航空医疗救援研究与设备开发＊

王洛锋，张智浩，申祖宁，邱子恒，许钧僚

（中国民用航空飞行学院工程技术训练中心，四川 广汉 618307）

航空医疗救援是指使用航空器作为交通工具和工作平台对急危重症患者或突发事件所导致的群体性意外伤害进行救治转运的服务过程。航空医疗救援是在特殊环境下进行的复杂急救工作，主要应用于战争伤病员批量后送、突发公共事件（如地震、海啸）救援及危重病人转运[1]。英国对航空医疗救援成本和服务范围进行调查后发现，一架航空医疗救援飞机进行救援时的运营成本是地面医疗救援成本的8倍，但是航空医疗救援服务范围覆盖面是地面医疗救援的17倍[2]。通过航空医疗救援，可以实现快速地将病员送至医院进行救护，同时可在直升机转运过程中，对病人进行初步救护，为病人争取最佳救援帮助，航空应急救援已成为航空应急医疗救援的重要发展手段。

中国的航空医疗救援开始于1953年，起源于抗美援朝的伤员后送，起步不晚但是发展缓慢。直到20世纪90年代由于各种灾害频发，紧急医疗救援需求增加，航空医疗救援才得到重视和发展[2]。目前，中国在航空应急救援方面仍处于摸索阶段，航空应急救援直升机机队数量和救援规模较小，导致航空应急救援普及性较弱，与国外应急救援规模之间差距较大。

截至2018年6月底，美国民用直升机在册数量达到13 316架，在册数量超过2 000架的国家还有俄罗斯、加拿大、澳大利亚，中国仅为1 049架[3]。针对直升机数量规模偏小问题，本论文拟研究开发相关应急救援设备，对直升机进行快速拆卸安装，以将直升机快速改装为应急救援直升机运送病人，实现直升机一机多用。

1 国内外航空医疗救援现状

1.1 国外航空医疗救援现状

国外发达国家航空医疗救援开展较早，体系建立比较完善，由国家统一进行管理和调配。以美国为例，美国有300多家专业航空医疗救援公司，设有300多个救援中心和1 000多个救援点，约1 500架专业的航空医疗救援飞机（机型齐全，装备有先进的医疗救援设备），采用固定翼和直升机相结合的救援模式，每天24 h随时待命[2]。国外发达国家对于航空医疗救援建立了相对完善的体系，对航空应急救援直升机机型、应急救援设备和航空医疗救护人员均建立了完善的救援系统。对于相关航空医疗救护人员，进行相关系统性的航空救援知识培训，以保证航空医疗救援的有效性，并进行相关的资质认证和专业考核，由国家专业机构监管，救护人员持证上岗，并在一定时期进行岗位复训。在救助时间方面，医疗救援覆盖率较高，达85%左右，大部分地区采用航空医疗救助的时间在20 min左右。相关资金方面，多为政府财政支持、企业赞助和医疗保险公司承担等。

在国外发达国家，航空医疗救援是一个完整的救援系统团队，由国家统一进行调控，各航空医疗救援部门协调运作，政府、企业和民间协同发展，依靠先进的设备、专业的医疗团队和迅速的反应救援机制为病员提供优质航空医疗服务。以德国为例，德国共设有75个直升机应急救援基地，其中德国汽车俱乐部35个，德国空中救护中心30个，联邦警察的飞行基地10个。这些基地配备了约110架专业的医疗救援直升机，执勤半径为50～70 km，接警后2 min即可起飞，实现国土98%面积的15 min反应覆盖，为国民提供高效优质的医疗救援服务[2]。

