宋振興，吳太虎，孟興菊，鄭捷文，王海濤

軍事醫(yī)學科學院衛(wèi)生裝備研究所，天津 300161

便攜式生命支持系統(tǒng)的研制

宋振興，吳太虎，孟興菊，鄭捷文，王海濤

軍事醫(yī)學科學院衛(wèi)生裝備研究所，天津 300161

目的 設(shè)計一種便攜式生命支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)是為院前重癥患者轉(zhuǎn)運所研發(fā)的小型綜合急救系統(tǒng)。方法結(jié)合內(nèi)嵌設(shè)備結(jié)構(gòu)及急救器材與藥品的配置特點，系統(tǒng)設(shè)計主要包括機械通氣、輸液、吸引、監(jiān)護、供氧、供電等模塊。采用了先進的計算機輔助設(shè)計軟件，對系統(tǒng)框架整體結(jié)構(gòu)、設(shè)備安放位置、固定方法、干涉情況、操作性能等進行仿真設(shè)計。結(jié)果該系統(tǒng)可與通用擔架進行快速卡鎖形成便攜式重癥監(jiān)護病房（ICU），可以搭載多種交通工具，并能利用車載電源，在運送途中對患者實施不間斷治療和救護，提高了搶救成功率。結(jié)論本文研制的便攜式生命支持系統(tǒng)外型小巧，重量輕，便攜性強，功能齊全，操作方便，為院前重癥患者轉(zhuǎn)運過程中不間斷急救復(fù)蘇，提供了一種新型的綜合急救裝備。

便攜式生命支持系統(tǒng)；重癥監(jiān)護；患者轉(zhuǎn)運；院前急救

0 前言

在危重癥患者的早期護理與急救階段，從院前到院內(nèi)的銜接轉(zhuǎn)運是危重患者搶救不可分割的重要組成部分，是救治過程不可忽略的重要環(huán)節(jié)。如果操作不當，不僅影響危重 患者的診斷和治 療，還 可能發(fā) 生意外或 導(dǎo)致死 亡[1]。文獻報道[2]，高達 71% 的轉(zhuǎn)運患者在轉(zhuǎn)運途中或檢查過程中發(fā)生輕微甚至嚴重的并發(fā)癥，轉(zhuǎn)運患者的病死率比平常高 9.6%。因為危重病患者存在轉(zhuǎn)運風險，增加并發(fā)癥、死亡率、傷殘率，所以需要訓(xùn)練有素的專業(yè)醫(yī)護人員和適當?shù)募本妊b備相結(jié)合，才能保證危重癥患者急救任務(wù)的順利完成[3]。護送急診危重患者不是一個簡單的運送過程，而是一個監(jiān)護治療過程，因此，做好危重病人途中的觀察和護理，及時發(fā)現(xiàn)病情變化對提高搶救成功率尤為重要。然而院內(nèi)外重癥患者轉(zhuǎn)運使用的相關(guān)急救裝備和器材，功能單一，零散、分散，集成化和一體化程度低，受多樣性、便攜性、電源、氣源等條件的制約，無法滿足院前和現(xiàn)場重癥患者急救復(fù)蘇、院外、院內(nèi)快速運送乃至院內(nèi)科室間轉(zhuǎn)運的連續(xù)救治等需求[4]。我們經(jīng)常會看到這樣的情形 ：1 個或多個醫(yī)務(wù)人員用手臂高舉輸液袋 (瓶 )，或者手持簡易復(fù)蘇呼吸器，跟隨轉(zhuǎn)運患者的擔架或者轉(zhuǎn)運床進行護理，有時會在擔架或者轉(zhuǎn)運床兩旁掛便攜式多參數(shù)監(jiān)護儀或急救呼吸機等設(shè)備進行生命支持，各種傳感器連接到患者身上，極易造成急救設(shè)備的損壞，操作和顯示界面也不方便。因此，研制一種可以對重癥患者實施現(xiàn)場、轉(zhuǎn)運途中連續(xù)救治和生命支持的便攜式綜合急救系統(tǒng)意義重大。

