DOI: https://doi.org/10.3389/femer.2026.1756349
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Robert Konrad وآخرون
الموضوع الرئيسي: استجابة الكوارث وإدارتها
نظرة عامة
تناقش ورقة البحث تطوير بيئة محاكاة رقمية، D2PuLs وD2PuLs PRO، تهدف إلى تعزيز التدريب على إدارة حوادث الإصابات الجماعية (MCI). تواجه طرق التدريب التقليدية قيودًا كبيرة، بما في ذلك الطلبات العالية على الموارد وفرص التدريب النادرة لممارسة المهارات المعقدة. يتميز النظام المقترح بنموذج ديناميكي للفسيولوجيا يحاكي التغيرات الفسيولوجية (المرضية) في الوقت الحقيقي والاستجابات العلاجية، مما يسمح بسيناريوهات تدريب واقعية يمكن تخصيصها لاحتياجات متنوعة، من التدريب الفردي المتنقل إلى التمارين واسعة النطاق التي تشمل المحاكيات الخارجية والدمى الفيزيائية.
تشير الاختبارات الميدانية الأولية والاستطلاعات التي أجريت مع موظفي خدمات الطوارئ الطبية (EMS) والفرق السريرية إلى أن النظام فعال من الناحية التقنية والتربوية عبر سلسلة الإنقاذ بأكملها، من الرعاية الأولية والفرز إلى النقل وإدارة الصدمات. تشير النتائج إلى أن بيئة المحاكاة الرقمية يمكن أن تدرب بنجاح المهارات الحرجة مثل اتخاذ القرار، والفرز، وإدارة الموارد عبر قطاعات مختلفة، بينما توفر أيضًا قاعدة بيانات رقمية لتقييمات ما بعد التمرين.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الدور الحاسم لتدريب المحاكاة في خدمات الطوارئ الطبية (EMS) والطب الطارئ، مع التأكيد على فعاليته في تعزيز التعلم القائم على الخبرة ضمن بيئة مسيطر عليها. يسمح تدريب المحاكاة للممارسين بتطوير الكفاءات العملية دون خطر العواقب الواقعية، مما يجعله المعيار الذهبي للتدريب التشغيلي. ومع ذلك، فإن تمارين المحاكاة التقليدية غير الرقمية لحوادث الإصابات الجماعية (MCIs) تتطلب موارد كبيرة وغالبًا ما تفتقر إلى القابلية للتوسع والتقييم المنهجي اللازم للتدريب الشامل. وهذا يؤدي إلى تجربة تدريب مجزأة، حيث قد تركز وحدات معينة فقط على مفاهيم معزولة بدلاً من سيناريوهات متكاملة وعبر القطاعات.
على الرغم من تزايد توفر بيئات التدريب الرقمية، فإن العديد من الأنظمة الحالية محدودة في القابلية للتكيف والنطاق. ومن الجدير بالذكر أن التعديلات الأخيرة على لوائح التدريب في ألمانيا قد وسعت استخدام التدريب القائم على المحاكاة ليشمل التخدير والرعاية المركزة، مما يعكس اعترافًا متزايدًا بقيمته. بينما ظهرت بعض الحلول الرقمية، مثل تطبيقات الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR)، إلا أنها تركز بشكل أساسي على السيناريوهات العسكرية أو الكوارث المحددة، مع توفر خيارات قليلة للاستخدام المدني. تؤكد الورقة على الحاجة إلى نظام تدريب رقمي متماسك يدمج المستشفيات وخدمات الطوارئ، لا سيما لتعزيز الرعاية داخل المستشفى وإدارة الموارد أثناء الطوارئ، مما يعالج فجوة كبيرة في منهجيات التدريب الحالية.
طرق
يهدف مشروع “محاكاة المرضى والمشاهد الديناميكية الرقمية” (D2PuLs) إلى تعزيز التدريب لخدمات الطوارئ ووحدات المستشفيات التي تستجيب للحوادث الكبرى التي تشمل إصابات جماعية. بتمويل من وزارة البحث والتكنولوجيا والفضاء الفيدرالية (BMFTR)، يدمج D2PuLs محاكاة المشاهد السريرية وما قبل المستشفى مع محاكاة المرضى الطبية، مما يخلق نظامًا معياريًا قابلًا للتكيف مع أهداف التدريب المختلفة. يدعم هذا النظام كل من سيناريوهات التدريب الفردية، مثل محاكاة الفرز المعتمدة على الهواتف الذكية، والتدريب المعقد لمجموعات كبيرة في الواقع الافتراضي (VR)، بما في ذلك الديناميات الموقفية وتدفق المرضى من مواقع الحوادث إلى غرف الصدمات.
