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地震救援:生命探测仪捕捉废墟里的生命之光

地震救援:生命探测仪捕捉废墟里的生命之光
2019-08-21 09:42 神州明达 CC

汶川8.0级强震发生后,一支来自第四军医大学的救援小组于第一时间出现在地震重灾区北川,借助自主研制的便携式生命探测雷达,他们在一个个废墟中搜寻,不放过任何一丝生命的信息……  一切为了抢救生命  搜寻,搜寻,再搜寻……

 

8.0级特大地震发生后仅1个小时,在得知震中在四川汶川县后,第四军医大学生物医学工程系生物雷达课题组一致认为,他们自主研制的生命探测雷达可以为搜救受灾群众作出贡献,灾情就是命令,时间就是生命,应该立即想办法奔赴救灾第一线。课题组马上与自己的合作单位必肯科技公司沟通,希望得到他们的支持,而必肯科技公司也积极与国家和陕西省的相关单位联系。当获知陕西省将组织首批抗震救援队奔赴灾区时,生物雷达课题组高级实验师荆西京、博士吕昊主动请缨组成搜救小组。他们5月12日晚上连夜调试好设备,次日早上8点携带生命探测雷达加入陕西省救援队随队出发。5月13日晚,经过长达1270多公里的艰苦行程,他们在地震发生32个小时后抵达北川重灾区。、

 

受救灾指挥部的统一指挥,陕西省抗震救援队负责在受灾最严重的北川县城搜救。5月14日,天还没亮时,他们就肩扛设备,徒步急行军15公里,跋山涉水深入北川县城,在废墟中展开了搜寻工作。灾害现场环境十分险恶,但他们发扬军人一不怕苦、二不怕死的连续作战精神,每天仅睡两三个小时,冒着余震和山体滑波的危险,克服缺水缺食、无处住宿等困难昼夜奋战。  一切为了抢救生命。他们艰苦地搜寻,搜寻,再搜寻……

 

在受灾严重的北川县城,生物雷达搜救小组大约探测搜寻了20多处倒塌的大型建筑,发现5个以上区域有生命信息,而未发现生命信息的有15处。搜救小组将探测结果及时反馈给营救人员,为及时营救仍然存活的受困群众提供了重要的指导信息。 

 

在北川曲山小学搜救现场,搜救小组探测到废墟深处有微弱的生命迹象,这一信息帮助后续救援人员成功营救了5位幸存者。在整体援救行动中,生命探测雷达发挥了重要作用,截至5月16日晚上8点,在生命探测雷达的帮助下,陕西省救援队成功抢救出35名被压埋者。  据生命探测雷达课题组负责人、第四军医大学生物医学工程系教授王健琪介绍,生命探测技术是近年来迅速发展起来的一项新技术,主要用于清理战场上的伤员,寻找废墟的存活者。传统的方法一般应用光学、红外线、无线电、声波、卫星定位技术等进行探测,但这些技术都有各自的局限性,无法有效地探测到深埋在废墟、瓦砾或建筑物下的人员。

 

上个世纪80年代后期,美国、德国的研究人员开始进行雷达探测生命信号的研究。由于该技术具有特殊的应用前景,主要表现在:可快速寻找埋藏在废墟、坑道、雪地里的伤员;在特种环境下可用于战场急救非接触生命参数探测;对炸伤、烧伤等不宜采用接触检测方式的伤员进行监护;在国家安全方面可用于对恐怖分子、罪犯进行隔墙监测。由于该研究关乎国家安全,所以其中一些关键技术受到各国的严格保密。

为了打破国外的技术壁垒,从1998年起,在国家自然科学基金的资助下,王健琪带领的研究小组对这一课题开始开展系统研究,经过不懈努力,终于成功研制出具有自主知识产权的国产生命探测雷达。

 

  “生命探测雷达是将雷达技术和生物医学工程技术相结合,利用特殊的雷达发射微波,通过反射波的接收,检测是否有人体生命活动所引起的各种微动,并用特殊的生物医学信号处理技术,提取出人的呼吸、心跳和体动等生命体征,从而探测到在废墟、瓦砾、建筑物下是否有人的存在。”王健琪说道:“因此,在地震等灾害发生时,生命探测雷达能够在不接触生命体、隔一定距离的情况下,穿透一定的介质,探测到微弱的生命信号,快速搜寻到被埋于倒塌建筑物下的幸存者。”  

 

“我们研制的生命探测雷达已经实现了小型化,生命探测雷达的操作、控制、显示可在PDA(个人数码助理,通常指智能型掌上终端)上完成,因此它具有易携带、移动快等特点,可以用于快速搜寻被埋于倒塌建筑物、废墟等复杂环境中的幸存者;而且这种仪器不需要任何接触人体的电极或传感器,无需由孔洞、裂隙等进入就实现非接触、远距离对人体生命信息的探测,能在被各种物质隔离、覆盖的情况下探测到被困者。”  搜救利器尚待推广 
 

王健琪说:“生命探测雷达研究的重点和难点主要在如何提高雷达对非金属介质(废墟、建筑物等)的穿透能力、如何提高检测、识别生命体的能力、如何提高抗干扰能力等方面。我们采用超宽谱雷达技术使其穿透能力和抗干扰能力有所提高,同时采取生物医学信号处理技术,使检测、识别生命体的能力增强。生命探测雷达还处在少量的试制阶段,瓶颈是市场的认识问题,有人认为这种仪器在平常用的机会少,所以在资金不是十分充足的情况下,不会优先考虑购买该种仪器,这种认识拖延了商业化生产的进程。”

 

事实上,王健琪课题组研制的生命探测雷达不仅已经实现了小型化,而且他们产品的主要性能指标均达到国际先进水平:探测距离可达30至50米,穿透实体砖墙厚度可达2.3米,并具有自动人体识别功能。因为是非接触探测,这种设备对使用环境要求低(无需现场安静等)、穿透能力强(无需缝隙等)、有目标距离信息、可以探测到存活者的呼吸等特点,使其在实际搜寻中初步显示出优势。因此,王健琪也迫切希望他们的成果能够得到更广泛的推广,为抢险救灾和国防事业作出更大的贡献

 

。  王健琪还特别强调了国家自然科学基金的资助对他们团队研究的助力。他告诉记者:“基金课题的资助在我关键技术的基础研究和招收培养研究生上起了重要作用;同时基金的获取对整个研究团队的形成、学科地位的提高也起到了积极的作用,而这些都对该研究起到了积极推动作用。”

 

王健琪最后说:“我们研制的生命探测雷达在实际使用过程中也发现了需要进一步完善和改善的地方。我们下一步的研究目标将锁定在探测精度和准确定位,以及如何探测危重伤员(意识模糊者)等方面,以提高生命探测雷达的探测能力。”

 
   

汶川8.0级强震发生后,一支来自第四军医大学的救援小组于第一时间出现在地震重灾区北川,借助自主研制的便携式生命探测雷达,他们在一个个废墟中搜寻,不放过任何一丝生命的信息……  一切为了抢救生命  搜寻,搜寻,再搜寻……

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