核电是一把“双刃剑”,既能造福人类,也存在风险与隐患。在国家《核电中长期发展规划(2011—2020年)》推动下,新一轮核电站建设在2016—2020年达到高峰[1]。由于核辐射的致伤机制复杂[2],防治困难,故对事故后开展专业的医学救援非常关键。本室(所)自2015年被设为首批“国家核应急医学救援技术支持中心”以来,依托全军卫勤综合训练基地和国家级虚拟仿真训练平台,成功举办了多届核事故医学救援培训班。既往培训授课多采用基础知识理论讲解加综合演练模式,有放射性污染环境和伤员模拟受限、参训人员角色单一、缺乏对救援流程的整体把握等问题。为此我们研制开发了《核事故医学救援虚拟仿真系统》训练软件。自2017年以来,该软件已在多个任职教育培训班中使用,获得学员一致好评。
1 材料与方法 1.1 软件设计策略训练软件把核应急医学救援的工作任务和基本流程整合到电脑训练系统中,设计了发生事故后的核设施和伤员集中点两个虚拟场景(图1)。依据支架式教学模式的训练设计要求,将理论知识点融合到任务关卡中,并按等级设置成不同积分。学员需通过完成任务获得积分。在此完成过程中,学员会遇到各类问题,虽通过自主探索解决,但又引发新的问题,促进其从“第一关”开始,直到完成“通关”。在训练过程中,系统会实时记录学员在各个环节的评分。
软件按照单个救援队遂行核应急医学救援的一般工作流程编制,分为救援准备、侦检搜救、现场急救、沾染检测、伤员救治、伤员去污6个训练模块。
1.2.1 救援准备训练开始阶段,以动画形式对核事故的发生进行简报。系统将依次要求学员完成物资准备、个人防护、仪器准备3个子模块。学员通过鼠标点击自主选择救援所需基本物资、正确穿戴个人防护装具及主要辐射侦检仪器的开机准备等操作(图2A)。救援物资及防护装具均以3D模型方式呈现,侦检设备的操作界面通过软件模拟产生,增强受训者的感性认知。系统对物资准备是否充足、防护装具穿戴顺序及侦检设备操作是否正确进行评分。
1.2.2 侦检搜救学员根据侦检仪器的读数判断虚拟场景中的沾染区边界,在各主要道路设置隔离带标识(图2B);根据虚拟场景的地形及沾染程度,利用三角旗设置后续救援队进入时的路线。对虚拟场景进行探索的同时,还应对场景中的伤员进行搜救,并对伤员位置进行标识。该模块训练中,需要学员实时关注现场沾染程度和个人受照剂量,同时还需要尽可能的对事故区域展开探索以搜救伤员。其中,个人累积剂量是救援人员最需要关注的考核指标。如受训人员在搜救行动中个人累积剂量超标,软件将直接判定受训人员不及格。
要求学员通过鼠标点击的方式对伤员进行现场急救,包括迅速判断伤情、应急处置、悬挂正确的分类伤标及选择正确的后送方式等[3],强调最大限度将伤员快速撤离沾染区域,并为后续治疗争取机会[4]。
1.2.4 沾染检测伤员送达集中点后,需对伤员进行沾染情况检测(图3A)。该模块采取动画模拟和关键知识点选择的方式进行呈现;检测完成后,软件自动记录伤员体表沾染程度,为后续伤员去污提供依据。
结合实际工作中伤员流相对集中的特点,软件中的伤员采用分批形式出现。对于不同伤情的伤员,处理时间要求不同。学员必须根据伤情轻重分清轻重缓急,合理安排救治顺序[5]。选择具体伤员后,软件要求受训者首先根据伤情采取必要的措施明确诊断。软件自动根据所选用的方法提供医疗文书所需信息。学员可利用复选框选择相应的应急处置方法,软件将根据选项对处置进行评分。对于有开放性伤口的伤员,还要求对伤口采取必要的局部清创及除沾染操作(图3B)。
1.2.6 伤员去污学员需根据伤情判定伤员进入轻伤通道或重伤通道。进入重伤通道的伤员根据其体表沾染报告,利用鼠标操作对沾染部位进行去污。去污完毕后,在洗消室后室对伤员再次进行沾染检测,如检测达标则可更衣后送[6]。
1.3 软件应用方式学员在理论学习和综合演练实践后,分批次进入虚拟仿真教室,实名登录系统。教员集中讲解系统特点和操作方法。学员根据自身的知识掌握情况可选择不同的模块,针对性练习,也可利用软件考核系统进行连贯性处置评估。考核总分100,扣分知识点以报告形式呈现,总分低于90的学员须重新选择相应模块进行训练。