يتميز D2PuLs بنموذج فسيولوجي للمرضى (والمرضية) يسمح للمشاركين بمراقبة وفحص وعلاج المرضى الافتراضيين، مما يشكل جوهر بيئة التدريب. يتضمن مكونات لإدارة الوضع والمعدات قبل التدريب والتقييم بعد التدريب. يمكن للنظام التفاعل مع محاكيات المشاهد من طرف ثالث، مما يعزز من وظيفته على الرغم من قدراته الأساسية في محاكاة المشاهد ثنائية الأبعاد. بالإضافة إلى ذلك، يعالج نظام إدارة المخزون التحديات اللوجستية لتوافر المواد أثناء حوادث الإصابات الجماعية، مما يمكّن المستخدمين من تخصيص إمداداتهم لمهام محددة. تسهل هذه المقاربة الشاملة التدريب الفعال بين المهنيين وعبر القطاعات، وهو أمر ضروري لإدارة الحوادث الكبرى.
نتائج
أسفرت نتائج الاختبارات الميدانية عن بيانات كمية من الاستبيانات ورؤى نوعية من تقييمات منظمة، أجريت في بيئات التدريب ما قبل المستشفى والسريرية. النتائج التجريبية المقدمة مستمدة من مجموعات البيانات المجمعة للاستبيانات التي تم إدارتها خلال الاختبارات الميدانية ما قبل المستشفى، تحديدًا ضمن سياق خدمات الطوارئ الطبية (EMS)، بالإضافة إلى تلك التي تم الحصول عليها من التجربة السريرية التي أجريت في قسم الطوارئ. توفر هذه النتائج نظرة شاملة على فعالية وقابلية تطبيق تكوينات التدريب التي تم تقييمها.
مناقشة
تم تصميم منصة محاكاة D2PuLs حول مبادئ التعلم القائم على الخبرة، مع التأكيد على “التعلم من خلال الفعل” لتعزيز الاحتفاظ بالمعرفة والكفاءة العملية في تدريب الرعاية الصحية. من خلال غمر المتعلمين في سيناريوهات واقعية تثير مشاعر حقيقية وعمليات اتخاذ القرار، تهدف المنصة إلى إعدادهم لتعقيدات إدارة الحوادث الكبرى، لا سيما في البيئات ما قبل المستشفى والسريرية. يمكن تكييف سيناريوهات التدريب مع مستويات الكفاءة الفردية وأهداف التعلم، مع دمج مراحل انعكاسية منظمة لتعزيز نتائج التعلم. كما تعزز المنصة التعاون بين التخصصات بين خدمات الطوارئ الطبية، وإدارات الإطفاء، والشركاء السريريين لتحسين البروتوكولات التشغيلية.
لضمان تجارب تدريب واقعية، يستخدم نظام D2PuLs نموذج فسيولوجي رقمي خاص يحاكي حالات صحة المرضى الديناميكية، مع الأخذ في الاعتبار الإصابات المختلفة وتأثيراتها المتطورة. يسمح هذا النموذج بتمثيل أكثر من 20 نوعًا مختلفًا من الإصابات وتفاعلاتها، مما يسهل تدريب اتخاذ القرار وتخصيص الموارد تحت الضغط. تدعم بنية النظام أوضاع التدريب الفردية والجماعية، مما يمكّن التعلم المرن المستقل عن الموقع. بالإضافة إلى ذلك، يساعد دمج أدوات التحقق المتقدمة وبيئات التصور في تقييم وضبط النموذج الفسيولوجي، مما يضمن أن تعكس سيناريوهات التدريب نتائج طبية دقيقة. بشكل عام، تمثل منصة D2PuLs تقدمًا كبيرًا في التعليم الطبي القائم على المحاكاة، مما يعزز كل من المهارات العملية والتفكير النقدي في سياقات الرعاية الطارئة.
DOI: https://doi.org/10.3389/femer.2026.1756349
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Robert Konrad et al.
Primary Topic: Disaster Response and Management
Overview
The research paper discusses the development of a digital simulation environment, D2PuLs and D2PuLs PRO, aimed at enhancing training for managing Mass Casualty Incidents (MCI). Traditional training methods face significant limitations, including high resource demands and infrequent opportunities to practice complex skills. The proposed system features a dynamic physiology model that simulates real-time (patho-)physiological changes and therapeutic responses, allowing for realistic training scenarios that can be tailored to various needs, from individual mobile training to large-scale exercises involving external simulators and physical manikins.
