我们调查的效用DIORAMA-II系统提供增强的态势感知在灾难现场利用实时可视化分析工具和事故指挥官之间的协作平台和紧急救援人员。我们的试验进行了在不同的地理区域(功能丰富和毫无特色的区域)和(日间和夜间)在不同的照明条件。DIORAMA-II获得相当长的时间获得比基于传统纸张的系统效率。DIORAMA-II时间获得反映在每个病人平均诊断时间的减少(每个病人平均诊断时间减少高达34.3%)和每个病人平均运输时间(平均运输时间每减少76.3%红色病人和病人减少高达66.3%的平均运输时间/黄色)。此外,DIORAMA-II确保患者掉队或运输错误的订单相比传统方法导致患者被留下和运输的不正确的顺序。
2011年3月,日本大地震袭击了海岸并引发了强大的海啸。这一事件造成超过15000人死亡,2000人失踪。大规模伤亡事件(mci)引起的自然灾害,如地震和洪水在过去的几年里吸引了世界的注意。灾难被定义为“严重破坏社会的功能,导致广泛的人类,材料或环境损失超过影响社会应对的能力只使用自己的资源”由联合国灾害管理培训项目。
灾难发生后紧急医疗服务(EMS)扮演着重要的角色,提供有效、负责任的院前护理。他们的表现影响患者生存的机会。
当前传统的分类和运输方法包括使用纸分类标签以及基于广播的事故指挥官之间的通信和紧急救援人员。在传统系统的事故指挥官和救援人员的态势感知能力有限的事件以及有限的知识分类和运输业务的进展。
在[
智能系统研究实验室(SSRL)应答器工具(
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立体模型系统,我们介绍了
在本文中,我们专注于研究DIORAMA-II效用比基于传统纸张的分类和运输方法。我们进行的试验在不同的地理区域(功能丰富和毫无特色的区域)和不同照明条件下(在日间和夜间)。我们使用的量化性能指标来评估DIORMA-II效用包括每个病人平均诊断时间,每个病人平均运输时间,留下的患者数量,和交通秩序。此外,我们还管理一个定性的问卷调查的紧急救援人员帮助我们理解DIORAMA-II可用性和潜在采用应急反应的社区。部分
DIORAMA-II架构如图
DIORAMA-II架构。
基于云计算的方法在DIORAMA-II带来几个重要的优点。
DIORAMA-II服务器部署在云包含三个组件。
DIORAMA-II系统包括两个主要应用:事故指挥官应用程序和应答器应用程序。
这一事件指挥官和应答器应用程序,我们介绍了(
各种射频识别定位算法和应用程序已经发展在过去的十年。根据(
定位算法首先引入[
本地化和更新病人的位置,定位引擎处理以下步骤的信息。
获取所有的数据信息从每个响应者在过去10秒。每个阅读包括RSSIs收到附近D-tags响应者ID,病人ID、时间戳、和GPS坐标。我们知道每个响应者他/她的GPS坐标以及RSSI收到病人在附近。
我们定义了一个映射成本由100米(100英尺)集中在应答器的GPS坐标。地图包括10000个网格大小1英尺1英尺。之间的距离计算成本上的每个网格地图的坐标和应答器的GPS坐标。我们使用信号强度衰减模型中引入[
该算法计算抽样地区的位置以最低成本为病人的估计位置。上面定义的成本函数,可以估计位置
提到很重要的步骤
投机取巧的定位算法平均精度小于6米,通过广泛的测试在实际部署。我们研究如何定位精度等参数影响的RFID阅读器(即的数量。,急救员的数量)和RFID标签每个病人的数量。由于没有考虑定位区域的大小面积的算法本质上是独立的。
我们观察到,与我们的直觉相反,没有标签在每个病人的数量之间的关系和定位精度。这是由于这样的事实,我们有足够的多样性的阅读标签因为我们有移动定位锚;即反应者配备了读者移动。因此,出于成本考虑,我们选择使用一个标记每个病人。
像预期的定位精度提高了反应的数量(即。,读者)附近的病人增加。这是由于这样的事实,我们的算法是机会主义;即大数量的移动定位精度越高。然而,在我们的应用程序中我们没有对这个参数的影响由于我们无法控制的反应动作。
我们想强调,定位精度并不系统的主要目标,因为绝对坐标病人很难理解的用户界面。由我们的试验机会定位算法的定位精度得到了6米(平均)是可以接受的。显然,如果我们有一个固定的系统,需要仔细校准我们可以获得更好的定位精度。最重要的一个设计准则在我们的系统定位系统灵活性和我们不需要校准系统,当我们到达大规模伤亡的网站。
