DOI: https://doi.org/10.1186/s13584-025-00681-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40205512
تاريخ النشر: 2025-04-09
المؤلف: Alena Lochmannová
الموضوع الرئيسي: استجابة الكوارث وإدارتها
نظرة عامة
تبحث الدراسة في فعالية الواقع الافتراضي (VR) كأداة تدريب لطلاب المسعفين في حوادث الكوارث الجماعية (MCIs)، مقارنةً بأساليب التدريب التقليدية. تم تقييم أداء 37 طالب مسعف في مجالات حيوية مثل الإبلاغ عن الوضع، وتصنيف المرضى، والشعور بالعبء النفسي. تشير النتائج إلى أن التدريب باستخدام الواقع الافتراضي أدى إلى انخفاض كبير في الطلب العقلي (p < 0.001) ومستويات الإحباط (p = 0.021) مقارنةً بالطرق التقليدية. بينما أظهر مجموعة الواقع الافتراضي دقة أعلى في الإبلاغ عن الوضع (p = 0.002)، كانت أوقات إكمال المهام أبطأ (p < 0.001)، على الأرجح بسبب عدم الألفة مع واجهة الواقع الافتراضي. تخلص الدراسة إلى أن الواقع الافتراضي يحمل وعدًا لتعزيز تدريب المستجيبين للطوارئ من خلال محاكاة سيناريوهات واقعية وعالية الضغط، مما يحسن الاستعداد العقلي والعاطفي. على الرغم من وجود معدلات خطأ مماثلة في التصنيف عبر كلا أسلوبي التدريب (p = 0.882)، فإن الإمكانية التي يوفرها الواقع الافتراضي لتعزيز اتخاذ القرارات المدروسة واضحة. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تحسين أنظمة وواجهات الواقع الافتراضي لتحسين قابلية الاستخدام والكفاءة، مع تقدم مثل تتبع اليدين والتغذية الراجعة اللمسية التي قد تعزز تجربة التدريب. قد يؤدي دمج الواقع الافتراضي مع أساليب التدريب التقليدية إلى إعداد أفضل للمستجيبين لتحديات الأزمات في العالم الحقيقي.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الحاجة الملحة للاستعداد الفعال للكوارث استجابةً للكوارث غير المتوقعة وحوادث الكوارث الجماعية (MCIs). تؤكد على التحول من التدابير التفاعلية إلى التدريب الاستباقي، خاصةً من خلال محاكاة الواقع الافتراضي عالية الدقة، التي تقدم سيناريوهات تدريب واقعية وقابلة للتكرار. بينما لاحظت الأدبيات الحالية فوائد الواقع الافتراضي في اكتساب المهارات، تهدف هذه الدراسة إلى سد الفجوات من خلال المقارنة المباشرة بين تدريب الواقع الافتراضي والأساليب التقليدية، مع التركيز على العبء العقلي، ودقة اتخاذ القرار، والاستعداد العام لإدارة حوادث الكوارث الجماعية.
تناقش الورقة مزايا تدريب الواقع الافتراضي، بما في ذلك القدرة على محاكاة بيئات عالية الضغط مع الحفاظ على سلامة المشاركين. يسمح للمهنيين في الطوارئ بممارسة المهارات الأساسية وتقنيات حل المشكلات في بيئة خاضعة للرقابة، مما يعزز ثقتهم وأدائهم. ومع ذلك، تعترف الدراسة أيضًا بالقيود، مثل نقص التغذية الراجعة الحسية من العالم الحقيقي والتحديات المحتملة في التنقل داخل البيئة الافتراضية، والتي قد تؤدي إلى أخطاء في المهام المعقدة مثل تصنيف المرضى. الهدف الرئيسي من البحث هو تقييم تجريبي لكيفية تحسين الواقع الافتراضي لعملية التدريب للمستجيبين للطوارئ، مع التركيز بشكل خاص على تأثيره على معدلات الخطأ، وأوقات الاستجابة، والكفاءة العامة في إدارة حوادث الكوارث الجماعية، مما يوفر رؤى قيمة حول دمج الواقع الافتراضي مع أساليب التدريب التقليدية.
الطرق
استخدمت الدراسة تطبيق واقع افتراضي (VR) مصمم لمحاكاة حادثة كوارث جماعية (MCI) لأغراض التدريب. تم تطويره باستخدام Unity3D وعمل على سماعات رأس Valve Index VR، وقدمت التطبيق بيئة غامرة حيث يمكن للمشاركين التنقل بشكل مستقل عبر وحدات التدريب. جرت المرحلة الأولية في مرآب سيارات الإسعاف، مما سمح للمستخدمين بالتأقلم مع واجهة الواقع الافتراضي قبل الانخراط في سيناريو محاكاة لحادث سيارة ليلي، والذي قدم تحديات مثل انخفاض الرؤية. تفاعل المشاركون مع ستة مرضى افتراضيين، كل منهم يظهر إصابات وسلوكيات محددة، بينما تم عشوائية العناصر الثابتة والديناميكية في البيئة لتقييم القدرة على التكيف واتخاذ القرار.
