直升机救援作业中的工作负荷比较：随机交叉设计下绞车与绳索救援法的专业评估

本研究针对直升机紧急医疗服务（HEMS）中高工作负荷可能引发人为失误的问题，通过随机交叉设计比较了绞车（hoist）与绳索（rope）两种救援方法对机组人员主观工作负荷（NASA TLX）及生理激活（心率、HRV）的影响。结果表明，绞车操作显著降低了飞行员、救援人员和医师的工作负荷，尤其对飞行员效果最为明显（平均工作量降低18分，p<0.0001），且飞行员的生理指标与主观感受一致。该研究为HEMS运营安全提供了实证依据，支持绞车救援作为更优选择。

　　

在崎岖的山地或偏远地区，当直升机无法降落时，救援任务变得异常复杂且充满风险。直升机紧急医疗服务（HEMS）被认为是商业航空中最易发生事故的服务之一，而高工作负荷会耗尽机组人员的认知能力，增加人为错误的风险，进而威胁飞行安全。尽管挪威的HEMS目前仅使用绳索救援操作，但挪威空中救护基金会正在探索引入绞车救援操作的可行性。为此，研究人员开展了一项深入研究，比较这两种救援方法对机组人员工作负荷和生理激活的影响，研究成果发表在《Safety Science》上。

为了准确评估两种救援方法，研究人员采用了多项关键技术。他们使用NASA任务负荷指数（NASA TLX）来量化主观工作负荷，这是一个多维评估工具，涵盖心理需求、生理需求、时间需求、绩效、努力和挫折感六个维度。同时，通过 Polar Vantage V2 手表和 H10 胸带记录心电图（ECG），以心率（HR）和心率变异性（HRV）中的连续RR间期差值均方根（RMSSD）作为生理激活的标记。研究设计为随机交叉试验，11名经验丰富的机组人员（4名飞行员、3名医师、4名救援人员）在三种不同的季节（冬季、夏季、秋季）完成了55次标准化的救援任务，涵盖了高山、峡谷、森林和垂直环境四种地形。每次任务都使用绞车和绳索两种方法以随机顺序完成。数据分析采用线性混合模型回归，以解释个体内的重复测量。

研究结果通过多个方面详细展示。在NASA任务负荷指数方面，所有机组人员在所有任务阶段都报告绞车操作的工作负荷低于绳索操作。飞行员的工作负荷降低最为显著，其平均工作量得分在主动任务期间，绞车操作为35 [19,52]，而绳索操作为53 [37,70]（R2 = 0.76, p <0.0001）。医师和救援人员也观察到类似但幅度较小的降低。所有机组人员都认为救援人员插入阶段是任务中最 demanding 的部分。在生理激活方面，对于飞行员和救援人员，绞车操作与较低的生理激活相关；但医师则相反，他们在绞车操作中表现出更高的生理激活，这可能是由于作为绞车操作员需要更多的体力活动（如站在直升机滑橇上操作绞车）。具体来说，使用绞车而非绳索，预计会使飞行员平均心率降低8 [6,10] bpm（R2 = 0.91, p <0.0001），但会使医师平均心率增加16 [14,18] bpm（R2 = 0.86, p <0.0001）。

研究的讨论部分深入分析了这些发现。从飞行操作任务需求的角度，绞车操作允许飞行员保持更稳定的飞行路径，减少了对飞行控制的频繁调整（如总距操纵），从而降低了工作负荷和 cross-coupling 效应。在接近目标和优化目标上方垂直位置时，绞车操作提供了更大的灵活性，简化了机组沟通，并缩短了救援人员和患者暴露在直升机外的时间，这些都有助于减轻工作负荷。NASA TLX 维度分析显示，“努力”和“心理需求”是机组人员认为最苛刻的方面，但即使在高工作负荷下，绩效评级仍可接受，表明机组人员保持了操作控制。心率变异性结果与主观工作负荷的一致性为飞行员提供了客观支持，但医师的生理数据与主观评级之间的差异突显了区分心理和体力工作负荷的挑战。

总之，这项研究证实，在三机组成员执行标准化救援任务时，绞车操作能显著降低主观工作负荷，尤其对飞行员影响最大，且其生理指标与主观感受一致。尽管医师作为绞车操作员经历更高的生理激活，他们仍报告较低的工作负荷。引入绞车能力可能通过减少飞行员工作负荷来增强认知余量，从而提高HEMS的飞行安全。该研究为操作决策提供了宝贵证据，支持在类似HEMS服务中采用绞车救援方法。