1.4 软件应用评估采用随机抽样法选择核事故医学应急救援培训班120位学员作为评估对象,随机分成两组(n = 60),分别在软件训练前后填写调查问卷和试卷。问卷按Likert 5分量表设置[7],评估软件应用是否使学员对课程感兴趣,能否利于学员掌握医学救援的流程和处置细节。计分规则:非常满意5分,满意4分,不确定3分,不满意2分,极不满意1分。试卷共计50道题目,均为单项选择题。试题占比上,流程测试题和细节测试题为1∶1。要求学员独立真实现场完成,当场回收。统计结果由SPSS 17.0软件计算所得,组间数据比较采用student-t检验,P值小于0.05定义为具有显著性差异。
2 结果 2.1 问卷评估软件训练不受课时、场所、设备等条件限制,符合现代信息化教学的特点[8]。问卷调查结果显示,相比于传统授课方式(未使用训练软件),软件应用提升了学员对核应急医学救援培训课程的兴趣度(表1)。系统生动地展现了核事故现场和沾染伤情,以图文并茂、生动灵活的视角迅速将操作者带入救援任务中。学员融入仿真境况后分别进行模块化和连贯性训练,对救援流程掌握的满意度显著高于未使用软件组(P < 0.05)。
试卷测试结果显示,软件应用后学员的答题正确率为90.1% ± 3.1%,显著高于未使用软件训练组(88.5% ± 3.3%,P < 0.05)。大多数学员在使用软件前流程和细节测试题的正确率均集中在80%~89%阶段,比例分别为56.7%和61.7%( 表2)。软件训练后,学员的流程题目正确率在80%~89%阶段的比例降至41.7%,90%~100%阶段的比例增至58.3%;细节题目的正确率在90%~100%阶段的比例亦由36.7%增至46.7%。由此可见,应用软件训练利于学员掌握培训知识点,提高答题正确率。
虚拟仿真训练不同于传统的理论授课和综合演练,学员可以通过实时数据反馈发现自己的不足,从而查漏补缺,反复训练提高自己的成绩[9]。当前的训练系统虽然成效明显,但仍有不足之处有待完善。
3.1 升级训练系统,进一步贴近实战情境实战化训练是提升救援分队保障能力的有力举措。个人处置能力固然重要,但在实际的核应急医学救援中,默契的团队配合亦不容忽视。现有的虚拟仿真系统允许单人操作,利于个人处置能力的训练。后续的软件升级应增加多人联网程序,将学员按救援分队的编制随机编组,以团体形式遂行任务,强化学员的组织协调和协作能力。此外,当前软件的设计架构基于固定的想定和场景,流程较为固定。若对同一批学员进行反复训练,会出现为了提高成绩而刻意死记软件评分要点的情况。因此,软件升级时还需扩充想定内容,提升任务的种类和随机性。
3.2 教员适时干预,及时归纳总结虚拟仿真系统训练不受时间和地域限制,具有开放性、广域性、交互性等优点[10]。但在师生互动方面,软件教学有所缺陷。教员讲解完系统特点和操作方法后,学员各自进入独立的虚拟情境中训练。由于每个人的学习进度和效率不同,教员很难实时掌握学员的学习状况。后续教学过程中,教员应积极与学员沟通,及时对训练中遇到的共性问题进行集中讲解、归纳总结。针对软件想定较固定的不足,教员在与学员沟通时应扮演演习“导调员”的角色,切换任务属性、设置突发状况[11],提出问题供学员讨论解答,提升学员应变和思辨能力。
3.3 优化课程设置,提高训练效果目前的课程设置为“理论授课-实操演习-虚拟仿真训练”模式,训练软件的应用原意在强化理论授课和演习的效果。由于虚拟仿真训练利于学员掌握救援流程,后续课程可在演习前增加软件训练课,使学员以更好的流程意识进入实操训练中。演习和软件训练后,宜集中组织桌面推演全面复盘[12],进一步巩固培训效果。《核事故医学救援虚拟仿真系统》操作容易,推广性好。相信在不断完善后,这套系统将会在核应急救援培训中发挥更大的作用。
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