تم تدريب المشاركين على بروتوكول METHANE للإبلاغ عن الحوادث ونظام START لتقييم المرضى، باستخدام أدوات افتراضية لقياس العلامات الحيوية. شمل التدريب مرحلة موجهة مع شخصية معلم افتراضية، تلتها مرحلة اختبار مستقلة حيث تم تسجيل مقاييس الأداء مثل وقت إكمال المهام ودقة التصنيف. تلقت مجموعة التحكم تعليمات مماثلة ولكن دون تجربة الواقع الافتراضي الغامرة. ضمنت هذه الطريقة المنظمة أن تكون كلا المجموعتين مستعدتين بشكل كافٍ لمحاكاة العملية العملية، بهدف تعزيز مهارات اتخاذ القرار تحت الضغط في سيناريوهات حوادث الكوارث الجماعية.
النتائج
في قسم النتائج، تم إجراء تحليلات إحصائية باستخدام RStudio (الإصدار 2022.12.0+353، إصدار R 4.2.3) مع تحديد مستوى دلالة بنسبة 5%. تم استخدام اختبار شابيرو-ويلك لتقييم طبيعة البيانات قبل إجراء اختبارات t وANOVA. إذا تم تأكيد الطبيعة، تم استخدام اختبار t للمقارنات بين مجموعتين مستقلتين؛ وإلا، تم تطبيق اختبار مان-ويتني غير المعلمي. للمقارنات التي تشمل ثلاث مجموعات أو أكثر، تم إجراء ANOVA تحت ظروف طبيعية وقيود نسبة الانحراف المعياري، بينما تم استخدام اختبار كروسكال-واليس عندما تم انتهاك هذه الافتراضات. تم إجراء تحليلات ما بعد الاختبار لتحديد الفروق المهمة بين المجموعات، وتم تطبيق اختبار فيشر الدقيق لتقييم الارتباطات في جداول الطوارئ.
شملت الدراسة 37 مشاركًا، مقسمين إلى مجموعة تحكم (22 مشاركًا) ومجموعة تجريبية (15 مشاركًا)، بمتوسط عمر 22 عامًا. كان توزيع الجنس 15 امرأة في مجموعة التحكم و9 في المجموعة التجريبية. كانت الفرضية الرئيسية التي تم اختبارها هي H1، التي افترضت أن المشاركين في بيئة الواقع الافتراضي (VR) سيظهرون معدلات ضربات قلب أقل مقارنةً بأولئك الذين شاركوا في التدريب في العالم الحقيقي.
المناقشة
تبحث هذه الدراسة في فعالية تدريب الواقع الافتراضي (VR) مقابل الأساليب التقليدية في إعداد طلاب المسعفين لإدارة حوادث الكوارث الجماعية (MCIs). باستخدام تصميم تجريبي مختلط، شملت الأبحاث 37 طالب مسعف في السنة الثالثة، مقسمين إلى مجموعة تجريبية تتلقى تدريبًا باستخدام الواقع الافتراضي ومجموعة تحكم تخضع لتدريب تقليدي باستخدام الدمى. تشير النتائج الرئيسية إلى أنه بينما أدى تدريب الواقع الافتراضي إلى أوقات إكمال مهام أطول، إلا أنه حسّن بشكل كبير الدقة في المهام الحيوية للإبلاغ، مما يشير إلى وجود تبادل بين السرعة والدقة. أفاد المشاركون في مجموعة الواقع الافتراضي بانخفاض الطلب العقلي ومستويات الإحباط، مما يبرز إمكانية البيئة الغامرة في تقليل العبء العقلي وزيادة الانخراط خلال سيناريوهات التدريب عالية الضغط.
استكشفت الدراسة أيضًا تأثير بيئة التدريب على عمليات اتخاذ القرار، كاشفة أن المشاركين في مجموعة الواقع الافتراضي أعطوا الأولوية لعلاج المرضى بناءً على شدة الإصابة والقرب، مما يتناقض مع اعتماد مجموعة التحكم على التواصل. يبرز هذا الاختلاف تأثير أساليب التدريب على استراتيجيات التصنيف. على الرغم من مزايا الواقع الافتراضي، مثل تعزيز اتخاذ القرارات المدروسة والاستعداد العاطفي، تعترف الدراسة بالقيود، بما في ذلك بطء تنفيذ المهام بسبب عدم الألفة مع واجهة الواقع الافتراضي. بشكل عام، تدعم النتائج فكرة أن الواقع الافتراضي يمكن أن يكون أداة قيمة في تدريب الطوارئ الطبية، حيث يقدم حلاً قابلاً للتوسع وفعالاً لإعداد المستجيبين في حالات ديناميكية وعالية الضغط.
