Model funkcjonalny kapsuły ratunkowej do ewakuacji poszkodowanych w warunkach niebezpiecznych 2

Transkrypt

1 CIĘŻKOWSKI Paweł 1 ŻEBROWSKI Zbigniew 1 MIROSŁAW Tomasz 1 ZAWADZKI Adam 1 Model funkcjonalny kapsuły ratunkowej do ewakuacji poszkodowanych w warunkach niebezpiecznych 2 WSTĘP Rozwój medycyny sprawił, że wiedza na temat chorób i sposobów ich leczenia jest coraz większa. Jednak w sytuacji wypadku, o zdrowiu i życiu często decyduje szybkość udzielenia pierwszej pomocy. Tzw. "złota godzina" to czas, w którym poszkodowany powinien znaleźć się w rękach lekarzy. W miastach, gdzie system ratownictwa jest rozbudowany i coraz sprawniej działający, zachowanie "złotej godziny" nie sprawia większych kłopotów [1, 2]. Są jednak miejsca i sytuacje, kiedy takiej pomocy nie można udzielić w pożądanym czasie. Góry, kopalnie, lasy to miejsca pracy lub rekreacji, gdzie w razie potrzeby pomoc pogotowia ratunkowego jest utrudniona lub wręcz niemożliwa [3]. Wówczas konieczny jest jak najszybszy transport poszkodowanego do lekarza. W tego typu przypadkach mimo sprawności i poświęcenia ratowników, zachowanie "złotej godziny" bywa niezwykle trudne. Wzrasta zagrożenie zdrowia i życia poszkodowanego. Nie zawsze udzielenie pierwszej pomocy na miejscu jest wystarczające. Konieczne bywa podtrzymywanie życia rannego w czasie całego transportu [1]. W warunkach niebezpiecznych jedynym rodzajem transportu jest transport ręczny, który może być bardzo uciążliwy dla poszkodowanego. Ponadto niezbędne jest właściwe zabezpieczenie i ochrona rannego podczas transportu czy to z uwagi na warunki pogodowe czy w przypadku ewakuacji z terenów objętych katastrofą ekologiczną, wystąpienia skażeń lub innych zjawisk negatywnie oddziałujących na człowieka [4]. Równie ważnym elementem związanym z udzieleniem pomocy poszkodowanemu jest diagnostyka. Skracając czas przeznaczony na diagnozę, zwiększa się szanse pacjenta, szczególnie ciężko rannego. Dlatego możliwość monitorowania stanu poszkodowanego w czasie transportu i rejestracja zmian parametrów życiowych, może pomóc lekarzom szybko podjąć decyzje, co do sposobu udzielenia pomocy i dalszego leczenia. Biorąc pod uwagę powyższe argumenty oraz duże zagrożenie wypadkami w pracy w warunkach niebezpiecznych, zwłaszcza kopalniach węgla kamiennego, postanowiono opracować demonstrator technologii kapsuły ratowniczej do transportu i monitorowania stanu zdrowia poszkodowanych w kopalniach. W kopalniach problem transportu poszkodowanych podczas pracy, lub w przypadkach nagłych zachorowań jest szczególnie uciążliwy ze względu na trudne warunki działania. Wpływa to niekorzystnie na czas, kiedy ranny lub chory może uzyskać pomoc medyczną. Analizy zdarzeń w kopalniach oraz związanych z tym potrzeb wskazują na konieczność opracowania modułowego rozwiązania, które jest tematem niniejszego artykułu. Projekt uwzględnia także szersze zastosowanie kapsuły np. do transportu poszkodowanych w innych miejscach i sytuacjach niebezpiecznych, np. pożar lasów czy wypadek w górach. 1. ZAŁOŻENIA FUNKCJONALNE KAPSUŁY RATOWNICZEJ Założeniem projektowym jest wykorzystanie elementów modułów kapsuły w akcji ratunkowej od jej rozpoczęcia do umieszczenia poszkodowanego na stole operacyjnym. Kapsuła ma wspomagać sanitariuszy i ratowników przy udzielaniu pierwszej pomocy oraz pomocy przedmedycznej odpowiedniej do potrzeb. Dzięki poszczególnym elementom kapsuły ratownicy powinni być 1 Politechnika Warszawska, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych; Warszawa, ul. Narbutta 84; Tel: , Fax: , pawel.ciezkowski@simr.pw.edu.pl, zbigniew.zebrowski@simr.pw.edu.pl, tmiroslaw@simr.pw.edu.pl, a.zawadzki@simr.pw.edu.pl 2 Praca wykonana w ramach projektu NCBiR nr DOBR 0037/R/IDI/2012/13 264

