DARPA 希望实现灾难期间急救人员分类方法的现代化

在《实力悬殊》中，我们仔细研究了国防工业的核心科学和技术——士兵和间谍的世界。

如果建筑物倒塌或炸弹爆炸，需要救治的人往往比能够救治的人多。这种不匹配就是大规模伤亡事件的定义。美国军方最著名的研发机构 DARPA 希望找到如何更好地处理这些情况的方法，以便让更多人活下来。

这就是 DARPA 所称的“分诊挑战赛”的目标。这项为期三年的项目将于 11 月 6 日启动，将汇集医学知识、自动驾驶汽车、非侵入式传感器和算法，以便在患者过多而护理不足的情况下确定患者护理的优先次序和计划——这一过程通常称为分诊。尚未公布姓名的团队将展开竞争，看看他们的系统能否在大型复杂情况下对受伤人员进行分类并确定他们是否需要治疗。

灾难分类帽

国防卫生局科罗拉多斯普林斯地区创伤医疗主任斯泰西·沙克尔福德 (Stacy Shackelford) 表示，即使对那些以此为职业的人来说，分诊也不是一件简单的事。国防卫生局的部分职责是管理军队医院和诊所。“即使在创伤界，分诊的概念也有点神秘，”她说。

分类一词源于法语，其本义是“对伤员进行分类”。当许多人同时受伤时，急救人员无法同时给予所有人同等的关注。因此，他们会将伤员分为几类：轻伤，轻伤；延迟伤，重伤但不会立即危及生命；紧急伤，重伤但及时治疗可能会挽救生命；待亡伤，即将死亡或可能很快死亡。“这实际上是一种决定谁需要救命干预以及谁可以等待的方法，”沙克尔福德说，“这样你就可以给最多的人带来最大的利益。”

何时、如何治疗谁的问题一直很重要，但随着全球紧张局势的性质发生变化，以及主要影响平民的灾难也在发生变化，这个问题对国防部来说变得尤为突出。“目前，许多军事威胁都围绕着如果我们与中国交战或与俄罗斯开战会发生什么，而且存在这些近乎势均力敌的冲突，”沙克尔福德说。令人恐惧的是，伤亡人数将比最近其他冲突更多。“仅仅是可能发生的伤亡人数就足以说明一切。”再看看乌克兰战争。

随着气候变化，洪水、野火等一些非军事灾害的严重程度、频率和不可预测性也在发生变化。与此同时，大规模枪击事件发生得太频繁了；受损的核电站可能带来放射性风险；地震会推倒建筑物；维护不善的建筑物会自行倒塌。美国陆军大学国家灾难医学和公共卫生中心主任杰弗里·弗里曼说，即使是这场疫情，也是一种缓慢移动或滚动的灾难。它通常不被认为是大规模伤亡事件。但是，弗里曼说，“它们的影响在某些方面是相似的，都有大量重症患者需要护理，但不同之处在于，需要护理的患者并不局限于某个地理区域。”他继续说，在这两种情况下，“分诊都至关重要。”

弗里曼的组织目前正在管理国会授权的国家医疗灾难系统的评估，该系统成立于 20 世纪 80 年代，旨在管理国防部、军事治疗机构、退伍军人事务医疗中心和卫生与公众服务部下属的民用医院如何应对大规模灾难，包括海外作战行动。他认为 DARPA 分类挑战与处理现有系统无法承受的事件高度相关——这现在和将来都是一个好目标。“灾难或战争本身是一种不可预测的、看似罕见的事件。它们的发生几乎是随机的，”他说。“灾难状态或灾难状态实际上是一致的。总是有灾难发生，总是有冲突发生。”

他将全球灾难状态描述为“持续不断”，并表示这使得分类挑战赛“永恒”。

此外，沙克尔福德表示，分类概念几十年来并没有太大的发展，这意味着 DARPA 分类挑战赛的潜在成果（如果成功）可能会对“最大利益、最大数量”方法产生重大影响。然而，对于 DARPA 来说，研究总是一场赌博：该机构瞄准了艰难的科学和技术目标，但经常错过所谓的“高风险、高回报”研究模式。

DARPA 伤员分诊挑战项目经理 Jean-Paul Chretien 对这一风险下可能出现的状况抱有具体的希望，比如能够识别出那些看起来伤势更重的受害者。“从外表很难判断他们是否受了内伤，”他说。人们通常通过检查正常的生命体征来确定患者状态，这些体征包括脉搏、血压、呼吸。“我们现在知道，这些都是严重受伤的滞后指标，因为身体能够进行补偿，”Chretien 说。但是当身体无法补偿时呢？“他们真的会跌入悬崖，”他说。换句话说，患者的脉搏或血压可能看起来没问题，但严重的伤害可能仍然存在，隐藏在看似好消息的背后。他希望伤员分诊挑战项目能够发现更多此类伤害的及时生理指标——在患者濒临死亡之前就能检测到的指标。