在本节我们将讨论电池使用和电池使用的智能手机反应者的生活。立体模型的响应器应用程序使用GPS、蓝牙、数据,相机,射频识别和显示。
我们进行了很多电池利用率测试布景使用三星注5应答器应用程序有一个3020 mAh电池。在所有测试数据连接、GPS、蓝牙连接到活跃的RFID阅读器上,屏幕亮度设置为70%。
这些利用测试分为以下三种使用模式:
主屏幕:应答器使用电话使用RFID标签分类过程以及应答的鸟瞰的GUI可以查看周围的病人和救援人员的事件。使用这种模式的电池耗尽240分钟的连续使用。
增强现实:应答器使用基于“增大化现实”技术来发现病人。请注意,在这种模式下我们使用相机。电池耗尽在169分钟的连续使用。
待机:手机屏幕,但数据仍在收集和发送到服务器。电池耗尽在309分钟的连续使用。
正如所料,基于“增大化现实”技术的模式利用最有权力的连续使用相机。
在现实中,应答器将使用一个组合的三个模式。假设应答器将使用模式同样,智能手机将持续4个小时。这些结果也反映了实际使用的急救医护人员在我们的试验。
注意,为各种手机电池的寿命可能不同,由于不同的电池规格和电力使用的GPS,相机,和显示。延长电池寿命的智能手机在大MCI我们建议延长电池组的使用。
我们测量的改进DIORAMA-II系统相比传统的系统在每个病人平均主要分流时间方面,每个病人平均运输时间,运输单和运输完整性。运输是指患者的交通损伤治疗区域的位置。
在试验范围内我们有紧急救援人员和病人。紧急救援人员的作用是由认证急救医护人员从当地马萨诸塞大学阿默斯特紧急医疗服务单位。病人的紧急救援人员优先传输的大规模伤亡事件(MCI)热区通过使用分类的过程。后患者被修复的紧急救援人员运输每个病人从高温区域的顺序优先治疗区域。急救人员在分配以下角色:事故指挥官(IC),分流紧急应答,和运输应急反应。
每个病人(由人类主题或圆锥)被分配一个分类标签指示他的优先级和被放置在指定的位置在整个热地带。
每个试验由伤检分类和运输阶段。
在分类阶段下的紧急救援人员事故指挥官的方向寻找病人在事件。当应答器标识一个受伤的病人他们执行主要分类是一个快速的评估患者的临界基于任何直接危及生命的伤害。确保应答器分配一个一致的优先级相同的病人(人类或圆锥)在常规和DIORAMA-II试验,每个病人被赋予一个预先确定的优先级提示卡片。应急响应器分配优先级分类的根据提示卡片。阶段结束后事故指挥官认为,应急响应已覆盖整个地区此时分类记录的总时间。在患者常规方法反应标签纸标记和报告的事故指挥官优先级和每个筛选病人估计的相对位置。在DIORAMA-II试验响应方标签D-tag患者。DIORAMA-II应用程序收集病人的优先级和位置信息,显示事故指挥官和紧急救援人员。
在运输阶段的事故指挥官指挥应急救援人员运输损伤治疗的病人从他们的位置。病人运送为了分流的优先顺序,第一个红色病人紧随其后的是黄色。当病人被治疗领域惟一的ID号,分类优先级、到达时间和ID号的应急反应的执行运输记录。在这个阶段事故指挥官使用从分类阶段收集的信息直接修复患者的急救人员事件。运输阶段的效率依赖于准确的信息收集。不准确的信息会导致应急反应的花更多的时间寻找一个病人或者病人下落不明这可能导致他们被受伤。在传统试验此信息可以不准确的,因为它是通过广播传达的单位和灾区可能没有足够的地标精确的语言描述。另一方面,DIORAMA-II系统将收集准确信息隐式和传达视觉形式对事故指挥官和反应导致显著更快的运输过程。
我们将计算为每个审判量化性能指标如下:
我们进行了两组试验如表所示
试验概述。
| 组1 | 组2 | |
|---|---|---|
| 白天 | 夜间 | |
| 功能丰富的地区 | 无特色的区域 | |
| 试验1.1:传统 |
试验2.1:传统 |
试验3.1:传统 |
| 试验1.2:DIORAMA-II | 试验2.2:DIORAMA-II | 试验3.2:DIORAMA-II区域 |
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| (我)6红 | (我)5红 | (我)7红 |
| (2)6黄色 | (2)6黄色 | (2)5黄色 |
| (3)10绿色 | (3)7绿色 | (3)8绿色 |
| (iv) 2黑色 | (iv) 7黑色 | (iv) 7黑色 |
