《战伤医疗训练：结合实体与数字资产的轻量化模拟器概念原型设计与评估》66页

严重伤害常发生于高风险环境，如作战、城市巷战及交通事故。士兵与急救人员在此类情境中的医疗专业能力至关重要。然而，传统训练方式常显不足，既未能准确复现这些环境下的压力，又涉及大量后勤工作与人员投入，导致成本高昂且可扩展性差。与此同时，虚拟现实（VR）在相关领域已展现出作为高性价比沉浸式训练工具的潜力。本论文研究一种用于战伤救护的混合现实（MR）训练方案的可行性，旨在将VR的沉浸式环境与实体道具的触觉交互相融合。通过采用设计研究方法学开发原型，识别、评估并解决了多项挑战。该MR训练模拟器展现出作为高性价比替代方案的潜力，可提供更真实、沉浸的训练体验。基于软件的方法得益于训练场景的可复制性及用户表现数据的收集，实现了标准化。然而，实体资产的无缝集成被证明具有挑战性，主要源于追踪不准及缺乏真实视觉反馈。医疗MR训练研究仍处于早期阶段，尤其在数字与实体对象的精确触觉交互方面。但随着对MR训练方案需求的持续增长，预计该领域将取得进展。

战争总是伴随着大量伤亡。不幸的是，部分伤亡源于本可在适当救护下存活的伤情。据一篇分析2001-2011年美军在伊拉克与阿富汗战争中的文章指出，24.3%的死亡被判定为潜在可存活，其中90.9%与出血相关[1]。另一篇探讨越战伤亡的文章发现，7.4%的总死亡由出血导致[2]，若及时止血本可避免。士兵不仅作为战斗员，也承担急救人员职责。在这些关键时刻，伤者生命可能取决于战友的即时行动。若每名士兵都具备基础战场医疗知识，更多生命将得以挽救。然而，在战场的极端条件下提供急救与医疗救护远非易事。这不仅需要准确记忆流程，更要求在高压力环境中正确应用的能力。传统医疗训练方法可传授知识与基础实操技能，但模拟战场的高压力、高风险环境具有挑战性。此外，这些方法常需大量组织工作与人员，使得重复安排成本高昂且耗时。

改进急救教育不仅从军事角度看具有重要意义，也将提升社会整体医疗知识水平，适用于其他紧急情况。对于面临类似挑战的其他职业群体（如警察、刑事调查员及安保人员），低成本方案将使更多人能够负担相关培训。通过对照联合国17项可持续发展目标（SDGs）[3]，可清晰看到提升医疗知识与改善社会间的关联。这些目标是为更战略性地推进《2030年可持续发展议程》、实现人类与地球和平繁荣而制定。目标3旨在“确保各年龄段人群的健康生活与促进福祉”。通过增加掌握规范急救技能的人员数量，紧急情况下现场施救的可能性得以提升。子目标3.1明确针对道路交通伤亡——此类紧急事件中，相关知识可能改变生死。子目标16.1针对暴力及相关死亡率。若受过培训的平民或警察抵达现场发现伤者，急救医疗训练可能为维持其生命直至救护车到达起到决定性作用。近年来，虚拟现实（VR）技术在各行业取得巨大发展并获得广泛应用。VR展现显著潜力的领域之一便是医学教育与培训[4]。提升士兵医疗训练效果的动机显而易见，挑战在于开发并实施实现该目标的方法。如本论文将讨论的，VR作为沉浸式、真实感训练工具具有巨大潜力，最终有助于减少作战伤亡。

近年来，各类扩展现实（XR）方案涌现，旨在增强军事人员训练。本节讨论四项与本项目类似但存在差异与局限的倡议。

2022年，中国陆军军医大学发表文章指出当前急救训练方法的某些劣势，并创建基于场景的混合现实（MR）平台，研究并确定其能否有效提升急救非技术技能[5]。该平台采用真实感MR环境，其场景建模源自结合关键医疗决策、团队协作与敌军威胁的真实训练场景。对非技术技能的侧重意味着未实操任何决策，而是以对话框形式呈现。学员随后尝试从多个选项中选择正确行动。结果暗示此种训练形式有助于提升团队协作与急救决策能力。然而，缺乏技术性意味着技术能力未见改善。若能有侧重于此的类似方案将很有意义，考虑到此为MR实现（不同于纯VR方案，允许整合实体对象）。

由自适应虚拟现实训练（AVRT）开发的“AVRT军事系统”为士兵提供沉浸式VR训练环境[6]。它捕获学员行动的详细指标，包括射击位置、反应时间、距离及生物特征数据。此外，系统提供训练后回顾功能，使学员能从自身视角重放场景。尽管AVRT军事系统聚焦于作战训练（与本项目的伤患救护角度不同），其从仿真中捕获精细数据的概念可用于评估表现并追踪进展。

由SimX开发、美国国防部研发（DOD R&D）资助的“VALOR”系统模拟军事医疗训练场景[7]。该名称意为“学习与战备准备的虚拟进阶”，提供高保真、可重复场景，并运行于高性价比硬件。然而，VALOR所用方法缺乏本项目旨在解决的一个关键方面——与救护设备的实体交互。VALOR的场景完全虚拟，更侧重识别流程中的后续步骤而非优化执行这些步骤。

法国军事医疗局于2007年将“战术战伤救护”（TCCC）正式纳入其院前救护培训后[8]，发现为超过8万名士兵开展一日初始训练及后续系列半日课程的成本巨大。为此，2014年开发了一款名为“3DSC1”的严肃游戏，负责训练计划的初始阶段。该方案不仅经济效益显著，还允许士兵在任何地点、时间进行多种场景的反复训练。但与其他VR方案类似，其同样因未整合实体道具而不适于实操训练[9]。本项目从这些现有方案汲取灵感，但旨在弥合虚拟仿真与实体交互间的差距，从而提供更全面的训练体验。

本报告旨在全面审视当前战伤医疗训练现状，以识别可提升战场存活率的潜在改进领域。一项重要目标是评估VR作为增强训练体验的潜在工具。将VR纳入训练方案可提供更真实、沉浸的场景，或使士兵准备更充分且训练方法更具成本效益。此外，本报告探索混合现实（MR）方案的效用——该方案结合VR的沉浸环境与实体道具，以评估学员与医疗工具间精确交互的价值。期望通过此次MR方法获得的见解能为战伤医疗训练的未来发展贡献力量，并丰富相关领域的持续讨论。