远程评估

DARPA 分诊挑战赛可能会产生这样的结果，因为它要求参赛者（其中一些由 DARPA 出资参赛，一些则自费参赛）完成两个不同的目标。第一个目标涉及分诊的初级阶段（现场对人员进行分类），而第二个目标涉及在接受治疗后该做什么。

在第一阶段，分诊挑战赛的参赛者必须开发能够远距离评估受害者的传感器系统，收集受伤的生理特征数据。远距离进行这项工作可以防止救援人员在此过程中遇到危险，例如放射性物质或不稳定的建筑物。目标是让系统在比赛结束时能够自主移动。

根据 DARPA 的项目公告，此类系统寻找的特征可能包括“移动能力、严重出血、呼吸窘迫和警觉性”。参赛者可以为机器人或无人机配备计算机视觉或运动跟踪系统、使用光来测量血容量变化的仪器、分析呼吸或心脏活动的激光器或语音识别功能。或者以上所有。然后，团队开发的算法必须从收集的数据中提取有意义的结论——例如谁现在需要救命的治疗。

DARPA 伤员分类挑战赛的第二个重点是紧急伤员接受治疗后的阶段，即伤员分类的第二阶段。在这一阶段，参赛者将开发技术，深入挖掘患者的状态，观察那些发出求救声的变化。这一阶段的真正创新将来自算法方面：例如，软件可以解析心电图的细节——可能使用与皮肤接触的非侵入性电极——观察心脏活动的整个波形，而不仅仅是心脏跳动的哔哔声，或者软件可以做类似的工作，观察脉搏血氧仪的输出，以监测红细胞中携带的氧气。

就 Shackelford 而言，她希望看到团队将时间观念融入到分诊中——这听起来很明显，但在悲剧的混乱中，实践起来却很难。某些情况在时间上受到极大限制。有东西掉在你身上，你无法呼吸？急救人员有三分钟的时间来解决这个问题。大出血？五到十分钟止血，三十分钟输血，一个小时进行手术。“所有这些因素都会影响在特定时间内对病人的帮助，”她说。它们还会揭示什么不会有帮助，以及谁已经无法再得到帮助。

模拟灾难

DARPA 尚未宣布计划资助的团队，自筹资金的团队也尚未公布。但无论他们是谁，在未来三年内，他们都要面临三项竞赛——每年年底举行一项，每项竞赛都将解决分类的主要方面和次要方面的问题。

初级分类阶段的比赛将非常激烈。“我们将模拟大规模伤亡场景，”克雷蒂安说。当然，不会有真正的开放性伤口或三度烧伤的人，而是演员假装自己是灾难的一部分。人体模型也将散落在各处。各队将携带装有传感器的无人机和机器人。“这些系统必须自行找到伤亡者，”他说。

这些比赛将有三种场景，参赛队伍将轮流经历，比如非常紧张的障碍赛。“我们将根据他们完成测试的速度、他们实际找到伤员的能力以及他们评估伤员医疗状况的准确性来给他们打分，”克雷蒂安说。

但这并不容易：该机构对这些场景的描述是，它们可能涉及狭小空间和大片田野、全光和完全黑暗、“尘土、雾、薄雾、烟雾、谈话、闪光、热点以及枪声和爆炸声。”受害者可能被埋在废墟下，或相互重叠，这对传感器的检测和识别提出了挑战。

DARPA 还在为虚拟版挑战赛构建一个模拟地面场景的虚拟世界。“这将像一个视频游戏类型的环境，但想法是一样的，”他说。计划进行实体版挑战赛的团队可以进行数字练习，Chretien 还希望没有巡逻现实世界所需硬件的团队仍可以尝试数字版挑战赛。“从实际拥有参与资源的角度来看，这应该更容易，”他说。

第二阶段的比赛将不那么激烈。“没有机器人系统，也没有物理模拟，”克雷蒂安说。相反，参赛队伍将获得来自马里兰休克创伤中心和匹兹堡大学收集的过去住院患者的真实临床创伤数据。他们的任务是使用这些匿名患者数据来确定每个人的状态，以及是否需要干预以及何时需要采取哪些干预措施。

三年内总奖金高达 700 万美元，前两年，只有 DARPA 尚未批准的团队才能参赛。 付费参与者才有资格领取。

同样危在旦夕的是许多人的生命。弗里曼说：“从技术上讲，我们能做些什么，让我们在有限的人力下更加高效、更加有效？”

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