DOI: https://doi.org/10.1186/s13584-025-00681-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40205512
Publication Date: 2025-04-09
Author(s): Alena Lochmannová
Primary Topic: Disaster Response and Management
Overview
The research investigates the effectiveness of virtual reality (VR) as a training tool for paramedic students in mass casualty incidents (MCIs), contrasting it with traditional training methods. A comparative study involving 37 paramedic students assessed performance in critical areas such as situational reporting, patient triage, and perceived workload. The findings indicate that VR training resulted in significantly lower mental demand (p < 0.001) and frustration levels (p = 0.021) compared to conventional methods. While the VR group demonstrated higher accuracy in situational reporting (p = 0.002), task completion times were slower (p < 0.001), likely due to unfamiliarity with the VR interface. The study concludes that VR holds promise for enhancing emergency responder training by simulating realistic, high-pressure scenarios, thereby improving cognitive and emotional preparedness. Despite similar error rates in triage across both training methods (p = 0.882), the potential for VR to foster more deliberate decision-making is evident. Future research should focus on refining VR systems and interfaces to improve usability and efficiency, with advancements like hand-tracking and haptic feedback potentially enhancing the training experience. Integrating VR with traditional training approaches may better prepare responders for the complexities of real-world crises.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the critical need for proactive disaster preparedness in response to unpredictable disasters and mass casualty incidents (MCIs). It emphasizes the shift from reactive measures to proactive training, particularly through high-fidelity virtual reality (VR) simulations, which offer realistic and repeatable training scenarios. While existing literature has noted the benefits of VR for skill acquisition, this study aims to fill gaps by directly comparing VR training with traditional methods, focusing on cognitive load, decision-making accuracy, and overall preparedness for managing MCIs.
The paper discusses the advantages of VR training, including the ability to simulate high-pressure environments while maintaining participant safety. It allows emergency professionals to practice essential skills and problem-solving techniques in a controlled setting, enhancing their confidence and performance. However, the study also acknowledges limitations, such as the lack of real-world sensory feedback and potential navigation challenges within the virtual environment, which may lead to errors in complex tasks like patient triage. The primary objective of the research is to empirically evaluate how VR can improve the training process for emergency responders, specifically examining its impact on error rates, response times, and overall efficiency in managing MCIs, thereby providing valuable insights into the integration of VR with traditional training methods.
Methods
The study employed a virtual reality (VR) application designed to simulate a mass casualty incident (MCI) for training purposes. Developed using Unity3D and operated on Valve Index VR headsets, the application provided an immersive environment where participants could independently navigate through training modules. The initial phase took place in an ambulance garage, allowing users to acclimate to the VR interface before engaging in a simulated nighttime car accident scenario, which introduced challenges such as reduced visibility. Participants interacted with six virtual patients, each exhibiting specific injuries and behaviors, while static and dynamic elements in the environment were randomized to assess adaptability and decision-making.
Participants were trained in the METHANE protocol for reporting incidents and the START triage system for patient assessment, utilizing virtual tools to measure vital signs. The training included a guided phase with a virtual instructor avatar, followed by an independent testing phase where performance metrics such as task completion time and triage accuracy were recorded. The control group received similar instruction but without the immersive VR experience. This structured approach ensured both groups were adequately prepared for the practical simulation, with the goal of enhancing decision-making skills under pressure in MCI scenarios.
Results
In the Results section, statistical analyses were performed using RStudio (version 2022.12.0+353, R version 4.2.3) with a significance level set at 5%. The Shapiro-Wilk test was employed to assess the normality of data prior to conducting t-tests and ANOVA. If normality was confirmed, a t-test was utilized for comparisons between two independent groups; otherwise, the non-parametric Mann-Whitney U test was applied. For comparisons involving three or more groups, ANOVA was conducted under normality conditions and a standard deviation ratio constraint, while the Kruskal-Wallis test was used when these assumptions were violated. Post-hoc analyses were performed to identify significant differences among groups, and Fisher’s exact test was applied to evaluate associations in contingency tables.
The study included 37 participants, divided into a control group (22 participants) and an experimental group (15 participants), with an average age of 22 years. Gender distribution was 15 women in the control group and 9 in the experimental group. The primary hypothesis tested was H1, which posited that participants in the virtual reality (VR) environment would exhibit lower heart rates compared to those engaged in real-world training.
Discussion
This study investigates the efficacy of virtual reality (VR) training versus traditional methods for preparing paramedic students to manage mass casualty incidents (MCIs). Utilizing a mixed-method experimental design, the research involved 37 third-year paramedic students, divided into an experimental group receiving VR training and a control group undergoing traditional training with mannequins. Key findings indicate that while VR training resulted in longer task completion times, it significantly improved accuracy in critical reporting tasks, suggesting a trade-off between speed and precision. Participants in the VR group reported lower mental demand and frustration levels, highlighting the immersive environment’s potential to reduce cognitive load and enhance engagement during high-pressure training scenarios.
The study also explored the impact of training environment on decision-making processes, revealing that participants in the VR group prioritized patient treatment based on injury severity and proximity, contrasting with the control group’s reliance on communication. This difference underscores the influence of training modalities on triage strategies. Despite the advantages of VR, such as fostering thoughtful decision-making and emotional readiness, the study acknowledges limitations, including slower task execution due to unfamiliarity with the VR interface. Overall, the findings support the notion that VR can serve as a valuable tool in emergency medical training, offering a scalable and effective solution for preparing responders in dynamic and high-stress situations.