1.2 国内航空医院救援现状

中国长时间处于和平时期，航空医疗救援起步晚，发展非常缓慢[1]。直到20世纪90年代由于各种灾害频发，紧急医疗救援需求增加，航空医疗救援才得到重视和发展[2]。

中国医疗救援体系尚处于探索发展阶段，主要运作模式有政府主导和商业运转。目前，中国的航空医疗救援体系的建立尚不完善，国内直升机体量较小，与国外直升机数量相比差距较大，而用于专业航空医疗救援的直升机数量更加匮乏。其中隶属军队的空中救援队伍、隶属于政府的海空救援队属于政府主导模式，如海上救助飞行队、上海市急救中心与当地政府成立的救援队等。地方政府与航空公司合作的“120”空中救援队和民营航空医疗救援公司属于商业运作模式，如金汇通航[2]。用于航空救援配套设备并不完善，救援人员总体量偏低，救援体制不够完善，配套设施相对匮乏。而对于航空救援医疗人员，没有系统性地学习相关航空医疗救护知识，缺少相关航空医疗救援方面的培训，对于航空医疗方面缺少相结合的救助经验，多采用临时协调医护人员随同救援，对于救助人员协调不到位问题，产生的救援风险较大。对于民众方面，据研究调查，超过80%的受访者对航空医疗救援费用并不了解。并且，多数公众感知到航空医疗救援费用应该非常昂贵，普通家庭无法承担[4]。由于目前国内航空医疗救援系统的不成熟，航空救援所覆盖的救援面较小，应急救援航空器使用率较低，造成使用航空应急救援救助费用较高，航空应急救援普及面难以提升。

1.3 中国与发达国家航空医疗救援差距

总体上，发达国家大部分已经建立比较符合自己国情的航空应急救援体系，直升机、固定翼航空器、无人机及其机上设备等配备也比较完善[5]。在国内，综于多种因素，中国航空医疗救援与国外发达国家差距较大，中国存在多方面的问题需要从各方面去完善解决：①在灾情救助方面，航空应急救援均有所参加并起到一定作用，但在救援方面存在一些问题，例如与空军空域冲突，协调空域问题等，需要从国家层面协调解决；②在航空应急救援体系方面，需要建立系统、完善、健全的应急救援体系，建立成熟的航空应急救援关系网，保证航空应急救援有序、迅速；③在航空应急救援设备方面，由于国内直升机总体数目偏少，而用于航空医疗救援的直升机数量更难以建立像国外发达国家一样严格的应急救援系统，所以在应急救援设备方面，应根据中国国情出发，开发相关的应急救援设备，可将直升机临时快速改装为救援型直升机使用，以提高国内直升机的利用率；④在航空医疗救护人员方面，应加强、加大对航空应急救援医护人员的培训，提高航空医疗救护人员在航空医疗方面的救护水平，以增大航空医疗救护人员的总体数量。

因此，相对于国外医疗救援，中国的医疗救援需从相关各方面进行相关的完善。

2 航空应急救援设备开发需求

本文所研究航空应急救援设备为航空医疗救援担架，以EC225直升机为原型，进行相关航空应急救援担架的设备开发。EC225型直升机为双发远程直升机，可容纳25名乘客，容纳量较大，在灾区救援中可供转移受灾病员使用。通过此救援设备，可以实现应急救援担架的快速拆卸，在救助病人时进行运护，在直升机上可以快速固定，实现对病人的转运治疗。而EC225型直升机容客量较大，机舱内空间容积大，可装载多台航空应急救援担架，提高在特殊应急救援时应急医疗救援单次病员的容载量，节省航空应急救援对病员及伤员的救援时间。

对于EC255型直升机，所开发医疗救援设备需考虑与直升机连接的便捷性，以保证在将直升机改装为医疗救援用直升机时，尽可能地节约改装时间，便于救援工作的展开。同时，所开发的医疗救援设备又要能保证足够的安全性，避免在直升机运转途中救援设备脱开，影响飞行安全，更避免在病员运送过程中对其造成二次伤害。

3 航空医疗救援担架结构设计

考虑到航空医疗担架使用的便捷性，所采用航空医疗担架以常用尺寸的医疗担架为原型，可以保证病员使用的合理性，同时由于直升机的舱门较小，舱内活动区域有限，设计救援设备时要能保证担架尺寸足够小，以方便将病员运送至直升机机舱内进行固定。通过对担架进行改装设计，在直升机固定机构上加装合适的连接结构，以满足快速拆卸的需求。在直升机舱内底板上，有固定椅子及设备的导轨结构，对担架的固定可借助机舱内的导轨结构进行连接，通过对导轨进行测绘并建立三维模型，以借助导轨实现担架的拆卸安装。应急担架整体设计如图1所示。

