鄧 堯,王振雄,陶智雨
(中國人民警察大學(xué),河北廊坊 065000)
大規(guī)模傷亡事件時有發(fā)生,如地震災(zāi)害往往會造成現(xiàn)場成百上千的人員傷亡,由于災(zāi)害突發(fā)且超過了受災(zāi)地區(qū)的承災(zāi)能力,最初到達(dá)現(xiàn)場的醫(yī)療救援力量是非常有限的,所以在面對現(xiàn)場大批傷員的情況下,快速進(jìn)行檢傷分類十分重要[1]。
目前,常用的檢傷分類工具有檢傷分類識別卡(紙質(zhì)傷票)、識別腕帶、胸前貼、彩色掛帶以及電子傷票[2]。然而在低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場中,由于光線不足,無法第一時間填寫紙質(zhì)傷票;而使用識別腕帶等工具時,后續(xù)到場的醫(yī)療救援力量無法快速清晰識別標(biāo)識顏色?,F(xiàn)有的檢傷分類工具缺乏時間提醒或顏色發(fā)光功能,在低光照這種特殊災(zāi)害環(huán)境下,分類人員很難快速進(jìn)行傷情分類和復(fù)檢工作,而且搬運人員無法按傷勢規(guī)劃傷員搬運順序,甚至直接影響后續(xù)到場的醫(yī)療救援力量了解現(xiàn)場傷勢情況,嚴(yán)重影響了檢傷分類的效率。
鑒于此,本文基于STC15系列單片機(jī),設(shè)計一款能夠在低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場應(yīng)用的檢傷分類工具。本工具結(jié)合簡明檢傷分類(simple triage and rapid treatment,START)方法進(jìn)行設(shè)計[3]:(1)在發(fā)光功能上,根據(jù)救治優(yōu)先級所對應(yīng)的檢傷分類牌顏色和低光照環(huán)境設(shè)計發(fā)光顏色,并通過優(yōu)先級先后考慮各色燈光閃爍頻率;(2)通過定時功能對快速檢傷分類進(jìn)行時間提醒,進(jìn)一步提高現(xiàn)場檢傷分類工作的效率。
在低光照的環(huán)境下,由于能見度相對較低,參與現(xiàn)場救援的醫(yī)療救援力量并不能有效通過現(xiàn)有的檢傷分類工具自帶的顏色對現(xiàn)場傷勢情況進(jìn)行有效識別。雖然也有自發(fā)光檢傷分類牌,但其通過熒光液混合發(fā)光,一旦分類人員操作失誤,不能得到及時修正;且熒光發(fā)光微弱,不能達(dá)到有效提示效果。所以,低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場的初期檢傷分類工具需要使用燈光進(jìn)行顏色識別。
面對有大量傷員的急救現(xiàn)場,檢傷分類工作不僅要做到專業(yè)的傷情辨別,還需要特別重視救援時間的問題,例如START方法中就明確要求分類人員應(yīng)在30~60 s評估傷勢[4]。作為最早投入搶救的救援人員,如果平時相應(yīng)訓(xùn)練不足,在低光照現(xiàn)場并且充斥著呼救、哭喊等聲音的復(fù)雜環(huán)境中,往往不能較好地集中精力進(jìn)行檢傷分類工作,在對傷員進(jìn)行傷情評估時可能會耗費大量時間。所以,具有時間提醒功能的檢傷分類工具更能使救援人員專注于傷員的傷勢評估與急救處理,有效提高現(xiàn)場救援效率。
目前使用的檢傷分類工具大多是一次性工具,如果儲備不足,現(xiàn)場救援效率會受到一定影響。所以,檢傷分類工具的充電功能既能使其在救援現(xiàn)場重復(fù)使用,還能夠節(jié)約生產(chǎn)成本。
災(zāi)害事故現(xiàn)場環(huán)境往往復(fù)雜惡劣,不確定因素較多。所以,檢傷分類工具所用材質(zhì)和具備功能一方面要符合國際通行標(biāo)準(zhǔn),另一方面還需加強(qiáng)應(yīng)對現(xiàn)場環(huán)境的能力,應(yīng)保證相應(yīng)的質(zhì)量要求,才能在特定的災(zāi)害環(huán)境下有效使用。
綜上所述,設(shè)計一款具有聲光功能的檢傷分類工具應(yīng)用于低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場是相當(dāng)必要的,其主要功能設(shè)計思路如圖1所示。
圖1 檢傷分類工具主要功能設(shè)計
2.1.1 功能設(shè)計