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| (我)2的主要分类 | (我)2的主要分类 | (我)2的主要分类 |
| (2)2运输治疗 | (2)2运输治疗 | (2)2运输治疗 |
| (3)1 IC | (3)1 IC | (3)1 IC |
我们进行了两次模拟灾害马萨诸塞州阿默斯特大学的校园。在每个模拟我们假定一个龙卷风袭来,许多学生受伤。在每个模拟我们有两个区域(见图
试验1和2的地区。
试验采用双官能团交叉设计(见图
交叉试验设计。
每个病人平均诊断时间在试验1和2。
| DIORAMA-II |
传统的 |
% DIORAMA-II增益的时间 | |
|---|---|---|---|
| Avg分流时间试验1中每个病人 |
|
|
34.3% |
| Avg分流时间试验2中每个病人 |
|
|
14.7% |
我们之所以获得更少的减少分流时间试验2是一个分流的紧急救援人员不动,没有交流的事故指挥官几分钟DIORAMA-II审判期间2.2(我们观看了录像时发现这个事实的事件)。我们不能解释为什么这个回答者停滞不前。这一现象突显出在DIORAMA-II添加额外功能的必要性,可以监控每个应急反应的运动并通知事故指挥官时不要移动为一个特定的时间。这样一个特性尤其重要,因为它可以提醒事故指挥官检查紧急应答是否受伤。
试验1中每个病人平均运输时间。
| DIORAMA-II |
传统的 |
%的时间获得 |
|
|---|---|---|---|
| Avg运输时间/红色的病人 | 03:30 | 04:13 | 17% |
| Avg运输时间/黄色的病人 | 02:16 | 04:19 | 47.4% |
试验2中每个病人平均运输时间。
| DIORAMA-II |
传统的 |
%的时间获得 |
|
|---|---|---|---|
| Avg运输时间/红色的病人 | 03:55 | 05:39 | 30.6% |
| Avg运输时间/黄色的病人 | 02:22 | 03:20 | 29.1% |
我们获得了显著减少每个病人平均运输时间由于以下原因:(
定性结果提供的紧急救援人员,参与试验表提供了1和2
试验1和2的定性结果。
| 反馈的用户界面 | 不令人满意 | 令人满意的 | 优秀的 | |
|---|---|---|---|---|
| 病人的位置 | 0 | 0 | 8 | |
| 总结每个分类的病人的颜色 | 0 | 0 | 8 | |
| 摘要运送病人的 | 0 | 2 | 6 | |
|
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||||
| 是的 | 没有 | 也许 | N /一个 | |
|
|
||||
| 你觉得你在运输过程的控制? | 8 | 0 | 0 | 0 |
| 远程使用的工具(你可以离线使用它) | 8 | 0 | 0 | 0 |
| 工具是有用的在管理解脱和性格的病人 | 8 | 0 | 0 | 0 |
| 工具有助于更好地管理资源 | 8 | 0 | 0 | 0 |
1集试验中我们观察到,紧急救援人员已相当熟悉功能丰富的环境。他们不仅熟悉试验发生的位置,也接受培训和实践模拟如何使用DIORAMA-II在这个位置。对于传统的审判这给了突发事件的能力传递回事故指挥官准确位置的患者,同时提供校园地标的近似位置。因此,事故指挥官能够起草一份详细的地图和重点病人的位置。此外,事故指挥官在运输阶段能够传递这些记录位置反应者。我们假设,如果我们把紧急救援人员在一个陌生的地方,缺乏地标DIORAMA-II系统中我们会看到更多的时间获得。
在这些试验中,我们测试了DIORAMA-II性能几乎没有地标的灾区。
试验3地区。
每个试验了两次,一次常规方法(试验3.1)和一次DIORAMA-II(试验3.2)。重复试验进行单独的一天,一个星期后,作为冲刷时期希望返回的紧急救援人员不记得位置的患者。
每个病人,模拟在这一领域的橙色足球锥,被分配一个信封包含一个预先确定的分类地位(绿色、黄色、红色和死亡),如果病人被困。紧急救援人员分配病人中定义的分类优先信封。
比较每个病人的一致性是预先确定的位置。
紧急救援人员DIORAMA-II和常规试验利用他们的个人无线电单位值班时,他们通常会在校园。在DIORAMA-II和常规试验警报声音以及额外的噪音。这是帮助模拟混沌噪声发现通常在一个事件使它困难的事故指挥官与响应团队沟通。
