation”，按照 ISO《数据处理词汇》 标准的解释，“Simulation”翻译成模拟，是指对一个物理 系统或抽象系统的某些特征进行提取，采用另一个系 统来表示他们的过程，模拟应能够表现选定系统的关 键特性；“Emulation”通常翻译成“仿真”，是指用一个数 据处理系统，来全部或者部分模仿某一个数据处理系 统，以使模仿系统与被模仿系统具备几乎相同的功能， 特别强调“功能”［6］。

1 卫勤训练系统引入模拟仿真技术

1. 1 紧急救治模拟仿真训练研究 1997 年，美国佛罗 里达中心大学仿真与训练学院、Tekamah 公司、国家仿 真中心和美国陆军医学研究与卫生物资部等共同研发 了战创伤伤员仿真系统（CTPS）。 该系统能够营造逼

作者单位：125100 辽宁葫芦岛，92493 部队医院院部（张 雷），

卫勤处（王 霖，常 旺）

通讯作者：常 旺，E-mail：790814321@qq. com

真的虚拟战伤情景，有效训练提升战场救援人员的紧 急救治及反应能力［7］。2005 年，美国陆军决定对战地 看护兵开展医学模拟训练，内容主要以呼吸衰竭和气 管插管及止血等战场急救技能为主。2007 年，美国国 防部成立国立华尔特里德军事医学中心，该中心重点 任务是对 战地卫生 员提供模拟训练和 能力评估［8］。 2014 年，法军研发了一套软件系统 3D-SC1，该系统是 一种基于计算机技术的前沿战伤救治技术训练平台， 主要用于培训和提升士兵的火线救治能力［9］。此外， 文献［7］报道了一种基于 TC3 游戏的模拟训练软件，这 是一种采用游戏的模拟器开发的战术战斗损伤救护训 练软件系统。 Hemman 等［10］报道采用三维计算机虚 拟训练模拟器用于 91W 卫生员训练，其队列研究结果 显示，虚拟训练方式对提高战斗卫生员的选拔训练效 果显著。

1. 2 卫勤协同模拟仿真训练研究 Hunt（2007）等的 研究中，重点介绍了模拟仿真技术对卫勤协同训练的 影响。研究结果显示，基于模拟仿真的训练模式，能够 有效提高医疗救援中的协同能力以及指挥能力水平。 根据军队实际需求，美国陆军建立了陆军创伤训练中 心（ATTC）。 该中心建立的主要目的就是促进卫勤协 同响应能力的提升，这也是美军首次将仿真模拟技术 应用于卫勤协同训练领域。此外，美军还开展了利用 全任务模拟器并配合模拟手术室、模拟战场等真实场 景的搭建来有效提升卫勤协同、团队精神塑造以及沟 通交流技巧等能力的研究和实践。

2 模拟仿真应用于卫勤训练的形式

外军卫勤模拟仿真训练研究实践的突出特点是多 种形式并存，主要包括实物仿真、半实物仿真以及软件 仿真等 3 种形式。

2. 1 实物仿真训练 实物仿真，也称为物理仿真，是

按照实际物理结构构造模型，打造现实模拟环境，训练 环境中的各个要素，即使是模拟，也是近似实体形式的 真实存在[7] 。实兵演习中，通过模拟接近真实的作战 环境，利用模拟器或动物模型来开展卫勤训练，仍是多 数国家军队采取的训练形式。美军 目前每年要消耗 9000 多只猪或羊，用于军队人员开展战伤救治训练。 实训中也常基于特定的战情、伤情，结合野战环境，利 用模拟人等高仿真模拟器开展训练。Goolsby 等[11-12] 报道了美军在野战环境下利用模拟人对学员开展战伤 救治技术训练。美国华尔特里德军事医学中心与各军 种合作建立了模拟训练中心，该中心按照角色扮演场 景、标准化伤员、简单任务训练和复杂任务训练等的要 求建设，能够进行 1∶1 全要素模拟，呈现真实批量伤 员发生、创伤伤员发生以及军事部署地区的军事环境， 满足卫勤训练需求[13] 。

2. 2 半实物仿真训练 半实物仿真是指系统的一部 分利用计算机软件进行描述和计算，另一部分以实物 或物理模 型 引入仿真 系 统[6] 。 其 中，增 强现 实技术 (AR)是将真实世界和虚拟世界信息进行集成，应属于 半实物仿真。半实物仿真最主要的应用领域应属武器 系统研发，比如美军的战术导弹半实物仿真设施、雷声 公司的雷达半实物仿真设施联合力量互操作性与需求 鉴定 中 心 (JFIRES) 等[14] 。 在 卫 勤 训 练 领 域，Winn (2010)等描述了德军开展空运医疗后送的半实物仿真 训练方式。做法是将直升机机身作为基础平台，模拟 出真实直升机的升空运动状态；在训练平台内部，安置 高仿真模拟人作为操作训练的被操作对象；此外，还配 置有飞行模拟软件。通过上述模拟环境构建，可开展 针对空运医疗后送的操作规范、卫勤协同以及紧急救 援背景下的救援演练。

