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团队培训和评估的模拟：虚拟世界的在线培训案例研究
在线出版：2008年1月11日
摘要
作为一个团队的成员临床训练计划中拥有重要医疗护理能力的个人必须学会高效地管理临床病例。然而，活体患者的实践经常是不可预测的，反复重复的。广泛的真实患者替代品 - 高精度，基于人体模型的模拟器（人类患者模拟器）是昂贵和需要学员在同一时间在同一地点，而在线计算机模拟或虚拟世界，允许来自不同地点的人同时参与。这里我们提出三个虚拟世界研究团队培训和急性医疗评估：（1）紧急训练部门（ED）团队处理个人创伤案例;（2）院前和院内备灾训练 - 英文（3）培训教育部和医院工作人员处理群众化学，生物，放射性，核，或爆炸事件。研究团队创造了模拟现实的虚拟受伤者（6例），神经毒素暴露（10例），爆炸创伤（10例）;后两组由基于规则的，病理生理学支持窒息和血容量不足的模型支持。评价这些虚拟世界模拟练习显示学员发现他们充分现实地“暂停不信”，和他们很快学会使用互联网语音通信用户界面来将他们的在线角色/化身导航到关键的护理团队中有效地工作。我们的发现证明这些虚拟ED环境满足了他们在安全，可重复，灵活的设置下提供重复的在分散的地点与罕见，危及生命创伤病例的实践机会的要求。
过去一个世纪的临床医学教育是基于学徒制的，通过学员当面观察患者，或有时在临床教练的训练中参与照顾“私人”患者或在临床教师的监督下通过检查和治疗分配给他们的照顾的“公共”患者来学习。 随着模拟概念和技术的发展，模拟环境中的初步学习正在成为医学培训的一个重要组成部分。 这类培训采取在各种环境中学习的从遭遇到模拟患者到参与真实或虚拟的基于团队的模拟的医疗活动的形式。
麻醉危机资源管理
广泛采用的，为了做麻醉训练的基于模拟的学习环境是一个高保真的人模拟器，一个仪表化的生理学和药理学的模型代表的模型病人，和一个处理模拟医学病例 的卫生保健人员管理团队- 这些都在一个物理空间代表了一个手术室或其他动态危重症护理情景。 用于麻醉[2，3]和心脏病学[4]的全尺寸人体模型的初始报告在20世纪80年代后期开始出现。
麻醉危机资源的教学模式管理（ACRM）是基于适应的航空中使用的驾驶舱资源管理（CRM）[5]。训练从模拟经验开始，即视频录音和由教练/辅导员注释。 在模拟实验后，导师/辅导员领导学员讨论确定他们的表现的优势和弱点。 大多数基于人体模型的训练方法的有效性的评估已经被用于麻醉医生的培训。
超出麻醉的临界护理环境
团队训练在麻醉中的积极经验ACRM之后是基于模拟的适应新生儿复苏的训练方法[7]和紧急情况医学[8]，后者引向急诊医学危机资源管理（EMCRM）原则。 这些模拟系统的验证已经被作为有效的培训方法用在医生[6]和练习医生以及护理人员。克罗夫特等人最近在2005年提交了一项针对不常见的交付过程（肩负诊断）的助产士培训，提高了技术性能[9]。此外，在基准转移研究中使用基于人体模型的模拟，Draycott等[10]记录了减少在布里斯托尔附近的英国东南部地区的不良围产期结果（颅脑病）。后者是独一无二的，因为它展示了程序模拟器的价值，预测有效性; 在培训后，该区八家医院的患者结果改善了近50％。Maslovitz等人最近的一份报告 确认基于模拟的训练的价值，以识别管理错误和提高产科的性能[11]。
紧急医学危机资源管理
斯坦福的EMCRM训练计划是在ACRM之后建模的。这个为期3年的急救医学课程强调在临床危机的准备和管理的团队合作。在介绍人为错误和危机管理的概念之后，学员学习EMCRM的核心概念（图1）。此后，受训者通过高灵敏度，基于人体模型的人类病人模拟器实践他们的团队合作和患者管理技能。危机在情景中的各个点引入，可能包括医疗危机（例如，患者恶化，心脏骤停）或情境危机（例如，伦理困境，环境紧急情况，困难的个人交往）。随着危机的出现，“热座”的参与者预计将在第二个学习者，或“第一反应者”，以帮助患者的管理和危机。沟通技巧和职责委托是“热点”的重要组成部分座位“的职责。在单独的房间里的教师与单向镜进入“急诊部”控制病例的流动和人体模型对治疗干预的反应。教师还负责捕获视频录制的情景，并注释记录以标记作为关键学习点的交互和决定。剩下的学习者在组，通常三个或五个以上的个体，使用实时视频观察观察室的情景。这些观察者使用10条原则作为指导，在去除期间用于讨论。每个场景运行约20至30分钟，然后是由教师主导的借阅。每个学习者有机会在“热席位”在每个会话期间成为“第一响应者”。当居民从居住地第一至第二年晋升到第三年时，情况增加了困难，情况的复杂性也随之增加。
学科ID：____________________________评价者ID：_________________________
紧急医学危机资源管理的十个行为组成部分如下。 对于每个组件圈出最能描述参与者的表现的数字。
1 =不可接受; 2 =差; 3 =可接受; 4 =好; 5 =优秀
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1.环境知识 |
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2.潜在问题的预测和规划 |
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3.假设领导作用 |
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4.与其他团队成员的沟通 |
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5.工作量分配/责任下放 |
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6.注意分配 |
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7.信息的利用 |
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8.资源利用 |