本文設(shè)計的便攜式生命支持系統(tǒng)（下稱急救系統(tǒng)）不是把現(xiàn)有急救設(shè)備進行簡單疊加和堆積，而是把關(guān)鍵急救設(shè)備與器械進行微型化設(shè)計和一體化綜合集成，是一種集多種急救設(shè)備于一體的綜合急救系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以直接卡在危重患者擔架或者轉(zhuǎn)運床的上方，無需移動患者即可對轉(zhuǎn)運中的患者進行無縫隙連續(xù)監(jiān)護和治療。該系統(tǒng)包括呼吸機、吸引器、快速輸液泵、生命體征監(jiān)護儀等急救設(shè)備[5-6]。系統(tǒng)供氧采取內(nèi)嵌氧氣瓶與外接氧源供氧，內(nèi)嵌儲氧瓶可由外部氧源（充氧機或氧氣瓶）通過充氧管充氧，將外部氧氣瓶（或其他氧源）通過充氧管連接到充氧口，實現(xiàn)外界充氧和供氧。系統(tǒng)供電采用內(nèi)部電池和外接交/直流電源供電。該系統(tǒng)是實現(xiàn)院前、轉(zhuǎn)運途中、院內(nèi)環(huán)環(huán)相扣連續(xù)救治的理想裝備，它能以最小體積、最輕重量、最低價格完成對重癥患者救治目的，可廣泛用于戰(zhàn)傷、事故救援、災(zāi)害救援等。該系統(tǒng)如果投入應(yīng)用可使危重患者轉(zhuǎn)運護理技術(shù)得到極大的改善，可以提高院前急救、災(zāi)害醫(yī)學救援等相關(guān)醫(yī)療機構(gòu)的應(yīng)急處置能力和快速反應(yīng)能力，可以提高“黃金時間” 內(nèi)對重癥患者的救治時效。

1 主要技術(shù)指標

（1）適用范圍。適用于軍隊野戰(zhàn)醫(yī)院，國家應(yīng)急醫(yī)療救援隊，醫(yī)院急診科室，120 急救中心等醫(yī)療機構(gòu)。

（2）救治功能。① 心電、血壓、體溫、呼吸、血氧飽和度等生命體征信息監(jiān)護功能 ；② 急救呼吸、通氣、供氧功能 ；③ 負壓吸引功能 ；④ 輸液泵自動輸液、加壓快速輸液功能；⑤ 生命體征信息同步顯示功能（車載）；⑥ 復(fù)合傷、多處傷急救處理（包扎、固定、止血等）。

（3）作業(yè)能力?？蓪?1名轉(zhuǎn)運和后送途中的重癥患者實施不間斷的生命支持。

（4）環(huán)境適應(yīng)性。① 工作溫度 ：5～ 40℃ ；② 儲存溫度 ：-20～50℃。

（5）電磁兼容適應(yīng)性。① 符合 GJB151/A1 類 RE02 測試項在直升機導(dǎo)航頻率（150～180 kHz）、通訊頻率（100～150 MHz）的要求 ；② 符合 GJB4243-2001[7]中 3.5 的要求。

（6）電源適應(yīng)性。① 交流 ：180～264 V/50 Hz；② 直流 ：12～32 V，與飛機、車輛等運載工具電能供應(yīng)相互兼容。

（7）勤務(wù)適應(yīng)性。① 自帶電池、氧氣，工作時間≥ 2 h；② 展收時間≤ 2 min。

（8）外形尺寸及重量。① 展開尺寸 ：650 mm×340 mm×700 mm ；② 收攏尺寸 ：650 mm×340 mm×300 mm。③ 重量≤ 25 kg。

2 結(jié)構(gòu)功能設(shè)計

依據(jù)《中國重癥患者轉(zhuǎn)運指南（2010）草案》與急救轉(zhuǎn)運勤務(wù)功能使用要求，便攜式生命支持系統(tǒng)設(shè)計遵循了以下原則：系統(tǒng)功能適中，便攜特點突出。以能獨立開展對重癥患者急救監(jiān)護為核心，滿足現(xiàn)場、轉(zhuǎn)運、入院勤務(wù)運作各環(huán)節(jié)能順利銜接，可與現(xiàn)有搬運、轉(zhuǎn)運工具兼容。整體設(shè)計保證系統(tǒng)體積小，重量輕，具有很好的移動攜行能力。通過微型化集成化設(shè)計，監(jiān)護與急救設(shè)備布局合理，使用方便。內(nèi)嵌集成的氧氣供給模塊，可維持重癥患者用氧至少 2 h，并且利用外部氧源可方便充氧和內(nèi)外供氧轉(zhuǎn)換。內(nèi)嵌集成供電模塊可以維持系統(tǒng)內(nèi)全套設(shè)備至少 2 h 用電需要，多路電源轉(zhuǎn)換器可將外部多種形式電能進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對內(nèi)嵌電池智能化充電，而且實現(xiàn)內(nèi)外供電自動切換。