本工具具有發(fā)光和時間提醒功能,為了方便使用,發(fā)光顏色設(shè)有對應(yīng)按鍵,時間提示采用蜂鳴器提醒。在發(fā)光顏色上,以國際通用檢傷分類牌顏色為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計[3],在此基礎(chǔ)上將代表死亡的黑色改為白色,便于在低光照環(huán)境下對死亡人員進(jìn)行標(biāo)記。根據(jù)各種顏色表示的救治優(yōu)先級,即傷員救治的緊急性,設(shè)計燈光閃爍頻率(詳見表1);并且通過START原則確定蜂鳴器報警時間,設(shè)定為計時30 s后報警并持續(xù)2 s。
表1 檢傷分類工具燈光設(shè)計
2.1.2 樣式設(shè)計
通過SolidWorks對外殼進(jìn)行建模:外殼采用圓形設(shè)計[5],其直徑為5 cm,大小適宜且佩戴時能避免劃傷。建模完成后,采用3D打印工具打印實物外殼,打印材料選用光敏樹脂,其高強(qiáng)度、耐高溫和防水的特點可以有效應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害環(huán)境。本工具左上角設(shè)計的環(huán)形孔可與檢傷分類卡配套使用,方便后續(xù)醫(yī)療急救和轉(zhuǎn)運;正上方有計時按鈕,后部有圓形孔洞,便于蜂鳴器發(fā)聲;外殼上刻有表示燈光顏色的文字。本工具外殼模型如圖2所示,3D打印的外殼如圖3所示。
圖2 外殼模型
圖3 3D打印外殼
檢傷分類工具主要由單片機(jī)、按鍵控制模塊、LED顯示模塊、蜂鳴器響應(yīng)模塊、充電模塊構(gòu)成,結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示[6]。
圖4 檢傷分類工具基本結(jié)構(gòu)框圖
單片機(jī)選擇STC15W401AS,晶振值為12 MHz[7];按鍵控制模塊負(fù)責(zé)發(fā)光顏色和計時功能,由5個按鍵構(gòu)成,與單片機(jī)的P1和P3口相連,其中燈光控制按鍵S1~S4分別對應(yīng)黃、綠、紅和白色燈光,S5是計時按鍵;LED顯示模塊是由單片機(jī)通過P1.2~P1.4外接三基色LED,通過S1~S4按鍵控制三基色LED亮度[8],最終組合出不同的綜合顏色,并通過LED1顯示;蜂鳴器響應(yīng)模塊用于定時發(fā)出報警提示音,且蜂鳴器持續(xù)報警2 s;充電模塊的充電接口采用USB Type C,采用該接口更符合大眾需求。整個工具的電路原理圖如圖5所示,其中電容穩(wěn)定電路如圖6所示。
圖5 檢傷分類工具電路原理圖
圖6 電容穩(wěn)定電路
印制電路板(printed circuit board,PCB)設(shè)計時先選擇元件封裝[9],部分元件見表2。PCB設(shè)計圖和本工具實物圖如圖7、8所示。
表2 PCB部分元件
圖7 PCB設(shè)計圖
本工具的使用和傷情評估的方法均參照START方法進(jìn)行[10]。分類人員在30~60 s對患者的行走活動、呼吸、循環(huán)和意識方面進(jìn)行評估[9]。面對大量傷員時,分類人員應(yīng)兩人共同行動,一方面有利于檢傷分類人員自身安全,另一方面可以在檢傷過程中做簡單的急救處理。
圖8 檢傷分類工具實物圖
使用步驟:第一步,評估傷員是否能夠行走,如能夠行走,按下工具上的“綠”鍵,讓傷員行動至安全區(qū)域等待后續(xù)救援,并可要求部分人員參與救援或穩(wěn)定受災(zāi)群眾情緒;若不能行走則進(jìn)行第二步,檢查有無呼吸。按下計時開關(guān),若無呼吸,則迅速暢通氣道[11],仍然無呼吸,則按下“白”鍵,若呼吸恢復(fù),按下“紅”鍵作為第一優(yōu)先救治對象。蜂鳴器報警時間為按下計時開關(guān)后的30 s,若報警后還在進(jìn)行評估,則等蜂鳴器報警完畢后再次按下計時按鍵,若再次報警,則應(yīng)迅速做出傷情判斷。若有呼吸,且呼吸頻率>30次/min或<6次/min[12],則按下“紅”鍵,反之則進(jìn)行第三步,對循環(huán)狀況進(jìn)行檢查。用手壓橈動脈或指甲床(非專業(yè)救援人員可以不進(jìn)行該步驟,且在低光照環(huán)境下觀察指壓充填時間較困難),若橈動脈搏動不存在或指壓充填時間>2 s,則需現(xiàn)場采取控制出血處理,并按下“紅”鍵,計時規(guī)則與上述相同。若有橈動脈搏動或指壓充填時間<2 s則進(jìn)行第四步,檢查意識狀況(非救援人員可跳過循環(huán)狀況檢查至該步驟)。如果傷員不能進(jìn)行簡單指令性行動[13]則按下“紅”鍵,若能聽指令行動則按下“黃”鍵。具體操作流程如圖9所示。
圖9 檢傷分類工具操作流程圖
(1)本工具只能對低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場的檢傷分類工作提供聲光警示功能,目前還未設(shè)計電子傷票填寫功能,沒有傷情記錄等功能,所以在使用本工具時應(yīng)與檢傷分類卡結(jié)合使用。另外,本工具左上角設(shè)有環(huán)形孔,可用卡口掛帶的方式與紙質(zhì)傷票結(jié)合,固定在傷員頸部和手臂等部位。