每个病人平均运输时间在实验3中。
| DIORAMA-II |
传统的 |
%的时间获得 |
|
|---|---|---|---|
| Avg运输时间/红色的病人 | 02:43 | 11:29 | 76.3% |
| Avg运输时间/黄色的病人 | 01:38 | 04:50 | 66.3% |
当病人治疗区域的交通开始太阳下降了两个试验。有很少的可见性,反应依赖于手电筒看到任何在他们面前。长草在野外复杂的识别病人从远处看,甚至一个手电筒的协助下。我们观察到,在常规试验3.1紧急救援人员有一个巨大的任务在黑暗中寻找病人在这样一个大的开放区域。挫折可以明显看到救援人员这块区域的患者而DIORAMA-II审判期间3.2反应很容易针对病人的近似位置使用DIORAMA-II应用程序能够快速找到病人,谁是经常在他们面前或几英尺远的地方。
在常规试验3.1事故指挥官无法建立一个病人场景的布局图。缺少地标和可见性使得执行分类的紧急救援人员很难表明患者哪里,而DIORAMA-II审判期间3.2简明的地图事件被动态生成。事故指挥官知道究竟有多少,以及重点病人是什么。事件指挥官就能代表病人交通紧急救援人员在那些能够快速找到这些病人和运输他们治疗区域。
定性结果提供的紧急救援人员,参与审判在表3提供
试验3定性结果。
| 反馈的用户界面 | 不令人满意 | 令人满意的 | 优秀的 | |
|---|---|---|---|---|
| 病人的位置 | 0 | 0 | 5 | |
| 总结每个分类的病人的颜色 | 0 | 0 | 5 | |
| 摘要运送病人的 | 0 | 0 | 5 | |
|
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||||
| 是的 | 没有 | 也许 | N /一个 | |
|
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||||
| 你觉得你在运输过程的控制? | 3 | 0 | 0 | 2 |
| 远程使用的工具(你可以离线使用它) | 5 | 0 | 0 | 0 |
| 工具是有用的在管理解脱和性格的病人 | 5 | 0 | 0 | 0 |
| 工具有助于更好地管理资源 | 3 | 0 | 2 | 0 |
DIORAMA-II急救人员提供态势感知能力加上应用程序的可视化工具,如基于“增大化现实”技术能够使突发事件导致相当大的减少诊断时间和运输时间。此外,DIORAMA-II确保患者掉队或运输错误的订单相比传统方法导致患者被留下和运输的不正确的顺序。DIORAMA-II获得的结果比传统方法总结在表
在每个试验结果的总结。
| 试验1 | 试验2 | 试验3 | |
|---|---|---|---|
| %的时间获得每个病人修复 | 34.3% | 14.7% | 6% |
| %的时间获得每红色病人运送 | 17% | 30.6% | 76.3% |
| %的时间获得每黄色病人运送 | 47.4% | 29.1% | 66.3% |
| #交通秩序的错误 | 试验1.1:0 |
试验2.1:2 |
试验3.1:1 |
| #的病人留下 | 试验1.1:0 |
试验2.1:0 |
试验3.1:7 |
DIORAMA-II显示最高的时间获得试验3晚上发生在一个毫无特色的位置。这显然表明DIORAMA-II效用的不熟悉和毫无特色的环境。在许多大事件,紧急救援人员从周边地区派遣前往协助。不太可能,这些反应是熟悉的位置或接受培训的位置事件。DIORAMA-II将使急救人员有效地执行他们的任务。
结果显示以下优点DIORAMA-II系统相比传统的分类:
DIORAMA-II获得显著降低平均每个病人分流和每个病人平均运输时间。
DIORAMA-II获得更高的平均运输时间的减少病人在无特色的地区。
DIORAMA-II我们没有任何病人左领域相比,传统的方法使病人在这个领域。
在DIORAMA-II我们遵守交通秩序(红色和黄色),而不是这个订单不是之前的常规方法。
内容是完全的责任作者,不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。
作者宣称没有利益冲突。
这个项目的部分支持由格兰特1 r01lm011100-01a1国家医学图书馆、国立卫生研究院。