2. 3 软件仿真训练 软件仿真是指以计算机技术为 基础，通过数学模型和仿真模型的构建，创造虚拟训练 环境开展相应的训练[5] ;主要形式包括基于虚拟现实 (VR)技术的沉浸式训练系统以及基于网络技术的远 程教学。美军医科大学模拟中心基于 VR 技术，构造 了广域的虚拟训练环境，真实重现了战场场景，学员通 过佩戴 3D 眼镜进入虚拟环境结合标准化伤员和模拟 器开展虚拟战伤救治训练[11] 。美军研发的 CTPS 是一 种用于战伤伤员救护训练的分布交互 的仿真训练系 统；该系统由网络环境下的伤员发生器、伤员模拟器、 基于计算机技术的伤员模拟、虚拟伤员和虚拟设备、数 据记录系统以及评估系统组成。在该系统基础上，美 军进一步采用更加低成本的急救模拟器(ECS) 代替了

医院级别使用的患者模拟器(HPS),研发了“迷你版” 的战伤伤员模拟系统(mini CTPS);该系统是一款专门 用于训练和训练效果评估的军事医学仿真系统。该套 系统具体包括 3 种急救模拟器、3 套创伤灾难伤员包 (TDCK)以及 1 套用于伤员处置和分类的计算机控制 系统。Boedeker 等[15] 报道基于现代网络通信技术，开 展了远程视频指导训练军队医疗人员利用喉镜技术， 练习经鼻气管插管、气道异物取出术等高级气道管理 技术的实践。2012 年，美国联邦应急管理局(FEMA) 建立了综合性应对 (ICE)项目；该项目基于仿真的技术 方法，在安全环境下为受训者提供真实灾难环境下发 生批量伤员的虚拟情景[16] 。在训练中，受训者可以扮 演各种角色参与实际训练，并且训练系统可以立即反 馈训练情况并实施快速评估。为了培训海军看护兵的 战术战伤救治(TCCC)基本技能，美军设计了沉浸式训 练环境，通过模拟人实施涵盖静脉输液、鼻咽通气、环 甲膜切开、胸腔穿刺等训练内容，并按照真实救治场景 剧本营造出爆炸汽笛等形式的战斗情境特效，培训后 的初步评价显示学员满意度较高[14] 。美国华盛顿医学 模拟中心外科模拟实验室和位于伊拉克的詹姆森医务 兵训练中心合作研发了专门用于环甲膜切开训练的虚 拟仿真训练系统，有效解决了派遣至伊拉克一线医务 人员不熟悉环甲膜切开技术操作的实际问题[17] 。此 外，2016 年英国伯明翰大学网站报道，英国研制了 VR 急救训练系统；该系统能为英国武装部队医疗应急反 应队( MERT) 人 员 的 应 急 医 学 救 援 训 练 提 供 虚 拟 环境[14] 。

2. 4 训练效果评估 卫勤模拟仿真训练模式出现后， 外军呈现出一段爆发式增长期，此时的研究重点在于 如何建立具体模拟仿真训练工具和模式来开展卫勤训 练。此后，模拟仿真训练效果的评估研究逐步受到重 视，以进一步推动卫勤模拟仿真训练的发展。Sears (2010)等报道，研究显示采用仿真训练技术，能有效降 低护理人 员执 行 医 嘱过程 中 的 差错 率。Williamson 等[18] 利用 Meta 分析方法，得出的结论显示在单兵技 能训练方面，利用基于仿真技术的医疗后送训练效果 显 著 优 于 传 统 训 练 模 式。 Cant (2010) 和 Weaver (2011)等的系统综述中，也认为在学习医疗后送的新知 识新技能方面，仿真训练模式更为实用、更有价值和更 加高效。Mabry 等对医护兵进行止血教学训练，7 周后 进行评估，结果显示，采用模拟器训练组的止血速度显 著快于战友互相练习组[11] 。美国国防部也曾开展相关 研究，利用 Meta 分析方法探讨了将医学模拟仿真技术

整合到战伤训练的效果，结果显示利用模拟仿真技术 与常规训练方式相结合的综合模拟训练手段效果更 佳[19] 。 目前，外军对于仿真训练效果评估，已经形成了 较为完善的模式，具体实施中对训练过程中产生的数 据、图像等信息进行实时采集、记录，并在相关训练检 测、评估软件的支持下，采用人机结合的方法，对训练 过程中产生的信息进行全面、系统的定量和定性分析， 能够有效保证训练效果评估的客观公正性[4] 。

3 总结与建议

外军模拟仿真技术应用于军事训练最早 出现在 20 世纪 30 年代[15] , 我国仿真训练技术从 20 世纪 90 年 代开始快速发展，目前已取得了长足发展和进步。但 是，与卫勤训练的需求相比，我军卫勤模拟仿真技术研 究的深度、广度以及成熟度等还存在一定差距。针对 现状，我们建议：一是加强仿真训练体系的顶层规划， 充分整合各种优势资源，持续推进军地融合发展。二 是尽快制定仿真技术研究的各类标准规范，特别是大 规模互联互通的试训一体化仿真支撑平台，以及仿真 训练系统数据、模型、接口、软件研制的开发规范等；加 快推进模拟仿真技术用于卫勤训练的研究，主要目的 是促进各类仿真训练系统的集成，为多军兵种联合仿 真训练奠定基础。三是继续加强仿真训练的基础支撑 技术研究。 四是推进“虚拟－构造－实况”仿真无缝连接 平台的研究。

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（收稿：2019-06-29 修回：2019-10-09 编校：蒋铭敏）