2 informowani o stanie poszkodowanego i koniecznych czynnościach. Ponadto kapsuła ma monitorować i rejestrować stan poszkodowanego w celu przekazania tych informacji lekarzowi, wspomagać działania lekarzy na miejscu akcji ratowniczej, ułatwiać transport ręczny i mechaniczny poszkodowanego. Uwzględniając powyższe założenia kapsuła powinna składać się z kilku modułów: modułu noszy do podejmowania i transportu poszkodowanego, modułu monitorującego stan poszkodowanego oraz modułu medycznego z odpowiednia aparaturą umożliwiającą udzielania pomocy medycznej. Ze względu na różnorodność urazów i zachorowań oraz możliwych czynności ratunkowych, ilość podzespołów funkcjonalnych powinna być względnie duża. Jest to jednak sprzeczne z wymaganiem łatwego przenoszenia, a co za tym idzie możliwie małymi wymiarami i wagą. Dlatego przeanalizowano faktyczne potrzeby oraz przeprowadzono symulacje w celu optymalizacji modelu funkcjonalnego zaprojektowanej konstrukcji. 2. KONCEPCJA KAPSUŁY Właściwy dobór modułów kapsuły jest warunkiem ekonomicznej i bezpiecznej pracy ratowników. Na prawidłowy wybór elementów kapsuły wpływa miejsce wystąpienia wypadku oraz wymogi technologiczne. Kolejnym elementem branym pod uwagę przy projektowaniu kapsuły jest ukształtowanie terenu i związane z tym utrudnienia w transporcie. Ma on istotne znaczenie przy opracowaniu wymiaru kapsuły. Uwzględniając powyższe założenia we wstępnej koncepcji przyjęto, że kapsuła powinna składać się z następujących modułów: 1.Noszy-jest to pierwszy element do transportu rannego na krótkie odległości (od miejsca wypadku do miejsca opatrywania i przyłączenia modułu medycznego). 2. Modułu medycznego, którego zadaniem będzie podtrzymanie i monitorowani życia. Ma on również zapewnić jak najlepsze warunki biomedyczne, działania podtrzymujące funkcje życiowe czy minimalizację odczuwalnego bólu. 3.Modułu transportowego, umożliwiającego transport wszelkimi dostępnymi środkami, w sposób bezpieczny i w miarę komfortowy dla poszkodowanego. 4. Modułu ochronnego podnoszącego bezpieczeństwo osoby transportowanej przez rejon zagrożony wysoką temperaturą, opadem stropu itp.moduł ten jest raczej przeznaczony do wykorzystania w innych miejscach niż kopalnie węgla kamiennego, np. do akcji ratunkowych w lasach, górach czy w rejonie katastrof przemysłowych. 5.Ostatnim elementem, najbardziej zaawansowanym technicznie i medycznie jest sanitarka, do której wkładane są nosze i moduł medyczny. Sanitarka może poruszać się po torach kolejki spągowej lub podwieszanej. Jej wyposażenie umożliwia lekarzowi rozpoczęcie udzielania pomocy lekarskiej. Zakładana struktura funkcjonalna przedstawiona jest na rysunku PARAMETRY KAPSUŁY Kapsuła spełniać ma kilka parametrów. Po pierwsze przeznaczona będzie do wspomagania działań i typowych czynności ratowników, tj. podjęcie rannego z uszkodzonym kręgosłupem, unieruchomienie odcinka szyjnego kręgosłupa i głowy, unieruchomienie kończyn, uniesienie nóg, założenie opasek uciskowych lub ucisków na krwawiące rany, przyjęcie przez rannego pozycji siedzącej, ułożenie rannego w pozycji bezpiecznej, założenie rurki oddechowej, założenie worka oddechowego, zainstalowanie pompki usuwającej "wypluciny", wytworzenie mikroklimatu: chłodzenie, ogrzewanie, podtrzymanie oddychania, restytucja akcji serca, założenie worka tlenowego, a także wytworzenie środowiska aseptycznego, monitorowanie funkcji życiowych (oddychanie, EKG). Po drugie ma chronić rannego w czasie transportu przed: otarciem, uderzeniem o wystające i spadające elementy, utratą ciepła. Po trzecie ma ułatwić ratownikom transport poszkodowanego poprzez wykorzystanie różnych opcji w zależności od środowiska tj.: niesienie, ciągnięcie, pchanie, wykorzystanie bloczków, podwieszanych linek itp.. 265