在設(shè)計該系統(tǒng)的過程中，充分考慮了外型尺寸、重量、便攜性等因素，設(shè)計的便攜式生命支持系統(tǒng)由急救模塊和可折疊支撐架組成。急救模塊集成了多參數(shù)監(jiān)護儀、急救呼吸機、電動吸引器、輸液泵以及供氧供電模塊。由于各急救設(shè)備和模塊的嵌入需充分考慮人機功效原理，切實做到合理放置、可靠定位、方便操作、易于更換。為此，在設(shè)計的過程中采用了計算機輔助設(shè)計方法，對一體化集成結(jié)構(gòu)、設(shè)備安放位置、固定方法、干涉情況、操作性能等進行設(shè)計仿真，對框架進行力學及機械結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計出的生命支持系統(tǒng)便攜式一體化集成結(jié)構(gòu)，見圖1。

圖1 便攜式生命支持系統(tǒng)收攏與展開外形仿真結(jié)構(gòu)圖

該一體化集成急救系統(tǒng)的三面操作面板設(shè)計，非常方便醫(yī)務(wù)人員對危重癥患者進行不間斷的監(jiān)護和救治，另外三面操作面板設(shè)計更適合快速加載于機動交通工具艙內(nèi)使用，當該系統(tǒng)跟隨擔架固定在車、船、飛機等機動運載工具艙內(nèi)時，因為可以把系統(tǒng)沒有操作界面和設(shè)備的一側(cè)貼壁使用，所以不會影響其操作性能。設(shè)計時充分考慮到一體化集成急救系統(tǒng)的便攜性，在系統(tǒng)的上端設(shè)置有把手，方便搬運與抬行。

該系統(tǒng)可以利用其下部的可折疊支撐架固定在通用擔架上，支撐架可以根據(jù)運輸和存放的需要，完全收折起來?？烧郫B支撐架由若干條狀材料鉸接而成，且具有4個可折疊支撐腿，每個支撐腿的底端連接有一個位置可調(diào)的鎖鉤。使用時，先將支撐腿底端部的鎖鉤快速卡在擔架桿上，然后通過設(shè)置在鎖鉤上半部的調(diào)節(jié)孔和緊固螺絲進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)與鎖緊，即可緊固在擔架或者轉(zhuǎn)運床的上方，形成移動式生命支持系統(tǒng)。本文設(shè)計的便攜式生命支持系統(tǒng)在國家“863”資金的資助下，已經(jīng)獲得了國家發(fā)明和實用新型專利各 1 項，目前該科研成果已進入產(chǎn)品化階段，實物照片，見圖2。

圖2 便攜式生命支持系統(tǒng)實物圖

3 試驗使用情況

3.1 基本性能試驗

根據(jù)《便攜式生命支持系統(tǒng)設(shè)計鑒定試驗大綱》的要求，以及軍隊衛(wèi)生裝備試驗管理規(guī)定，本文研制的急救系統(tǒng)在衛(wèi)生裝備研究所、中國包裝科研測試中心檢驗實驗室、天津醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等單位，對其外觀、外形尺寸、質(zhì)量、高溫高濕工作與儲存、低溫工作與儲存、跌落與沖擊、隨機振動、電氣性能等指標進行了試驗考核。結(jié)果各項性能指標均滿足設(shè)計要求。