Preliminary field tests and surveys conducted with Emergency Medical Services (EMS) personnel and clinical teams indicate that the system is technically and pedagogically effective across the entire rescue chain, from initial care and triage to transport and trauma management. The findings suggest that the digital simulation environment can successfully train critical skills such as decision-making, triage, and resource management across different sectors, while also providing a digital data foundation for post-exercise debriefings.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the critical role of simulation training in emergency medical services (EMS) and emergency medicine, emphasizing its effectiveness in fostering experience-based learning within a controlled environment. Simulation training allows practitioners to develop practical competencies without the risk of real-world consequences, making it the gold standard for operational training. However, traditional non-digital simulation exercises for mass casualty incidents (MCIs) are resource-intensive and often lack the scalability and systematic evaluation necessary for comprehensive training. This results in a fragmented training experience, where specific units may only focus on isolated concepts rather than integrated, cross-sectoral scenarios.
Despite the increasing availability of digital training environments, many existing systems are limited in adaptability and scope. Notably, recent revisions to training regulations in Germany have expanded the use of simulation-based training beyond gynecology to include anesthesia and intensive care, reflecting a growing recognition of its value. While some digital solutions, such as VR and AR applications, have emerged, they are primarily focused on military or specific disaster scenarios, with few options available for civilian use. The paper underscores the need for a cohesive digital training system that integrates hospitals and emergency services, particularly to enhance intra-hospital care and resource management during emergencies, thereby addressing a significant gap in current training methodologies.
Methods
The “Digital Dynamic Patient and Scene Simulation” (D2PuLs) project aims to enhance training for emergency services and hospital units responding to major incidents involving mass casualties. Funded by the Federal Ministry for Research, Technology, and Space (BMFTR), D2PuLs integrates prehospital and clinical scene simulation with medical patient simulation, creating a modular system adaptable to various training objectives. This system supports both individual training scenarios, such as smartphone-based triage simulations, and complex, large-group training in Virtual Reality (VR), encompassing situational dynamics and patient flow from incident sites to trauma rooms.
D2PuLs features a patient and (patho-)physiology model that allows participants to observe, examine, and treat virtual patients, forming the core of the training environment. It includes components for situation and equipment management prior to training and evaluation post-training. The system can interface with third-party scene simulators, enhancing its functionality despite its basic 2D scene simulation capabilities. Additionally, an inventory management system addresses the logistical challenges of material availability during mass casualty incidents, enabling users to customize their supplies for specific missions. This comprehensive approach facilitates effective interprofessional and cross-sectoral training essential for managing major incidents.
Results
The results of the field tests yielded both quantitative data from questionnaires and qualitative insights from structured debriefings, conducted in pre-hospital and clinical training settings. The empirical findings presented are derived from the aggregated datasets of the questionnaires administered during the pre-hospital field tests, specifically within the Emergency Medical Services (EMS) context, as well as those from the clinical trial conducted in the emergency department setting. These results provide a comprehensive overview of the effectiveness and applicability of the training configurations evaluated.
Discussion
The D2PuLs simulation platform is designed around the principles of experiential learning, emphasizing “learning by doing” to enhance knowledge retention and practical competence in healthcare training. By immersing learners in realistic scenarios that evoke genuine emotions and decision-making processes, the platform aims to prepare them for the complexities of managing major incidents, particularly in pre-hospital and clinical settings. The training scenarios are adaptable to individual competence levels and learning objectives, incorporating structured reflection phases to reinforce learning outcomes. The platform also promotes interdisciplinary collaboration among emergency medical services, fire departments, and clinical partners to optimize operational protocols.
To ensure realistic training experiences, the D2PuLs system employs a proprietary digital physiology model that simulates dynamic patient health statuses, accounting for various injuries and their evolving effects. This model allows for the representation of over 20 different injury types and their interactions, facilitating the training of decision-making and resource allocation under pressure. The system’s architecture supports both individual and group training modes, enabling flexible, location-independent learning. Additionally, the integration of advanced validation tools and visualization environments aids in the assessment and adjustment of the physiological model, ensuring that training scenarios reflect medically accurate outcomes. Overall, the D2PuLs platform represents a significant advancement in simulation-based medical education, fostering both practical skills and critical thinking in emergency care contexts.