3 Rys. 1. Składanie elementów kapsuły: a) nosze, b) moduł transportowy, c) moduł medyczny i ochronny 4. WSTĘPNY MODEL FUNKCJONALNY MODUŁOWEJ KAPSUŁY Uwzględniając różne zadania stawiane przed kapsułą i miejsca pracy jej podzespołów (modułów) kapsułę podzielono na trzy moduły funkcjonalne: nosze modułowe, które pełnią funkcje transportowe i medyczne, kapsułę transportowo-ochronną i moduł medyczny(mini karetka).model funkcjonalny noszy przedstawiono narysunku2. Prezentowane nosze szuflowe służą do podejmowania poszkodowanych z podłoża bez ich podnoszenia. Szufle pokryte są pompowanymi powłokami w celu zapewnienia amortyzacji podczas niesienia jeśli wykryty uraz to dopuszcza. Szufle w okolicach głowy posiadają dodatkowo płyty usztywniające szyję. W zestawie noszy są łupki do usztywniania złamanych kończyn, opaski uciskowe, pasy do mocowania z wbudowanymi sensorami medycznymi, worek tlenowy, rurka intubacyjna, worek do schładzania i przenoszenia odciętych części ciała oraz butla tlenowa. Nosze umożliwiają przyjmowanie pozycji siedzącej rannego, w tym unoszenie nóg. Kapsuła moduł transportowy (rysunek3) to szczelny kokon nakładany na nosze. Pełni on funkcje izolacji od otoczenia, co pozwoli na stosowanie urządzeń niebezpiecznych w stosowaniu w kopalni, jak defibrylator. W tym celu kokon posiada rękawice zintegrowane z wytworzonym mikroklimatem. Kokon jest usztywniany przez pompowanie przedziałów gazowych z butli azotowej. Jego wzmocniona konstrukcja umożliwia ciągniecie po spągu jak również dołączenie kółka transportowego. Kokon może przyjąć kształt noszy. Wierzchnia warstwa kokonu jest w znacznej części przezroczysta. Planowane jest opracowanie wersji sztywnej modułu transportowego, która pełnić będzie również funkcje ochrony przed uderzeniami, warunkami atmosferycznymi i temperaturą. Moduł ten, jak wspomniano będzie przeznaczony do innych zastosowań niż w górnictwie węgla kamiennego. Moduł medyczny (rysunek 4) jest sanitarką z miejscem dla lekarza, wyposażoną w aparaturę medyczną do prowadzenia akcji ratunkowej oraz monitorowania i rejestrowania stanu poszkodowanego. Moduł ten porusza się z lekarzem w kierunku poszkodowanego. Jego konstrukcja umożliwia włożenie modułu transportowego kapsuły lub samych noszy. Moduł medyczny jest dostosowany do transportu kolejką podwieszaną, spągową, taśmociągiem lub na własnych kołach po spągu. Środek transportu i wyposażenie kapsuły będą wybierane na etapie akcji ratowniczej po wyznaczeniu trasy ewakuacji. Na rysunku 5 przedstawiono idee kapsuły, w której wszystkie moduły kapsuły są zbudowane tak, aby można było je wkładać jeden w drugi (rysunki 2, 3, 4). Nosze są elementem, który towarzyszy rannemu od początku podjęcia akcji aż do szpitala. Moduł transportowy jest zasadniczo wykorzystywany pomiędzy miejscem wypadku a modułem medycznym. 266

4 pas łupki namiot tlenowy butla z tlenem moduły transportowe biostatyczny koc termoaktywny pas EKG Monitorowanie nosze jako nośnik sprzętu monitorującego: EKG, oddychanie. Rys. 2. Model funkcjonalny noszy modułowych Funkcje medyczne pasywne: ochrona przeciwbakteryjna, usztywnienie (kończyn, kręgosłupa), opaska uciskowa przeciw krwotoczna, regulacja temperatury, aparat oddechowy. Funkcje transportowe: podejmowanie rannych, zapewnienie komfortu: - (amortyzacja uderzeń), - dopasowanie kształtu, nosze, sanie, element podwieszany. Funkcje ochronne ochrona przed otarciem, temperaturą (w ograniczonym zakresie), amortyzacja upadku i wibracji. Funkcje medyczne izolacja od środowiska, dostosowanie do kształtu noszy, utrzymania mikroklimatu. Funkcje transportowe przenoszenie noszy z rannym, przenoszenie aparatury medycznej, utrzymywanie rannego na noszach, adapter do środków transportu. Rys. 3. Model kapsuły transportowej Rys. 4. Moduł medyczny; miejsce dla rannego i lekarza, nośnik sprzętu medycznego, poruszanie się po szynach kolejki podwieszanej, kolejki spągowej, po spągu 267