3.2 臨床試用模擬試驗

2009 年 10 月 ～2010 年 12 月，研制的急救系統(tǒng)在解放軍 304 醫(yī)院、307 醫(yī)院、武警總醫(yī)院、廣東省第二人民醫(yī)院等多家醫(yī)療單位，對系統(tǒng)的勤務(wù)需求、使用效果以及各項技術(shù)指標進行了臨床模擬試用試驗。評價如下：該系統(tǒng)集成的急救設(shè)備功能全面，布局合理，人機界面友好，操作方便，救護人員經(jīng)過簡單的訓(xùn)練即可使用，有利于快速展開急救。合理的布局在很大程度上避免了救治過程中各種導(dǎo)線、導(dǎo)管互相扭結(jié)、纏繞發(fā)生混亂的可能。該系統(tǒng)可以直接卡在危重患者擔架或者轉(zhuǎn)運床的上方，無需移動患者即可對轉(zhuǎn)運中的患者進行無縫隙連續(xù)監(jiān)護和治療，可以滿足對重癥患者的院前急救、院內(nèi)轉(zhuǎn)運以及途中連續(xù)救治的需求，能夠大大縮減急救等待時間，提高院前急救的快速反應(yīng)能力。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計的便攜式生命支持系統(tǒng)是一個在緊湊殼體內(nèi)集成了生命支持所必須的急救設(shè)備和器材的綜合急救裝置，該系統(tǒng)具有監(jiān)護、機械通氣、供氧、快速輸液、氣道處理等功能。特點是體小質(zhì)輕，可快速展開與普通擔架配合形成可移動的生命支持系統(tǒng)，能獨立對重癥傷員實施急救綜合處置、復(fù)蘇，提供高級生命支持，穩(wěn)定患者生命體征；可利用固定帶快速加載在車、船、飛機等機動運載工具上，并快速投放至急救現(xiàn)場，具有很好的攜運性能。該系統(tǒng)是對重癥患者現(xiàn)場、運送途中、入院環(huán)環(huán)相扣，實現(xiàn)立體連續(xù)救治，“醫(yī)療與傷員同在”的理想裝備?？蓮V泛用于事故救援、災(zāi)害救援和戰(zhàn)場一線救治等場合。

[1] 高惟英,郭寧,張琳.急危重癥患者途中轉(zhuǎn)運的安全護理與防范對策[J].中國療養(yǎng)醫(yī)學,2010,19(4):315-316.

[2] Day MW.Transport of the critically ill:the northwest med star experience[J].Crit Care Nurs Clin North Am,2005,17(2):183-190.

[3] 魏自強,崔云安,張捍衛(wèi),等.急危重病人院前及院內(nèi)轉(zhuǎn)運的經(jīng)驗與探討[J].中國現(xiàn)代實用醫(yī)學雜志,2005,4(12):4-5.

[4] 吳太虎,宋振興,王運斗,等.移動式生命支持系統(tǒng)—一種快速院前處置和途中連續(xù)救治裝備[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2009,30 (12):1-4.

[5] 鄭捷文,吳太虎,宋振興,等.擔架集成式急救系統(tǒng)的設(shè)計[J].中國危重病急救醫(yī)學,2009,21(9):521-524.

[6] 豐浩榮,許鵬程,廖強,等.平戰(zhàn)結(jié)合氣道處理急救車的研制[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2011,26(1):47-50.

[7] GJB 4243-2001,野戰(zhàn)醫(yī)用電子設(shè)備通用規(guī)范[S].

Development of A Portable Life Support System

SONG Zhen-xing, WU Tai-hu, MENG Xing-ju, ZHENG Jie-wen, WANG Hai-tao
Medical Equipment Institute, Academy of Military Medical Science, Tianjin 300161, China

ObjectiveTo design a portable life support system, which is a small comprehensive first-aid system developed for transporting pre-hospital patients with critical diseases. The system consists of many modules, such as mechanical ventilation, transfusion, aspiration, care, oxygen supply and power supply.MethodsThe characteristics and service requirements of the transporting pre-hospital patients with critical diseases. With embedded structure adopted, the system involved computer-aided design software in the simulation designs of its overall structure, the installation, fixation, interferences and operation of the embedded devices.ResultsThe system could be locked quickly with general stretcher to form portable ICU and be attached to many carriers and can also provide nonstop treatment and care in transit by suing vehicle power supply, and thus the firstaid efficiency was enhanced.ConclusionThe system, gifted with small, lightweight and portable, complete function and easy operation, can be applied to field firstaid and continuous treatment & resuscitation during long-distance evacuation in emergency disasters.

portable life support system; intensive care; patient transport; pre-hospital emergency treatment

R826.2+2

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.07.005

1674-1633(2012)07-0027-03

2012-01-19

國家“863”重點項目課題（2009AA02Z410）。

本文作者：宋振興，碩士，助理研究員。

吳太虎，博士生導(dǎo)師。

作者郵箱：song9705@163.com