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9.尽早承认限制/呼吁求助 |
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10.专业行为/人际技能 |
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11.整体行为危机管理技能 |
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12.补充意见 |
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图1 急诊医学危机资源管理（EMCRM）行为评价量表
团队培训的原则
Salas和同事在[12,13]中提出了一套关于团队合作培训的基本原则。 这些原则的关键组成部分是，团队合作中的培训应包括指导实践操作和知识渊博的教师的反馈。 参与者必须有机会“部署”所教授的技能，而不仅仅是谈论他们或看到别人做他们，如视频。 这种“练习”可以使用几种类型的活动来完成，也许一些简单的语言练习或角色扮演。 然而，角色扮演上下文往往是“不可能的”，并没有捕捉到现实世界中的团队合作情况的复杂性。 模拟的核心力量是“环境”现实，足以允许学员暂停怀疑。
什么是虚拟世界？
这些新的学习技术基于大规模，多人，在线游戏。 它们是三维（3D）虚拟环境，其中许多参与者可以电子地连接，使得它们可以通过因特网实时地进行角色扮演，通信和交互。 这项技术已经在游戏行业使用了几年，目前正在适应军事和保健培训中的“严肃游戏”[14]。 在虚拟世界中，人体模型被计算机建模的虚拟患者和环境所取代（图2），团队成员通过使用他们的个人计算机扮演学习者的角色（图3）。
图2虚拟急诊部（ED）的屏幕截图，在轮椅上展示受伤的自行车骑手。 时间和生命体征出现在左上角的显示器上（放置脉搏血氧计和血压计后）。 （摘自http://simtech.stanford.edu）
图3使用链接到在台式或膝上型计算机上操作的虚拟世界（VW）的头戴式耳机进行通信
虚拟世界学习和实践重症监护医学
虚拟现实模拟器系统已经开发用于麻醉[15]和创伤[16,17]管理。 这些早期系统使个人能够在CD-ROM计算机辅助学习中学习和实践问题识别和修复。 Schwid et al。 后来将Anesoft系统实现为在线软件程序[15]。 该系统设计用于不同学科的危机管理以及创伤和神经毒素暴露，由一组复杂的数学算法支持，用于对损伤和治疗的病理生理反应。 类似地，由Kizakevich等人实施的研究三角研究所（RTI）模型 是基于Ty Smith [17]在The Body Simulation软件中开发的数学算法。
使用虚拟世界的培训和评估团队的案例研究
在SUMMIT，我们有十年的开发和试点游戏的学习经验，包括使用虚拟世界的个人和团队培训和评估。这些项目有三个描述如下。
bull;培训急诊科（ED）小组（医生和护士）管理个别创伤病例（虚拟ED I）
bull;紧急医疗技术员（EMT）和教育署工作人员的院前和院内防灾培训
bull;培训教育部和医院工作人员（医生和护士）实施“代码分类”（虚拟ED II）
我们在这些研究项目中的目标是：
bull;探讨使用3D虚拟世界技术来培训和评估在高压紧要关键领域工作的医疗保健团队的可行性，如急诊科
bull;使用多人在线模拟（MOS）创建原型场景，并使用学员/受训人员目标受众的代表成员实施场景
bull;评估MOS练习，以确定其用于培训和评估临床和团队合作技能的有用性
培训ED团队通过虚拟ED管理个别创伤病例
培训ED团队使用虚拟ED管理创伤病例的研究目的如下：
bull;开发一个3D虚拟世界MOS，用于培训医学生和急诊医学（EM）居民对创伤病例的初步评估和管理
bull;创建10个创伤病例，用于使用人类病人模拟器，基于人体模型的系统或3D虚拟世界MOS系统来训练和评估医学生和EM居民
bull;比较使用人类患者模拟器和3D虚拟世界模拟系统训练的学生/居民的学习成果和可用性评级
虚拟ED I
软件开发团队创建了3D虚拟现实学习环境 - 一个有急诊病人的ER急救套件（图2） - 使用大气（Adobe Systems）。使用Poser软件创建了四个ED医师和护士团队成员的“头像”。最后，实际的创伤患者是使用低保真度，Java脚本的生理模型创建的，所以患者的状况恶化，除非ED团队成员启动适当的治疗。每个团队成员的“化身”通过从下拉菜单中选择动作与患者交互。一旦选择，动作由化身进行，这使得手势指示活动。此外，我们使用Talker（互联网语音协议（VoIP）通信软件程序）允许团队中的每个成员使用耳机和麦克风在线聊天。这种虚拟ED的设计使得多个学员可以扮演多个ED团队成员的角色，以及他们相应的“挥动”，并使用有效的团队领导，团队监控和沟通技巧，以评估和管理创伤患者从EMT。一旦虚拟ED操作，我们选择六个创伤病例在下面描述的实验中使用。
创伤病例
创伤病例最初是由瑞典斯德哥尔摩Karolinska研究所高级模拟中心的同事用人体病人模拟系统进行训练[18]。 六个可用的案例，然后适应虚拟世界环境，并提供了一个Java脚本，低fi fiity病理生理学模型，回应一些治疗，所以每个模拟系统的团队培训将在可比的水平的困难。
学习成果与可用性的比较
三十名学生/实习生自愿参加虚拟ED I研究。 学员是毕业或最后一年的医学生（完成他们的临床医师）或研究生第1年（PGY1）居民刚刚开始实习。 使用随机分配，14被分配到人类患者模拟器（HPS）组和16到虚拟世界（VW）组。 受训者在每次培训期间抵达并成对工作，除非如下所述被评估。
在七（HPS）或八（VW ED）半天（4小时）的会话中进行HPS组和VW ED组的训练，其中成对的学生/实习生与教师和成员研究团队。在研究前几天，向参与者发送关于EMCRM团队合作和团队领
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