5 ` Rys. 5.Propozycja kapsuły ratunkowej 5. WYNIKI PROJEKTOWANIA Wybrane wyniki przeprowadzonych prac przedstawiono na rysunku 6. Rysunek 6 ilustruje pierwszy moduł (nosze) oraz sposób jego podziału na podzespoły. Takie rozwiązanie pozwoli przetransportować pacjenta bez konieczności poruszania go. Nosze są podzielone na części, które można rozłączyć, wsunąć pod poszkodowanego i zamknąć. Nosze będą także wyposażone w pasy stabilizujące. Rysunek 7 przedstawia moduł medyczny, w którym poszkodowany może być niesiony lub transportowany na kołach. Dodatkowo przewidziano możliwość transportu poszkodowanego w pozycji siedzącej. a ) b ) Rys. 6. Nosze a) złożone, b) podział na moduły a) b) c) Rys. 7. Moduł medyczny a) transportowanie poszkodowanego w pozycji leżącej, b) transportowanie poszkodowanego w pozycji siedzącej, c) nosze jezdne 268

6 WNIOSKI Wyposażenie ratowników w kapsułę poszerza możliwości niesienia pomocy poszkodowanym. Zwiększa zakres czynności możliwych do wykonania przez ratowników, ułatwia transport, pozwala wcześniej monitorować stan poszkodowanego przygotowując go do pomocy lekarskiej, zdecydowanie poprawia warunki udzielania pomocy lekarskiej w kopalni na dole. Dzięki zastosowaniu modułu medycznego możliwa będzie szybsza diagnoza poszkodowanego. Ponadto poszkodowany będzie transportowany w bardziej komfortowych warunkach. Jednak najważniejszą korzyścią będzie zwiększenie szansy na przeżycie poszkodowanego. Zaproponowane rozwiązanie zostało poddane badaniom symulacyjnym z udziałem przyszłych użytkowników. Jest jeszcze wiele aspektów do przebadania, takich jak: analiza dróg ewakuacji, dobór materiałów na kapsułę w zależności od środowiska pracy, dobór wymiarów geometrycznych w przypadku ratowania górników w kopalniach, czy turystów w terenie górzystym. Jednak wyniki symulacji są obiecujące i wskazują, że proponowana kapsuła powinna poprawić warunki transportu poszkodowanego oraz zwiększyć szanse na przeżycie i powrót do zdrowia poszkodowanych. Streszczenie Ewakuacja i transport osób poszkodowanych w warunkach niebezpiecznych i terenie trudnodostępnym np. górach, w czasie katastrof ekologicznych, fabrykach chemicznych itp., jest zagadnieniem odmiennym od ratowania osób w terenie zurbanizowanym oraz w okolicach dróg komunikacyjnych. W takich warunkach właściwe udzielenie pierwszej pomocy i zapewnienie odpowiednich warunków transportu i przetrwania decyduje o efekcie akcji ratowniczej. Sprzęt ratunkowy wykorzystany w tych zadaniach powinien spełniać inne wymagania niż sprzęt ratunkowy w karetkach pogotowia. W artykule autorzy zaproponują rozwiązanie systemu ewakuacji i transportu ręcznego poszkodowanych w warunkach niebezpiecznych. Przedstawiona zostanie koncepcja modułowego rozwiązania składającego się z inteligentnych noszy (z systemem czujników elektronicznych monitorujących stan pacjenta) oraz kapsuła ochronno- transportowa izolująca poszkodowanego od otoczenia z elementami transportowymi. Abstract Carrying out an evacuation and transportation of casualties in hazardous conditions and in difficult to get areas e.g. mountains, ecocatastrophe sites, chemical plants etc. is different from rescuing people in urbanized areas and areas around roadways. Providing proper first aid, transport and survival conditions in these circumstances is crucial to the effect of a rescue action. Rescue equipment assigned to these tasks should fulfill other criteria than the one used in ambulance. In the present paper the authors will suggest solution for a system for evacuation and manual transportation of casualties in hazardous conditions. A concept of modular solution, composed of intelligent stretcher (with electronic sensors system monitoring patient s condition) and a capsule for protection and transport that will separate casualty from an environment, will be given. BIBLIOGRAFIA 1. Kalinowski P., Czerska B.: Epidemiologia urazów wśród hospitalizowanych w 2006 roku w 6 Szpitalu Wojskowym w Dęblinie, Probl Hig Epidemiol 2007, 88(4), s Buchfelder M., Buchfelder A.: Podręcznik pierwszej pomocy, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa Karski JB: Profilaktyka urazów w świetle działań Światowej Organizacji Zdrowia i Unii Europejskiej. In: Karwat ID (Ed): Epidemiologia Chorób Niezakaźnych w Polsce, ich Następstwa Zdrowotne i Społeczne, Liber, Lublin Basiński A.: Medycyna ratunkowa i katastrof: Podręcznik dla studentów uczelni medycznych, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa