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为解决发展中国家郊区院外心脏骤停(OHCA)时自动体外除颤器(AED)配送延迟问题,泰国法政大学研究人员开展无人机配送 AED 的可行性和安全性研究,结果显示无人机配送成功率高、速度和精度良好,对改善郊区急救有重要意义。
在日常生活中,心脏骤停犹如一颗随时可能引爆的 “炸弹”,威胁着人们的生命安全。据统计,院外心脏骤停(Out-of-hospital cardiac arrest,OHCA)是全球范围内导致死亡的重要原因之一。在这场与死神的赛跑中,每一秒都至关重要,及时进行心肺复苏(CPR)和使用自动体外除颤器(Automated external defibrillator,AED)是提高患者生存几率的关键。然而,在许多发展中国家,尤其是像泰国这样的国家,郊区地区面临着诸多挑战,如人口分散、交通拥堵、道路网络有限以及距离医疗机构较远等,这些问题导致传统的急救方式难以快速响应,AED 往往无法及时送达患者身边,患者的生存希望也随之变得渺茫。
为了打破这一困境,泰国法政大学(Thammasat University)的研究人员 Winchana Srivilaithon 等人开展了一项极具创新性的研究,旨在探索利用无人机配送 AED 在泰国郊区 OHCA 场景中的可行性和安全性。这项研究成果意义重大,如果成功,将为发展中国家郊区的医疗急救带来新的曙光,有可能显著提高 OHCA 患者的生存几率。该研究成果发表于Scientific Reports杂志。
研究人员采用了一系列严谨且科学的研究方法。在研究地点的选择上,他们挑选了泰国春武里府法政大学芭提雅校区,这里具有典型的郊区环境,包含开阔空间、建筑物和不同地形,能为测试无人机配送系统提供逼真的场景。在设备选取方面,选用了 DJI Matrice 600 无人机,它具备先进的功能,如强大的多星座卫星全球定位系统(GPS)信号接收器、最大 7kg 的有效载荷能力和 5 - 20km 的飞行范围,同时还配备了用于放置 AED 的定制货箱。研究中使用的 AED 是飞利浦 HeartStart AED,为了评估不同重量对无人机性能的影响,还模拟了 2kg 和 4kg 的 AED 重量进行测试。整个研究共进行了 90 次测试飞行,根据有效载荷分为空载、携带 2kg AED 和携带 4kg AED 三组。测试飞行的计划通过手机 GPS 坐标来指定降落点,模拟 OHCA 场景中旁观者利用手机应用确定位置并发送坐标给无人机操作员的过程。每次飞行都详细记录了飞行距离、响应时间、速度、风速、电池使用情况和着陆距离误差等数据,并进行了相应的统计分析。
研究结果令人振奋。在 90 次测试飞行中,88 次成功完成了有效载荷的准确交付,成功率高达 97.7%。所有飞行的中位飞行距离为 4042m,无人机的总体中位响应时间为 459s(7 分钟 39 秒),平均总体速度为 9.17m/s(33km/h)。尽管载荷增加会使速度有所降低,但在实际应用中,这样的速度仍能保证 AED 及时送达。例如,在 4km 半径范围内,携带 2kg AED 的无人机在电池使用低于 40% 的情况下,可在 7 分钟 41 秒内到达目标,且有足够电量返回;携带 4kg AED 的无人机则能在 7 分钟 46 秒内到达。在着陆精度方面,无人机表现出色,中位着陆误差为 122 厘米,大多数飞行都能在 1 - 5 米范围内着陆,不过随着载荷加重,精度会有所下降,4kg AED 的最大着陆误差为 195m。
从研究结论和讨论来看,该研究充分展示了无人机在发展中国家郊区配送 AED 的巨大潜力。快速的响应时间和较远的飞行距离表明,无人机能够突破地理和基础设施的限制,迅速将 AED 送达患者身边,这对于提高 OHCA 患者的生存几率至关重要。此外,研究还为其他发展中国家提供了宝贵的参考,为全球范围内改善医疗急救服务提供了新思路。然而,研究也存在一些局限性。比如,研究是在相对可控的环境中进行的,可能无法完全模拟真实的郊区情况;天气条件对无人机性能的影响未充分研究;有效载荷能力仅测试到 4kg,对于更重、更复杂的载荷适用性未知;并且研究未涉及旁观者取 AED 的时间,这可能会影响除颤时间和患者结局。
总的来说,这项研究为利用无人机改善郊区医疗急救带来了希望的曙光。虽然目前还存在一些不足,但它为后续研究指明了方向。未来,随着技术的不断进步和研究的深入,有望克服这些问题,让无人机在医疗急救领域发挥更大的作用,拯救更多生命。