【摘要】 通過對社會醫療救援器械的現狀分析，創新性地在原有的鏟式上車擔架基礎上完善了救援袋、充氣裝置、藥箱、亞低溫裝置等；在結構設計上，我們對國內陸上救援擔架、海上救援裝置特點進行了分析和參考，采用了堅韌而質輕的鋁材料制作救援擔架的主體骨架，利用新型TPU作為充氣結構的材料，可以有效地實現水上漂浮救援、路上緊急救援的目的。

【關鍵詞】 救援；擔架；亞低溫；救援袋

1 前言

現階段社會經常會發生各種突發災難而難以避免，威脅到廣大群眾的生命安全；且現有的救援設備琳瑯滿目，并不能在突發的情況下完全地實現各種救援功能，不能有效地保障群眾的安全。因此，水陸兩用救援擔架應運而生，從安全、高效、人性化的角度出發，結合原有的救援擔架與創新科技，充分體現了安全、高效、人性化的宗旨^[1]。

2 材料與方法

水陸兩用救援擔架由以下部分組成：①底部擔架：可折疊的底部擔架采用鏟式擔架和上車擔架相結合(如圖1所示)；②夾層充氣救援袋：該救援袋(如圖2所示)袋體采用柔性的功能性布料，因此在不用時可以折疊收攏，占用空間不大，救援袋設計可配合擔架使用；③亞低溫冰帽：其規格按實際情況縫制成所需規格后，放緊急藥箱內冷凍2～4h，涼墊結成雪融狀后取出，外套定制的布套即可用于病人。根據病情及使用時間及時更換涼墊，每次可持續使用3～4h^[2]。

圖 1 可折疊的底部擔架

圖 2 夾層充氣救援袋

圖 3 AUTOCAD 模擬設計的水陸兩用擔架

2.1 擔架隔振系統結構參數優化設計

目前國內的救護車的擔架多數是剛性支承，沒有減振設施，或者雖然設置了彈性支承，但由于隔振系統的力學參數不盡合理， 因而擔架舒適性較差，我們根據臥位人體振動響應的特點，用最優化數學方法，對擔架隔振系統的結構參數進行了優化設計^[3]，從而有效地改善了擔架的舒適性。將救護車擔架臥位人體系統簡化為6個自由度力學模型，其中六個自由度力學模型，分別為：Zb－彈簧質量質心處的垂直位移；Θb－彈簧質量繞過其質心的縱向角位移；Zf－前非簧載質量質心處的垂直位移；Zr－后非簧載質量質心處的垂直位移；Zd－擔架一臥位人體系統質心處的垂直位移；Θd－擔架一臥體人體系統繞過其質心的縱向角位移；

優化計算及結果：復形調優法基本思想是，在可行域上取定初始復合形，然后比較復合形各頂點處的目標函數值，不斷去掉最高點，代之以目標函數值較小的可行點作為新的頂點構成新的復合形，使頂點處的函數值逐步一降，頂點逐步逼近問題的最優解。優化結果表明， 原設計值中擔架前支承剛度基本合理，后支承剛度偏大，而阻尼系數偏小，從而導致擔架一臥位人體系統振動加速度均方值偏大，應用優化后的系統參數，車速為50km／h時，擔架一臥位人體系統質心處的垂直加速度均方值下降了40.7%，繞其質心縱向角振動角加速度均方值下降了55.76%，原車擔架一臥位人體系統的隔振性能有了顯著改善。通過這種優化方法，可獲得一組合理匹配的彈簧剛度和阻尼系數，為擔架支承的結夠設計提供了依據。

2.2 救援袋原理與結構設計

在熱區海域，當病人不慎落水后，即使登上了救生艇(筏)，如救生器材無陽篷，持續的陽光曝曬。也將使遇險者受到致命的威脅，引起皮膚灼傷，形成紅斑、水腫等，在太陽曝曬下，落水人員原有的傷口也會急劇惡化。水陸兩用救援擔架中的充氣救援袋由特殊材料制造，因此，對紫外線的侵害有很好的阻礙作用。

救援袋為配合上述水陸兩用擔架用于水陸救援，兩側有門，并附有氣密性拉鏈；分兩層，底層通過扶手端的袋子里放置的氣泵進行充氣后能在水上漂浮，與外界隔離，外層頂部有幾個小孔；整個救援袋具有展開收攏方便，抗翻轉，外層抗輻射等功能。平時不用時可收攏置于儲運箱中，使用時展開為船艙式設計，救援袋袋體由底部一根長方形充氣柱體，兩個長方形浮體及分別由底部兩側延伸并相交于頂部兩根充氣柱形成救援袋的基本骨架，并由防水透濕PU布將充氣柱及擔架外部形成一個相當封閉的船艙式外形。

救援袋從側面看過去呈左右對稱的不規則六邊形體，當加入載荷后，整體的重心位于六邊形的中心下端，但救援袋落水后，可以確保在除了正浮位置可以穩定漂浮外，若為其他位置，均不能達到穩性平衡，而浮力和重力產生的力矩均指向正浮位置，從而實現救援袋的抗翻轉漂浮功能。根據浮體穩定平衡條件，浮體的穩心高于浮體的重心則浮體處于穩定平衡狀態，在一定風浪條件下，均可穩定漂浮。在材料的選用方面，選擇了TPU布料。防水拉鏈的選擇：選擇水密氣拉鏈^[4，5]。

2.3 水陸兩用救援擔架設計參數

2.3.1 底部擔架

規格：2200mm×550mm×750mm。依據我國人體身高統計分析，平均身高在1700～1740mm，最高為1850mm，人體肩寬一般小于550mm。其長寬定為1800mm×550mm±3mm，符合GJB 831290 通用擔架標準。自重：8.5kg，承重：250kg。

2.3.2 救援袋

設計的救援袋要能夠配合底部擔架使用，擔架總長2200mm，擔架面長為1800mm，總寬為550mm，高度為150mm，擔架桿長為2200mm， 擔架桿直徑為40mm。擔架整體重量不超過8.5kg。根據擔架尺寸設計的救援袋展開后尺寸為：袋頂長：1040mm；袋底長(不含把手套)：1800mm；中間寬：790mm；底部寬：650mm；高度：790mm。

3 模擬實驗的設計與分析

將水陸兩用救援擔架(如圖3所示)進行一系列模擬測試，試驗內容包括：

3.1 物理性能試驗

擔架車變形試驗及力學結構分析，救援袋氣密性測量及救援袋壓力測量。

3.2 使用性能試驗

展開、撤收時間測定，浮渡時吃水量測定。

3.3 環境適應性試驗

高、低溫試驗，車載運輸試驗。

3.4 應用試驗

風、日曬、灰塵等氣侯條件，如山地、叢林、江河地理條件，野外演練、實戰演習。

通過山地、叢林、江河、海上、等地理環境及風、日曬、灰塵等條件下和車載試驗，對各種功能進行了全面測試，如搶救、防護、運送病人的試驗。預計將取得很好的效果，測試證明將其設計合理，構思巧妙，易于操作，普通救護人員經30min培訓即可掌握操作要領。展開撤收時間預計最短8s，最長8min，符合緊急救援要求。救援袋在東北、西北地區有防風、防寒作用。在西南地區可防曬、防輻射。

4 結論

該擔架材料結實耐用，設計性能達到緊急救援的要求。在不同地區、地域、不同氣候條件中應用范圍廣，適應性強。但由于亞低溫裝置不成熟、救援袋與擔架的結合不完善，并未在社會中投入大規模使用，這些不足之處都需要改進，希望將來能逐漸完善并真正服務社會。