(2)檢傷分類不是一次性工作,在傷員尚未得到最終的醫(yī)療救治時,應(yīng)加強(qiáng)巡視工作,不斷對傷員進(jìn)行檢傷分類,特別是出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥的危重傷員或出現(xiàn)病情惡化的重傷員要及時進(jìn)行二次評估分類,重新評估后,再按照傷勢按下相應(yīng)顏色的燈光按鍵。
(3)作為最早能投入搶救的“第一響應(yīng)人”,在災(zāi)后初期急救中不僅要做到救援迅速,更要有科學(xué)的救援理念和相應(yīng)技術(shù),初期檢傷分類時有很多非專業(yè)救援人員[14],在復(fù)雜的環(huán)境中很難進(jìn)行詳細(xì)且專業(yè)的檢傷分類,所以在遵從檢傷分類步驟的同時,應(yīng)掌握初期快速傷情評估知識,面對大量傷員且時間緊迫時,可直接根據(jù)相應(yīng)病情按下相應(yīng)顏色的燈光按鍵。如遇呼吸驟停、氣道阻塞、中毒窒息、大面積燒傷、頭部受傷且意識昏迷,按下“紅”鍵,并采取相應(yīng)急救措施;若傷員中度出血、開放性或多處骨折則按下“黃”鍵;如果只有小型挫傷或軟組織損傷、小型或簡單骨折、輕微受傷或未受傷,則按下“綠”鍵;若遇到現(xiàn)場無法醫(yī)治的嚴(yán)重外傷、心跳停止,或軀干分離、內(nèi)臟外脫,直接按下“白”鍵,并做相應(yīng)位置標(biāo)識。
(1)場景布置:本實驗在夜晚光照不足的開放空間下進(jìn)行,模擬低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場。實驗設(shè)置傷員4人,位置分布集中于事故點附近;救援人員2人,位于離事故點10 m處,且對傷情未知;觀察員(代表搬運人員)1人,位于傷員30 m處,且前方無遮擋物,視野開闊。其中實驗人員參與內(nèi)容見表3。
表3 實驗人員參與內(nèi)容
(2)實驗?zāi)康模簻y試本工具與現(xiàn)有檢傷分類卡和腕帶等工具在低光照環(huán)境下對傷情識別的效率、使用便捷性以及檢傷分類的有效性。
(3)實驗步驟:救援人員分別攜帶本工具、檢傷分類卡、腕帶進(jìn)行檢傷分類。初步檢傷完成后,觀察員分別使用照明工具和在不使用照明工具情況下從距傷員30 m處開始進(jìn)行傷情識別,判斷傷員救治優(yōu)先順序。為保證實驗結(jié)果有效性,實驗中救援人員與觀察員相同,且救援人員救治順序保持一致;傷員傷情稍有差別,但需要的急救措施相似;傷員位置保持固定。
實驗分別記錄了使用本工具、檢傷分類卡和腕帶時的檢傷分類時間和觀察員識別傷情的距離,其中檢傷分類時間包括總時間和判斷傷情、急救處理的分時間,傷情識別可視距離則包括觀察員攜帶照明工具和未攜帶照明工具2種情況。實驗結(jié)果見表4。
表4 檢傷分類實驗結(jié)果
實驗結(jié)果表明,本工具在初期檢傷分類中能夠快速有效地判斷傷情。從檢傷分類總時間和分時間可以明顯看出,本工具的計時報警功能能夠為檢傷分類人員提供檢傷時間提醒,使得檢傷分類人員在檢傷過程中更加專注,檢傷分類工作更加高效。從傷情識別可視距離可知,本工具的發(fā)光功能能夠使觀察員在遠(yuǎn)距離下進(jìn)行準(zhǔn)確的傷情識別,根據(jù)燈光顏色和閃爍頻率更能快速確定救治優(yōu)先級。但是實驗也顯示了本工具的不足:(1)沒有傷情記錄,不利于后續(xù)治療;(2)環(huán)形孔的設(shè)計雖然能較好地與檢傷分類卡結(jié)合,但是如果單用本工具,還需要用掛繩才能固定在患者身上。
本研究設(shè)計的低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場檢傷分類工具以3D打印制作而成,所使用材料耐高溫、防水,且設(shè)計小巧,攜帶方便,能夠裝入急救包,以便于初期到達(dá)現(xiàn)場的救援人員進(jìn)行急救處理和檢傷分類。實驗證明,本工具的計時提醒功能使救援人員在30~60 s內(nèi)即可完成一名傷員的檢傷分類工作,充電功能使本工具能夠重復(fù)使用,節(jié)約了資源。本工具設(shè)計合理,在低光照條件下更能有效識別傷情,大大提高了檢傷分類效率,能滿足低光照災(zāi)害事故現(xiàn)場應(yīng)急救援需求。但本工具缺少傷情記錄功能,目前只能與檢傷分類卡等配合使用,下一步將在其背面加印電子傷票二維碼,使分類人員能夠通過掃描二維碼進(jìn)行傷情線上填寫,以方便復(fù)檢和后續(xù)送醫(yī)。