图1 航空应急救援担架设计图

3.1 直升机与担架连接设计

在EC225直升机地板上，有相关的导轨结构、根据导轨尺寸设计转接固定结构，实现担架与直升机的固定。为了便于担架的安放与固定，考虑采用比担架尺寸略大的整张底板为转接机构，这样可以保证担架在舱内移动时，所采用底板为同一整体的结构，担架在机舱内移动较为便利。同时，在对病员进行初步救治时，难免会有血液或液体洒落，若所洒落液体不及时清理，液体会在舱内流动并会对舱体产生腐蚀，而采用底板整体结构，可以避免此类情况，便于清理应急救援时产生的污秽。

3.2 担架固定设计

将病员及担架固定在飞机上时，需要考虑担架固定的牢固性与便捷性。由于担架的固定为非精密结构配合，在固定时会产生很大的偏离误差，所以在固定担架时，要考虑足够的误差，以保证担架能够顺利进行固定，同时，还要考虑误差范围不至于太大，避免担架固定失效。

3.3 担架尾部固定

担架固定分为担架头部固定和尾部固定，尾部固定较为简单，将担架固定杆插入固定孔即可。但担架在固定时，会面临水平方向和竖直方向的偏离误差，因此对担架尾部考虑设计分体结构，可实现尾部固定件的位置调节。

航空应急救援担架尾部设计如图2所示。对于尾部固定件，其中一个固定件为固定安装，以保证担架固定的牢靠性和固定位置的准确性，另一个固定件安装在沟槽导轨上，可实现水平方向的距离调整。同时，对于垂直方向，采用拼接式导槽固定，可实现垂直方向的固定调节。在固定件上部采用孔洞固定的结构，以保证将病员固定时，便于将担架进行固定。由此，担架在空间的5个自由度已被固定，对于担架前后移动方向，在担架固定轴上设计限位结构，起到限位及固定的作用。航空应急救援担架限位设计如图3所示。

图2 航空应急救援担架尾部设计

图3 航空应急救援担架限位设计

3.4 担架头部固定

对于担架头部固定，考虑到固定的牢固性与灵活性，采用压板固定的方式，以便担架的固定与拆除。在压板结构上，压板采用U形结构设计，通过固定螺栓，压板可绕固定杆件旋转，将压板抬起便于担架通过。U形压板件的U形位置的尺寸和担架固定轴尺寸相契合，通过U形固定位置将担架固定轴卡死，起到对担架牢靠固定的作用。在压板连接件的尾端，考虑固定和拆卸的方便性、牢靠性以及对于节约拆装时间的需求，采用航空快卸插销进行固定。

对于航空医疗救援担架，采用压接结构，可以减小担架的固定误差，将担架固定在合适的位置，所设计方式如图4所示。

图4 航空应急救援担架头部固定设计

4 结束语

目前，中国在国内航空应急救援方面还存在很大的空缺，航空应急救援直升机数量偏少，航空医疗救护人员缺乏，航空应急救援体制不够成熟，航空应急救援方面的体系需要进一步完善。航空救援医疗担架的快速拆卸设计，为航空医疗救援提供了解决担架拆卸困难与便捷性的方案，为目前国内航空救援直升机数量偏少与直升机多功能场景应用提供了另一条途径。对于国内航空应急救援直升机数量问题，短时间内难以突破，直升机购置费用和维护费用都比较昂贵，而通过设计相关救援设备，可以提供其他救援方案，通过对直升机的快速改装，将直升机作为多功能性直升机，可以实现在其他功能作业与应急救援之间的快速切换，缓解现有直升机用于航空医疗救援数量少的困境，推动国内应急救援市场的发展。