張紅遠，陳伯成，吳風富，胡 贇，魏 儀

一體式多功能移動手術工作站的設計

張紅遠，陳伯成，吳風富，胡 贇，魏 儀

目的：設計一體式多功能移動手術工作站，滿足基層部隊各級專業(yè)醫(yī)療機構及野戰(zhàn)醫(yī)療隊所的需求。方法：采用緊湊方便的5層柜式結構，集成麻醉機、監(jiān)護儀、高頻電刀、電動負壓吸引器4個應用廣泛的手術模塊，單人可以方便移動，另有定制的穩(wěn)壓備用電源，設有獨立抽屜專門放置集成設備附件。結果：該一體式多功能移動手術工作站固定牢固、環(huán)境適應面廣、高效節(jié)能、節(jié)省空間、展開快速、使用維護方便，達到了預期的設計效果。結論：該一體式多功能移動手術工作站的工作性能和機動性能良好，應用范圍廣泛，在野戰(zhàn)條件下適應性強，值得推廣應用。

移動手術工作站；野戰(zhàn)醫(yī)療；保障

0 引言

野戰(zhàn)手術室是完成戰(zhàn)傷救治的重要環(huán)節(jié)。但是目前配發(fā)到野戰(zhàn)醫(yī)療隊（所）的儀器設備體積大，攜帶、展開不方便，在手術車上不易固定，易損壞，已不能適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭手術的需要?，F(xiàn)結合臨床工作實際及多年野戰(zhàn)醫(yī)療隊的訓練體會，提出設計具有體積小、堅固耐用、攜帶方便、操作簡單、性能好、穩(wěn)定性高等特點的醫(yī)療設備；同時，該設備又能適用于平戰(zhàn)時期的衛(wèi)勤保障和戰(zhàn)傷救治、急診救治、突發(fā)事件醫(yī)學救援等領域[1]。本項目設計了一體式多功能移動手術工作站，該工作站能為部隊基層單位平戰(zhàn)時的常見手術治療提供一種機動、安全、穩(wěn)定、適應性強的手術平臺。

該工作站的多種手術醫(yī)療設備模塊一體式集成設計，克服了多種裝備零散存放、機動行進不靈活、展開面積過大、供電散亂不規(guī)范、附件管理混亂等問題，方便平時的使用、維護、保養(yǎng)、機動及集中供電，符合衛(wèi)生裝備多功能化、簡約化、智能化的發(fā)展趨勢。

1 基本結構、組成及功能實現(xiàn)

1.1 基本結構及組成

該一體式多功能移動手術工作站采用高強度工程塑料定制，集成多種最常用的手術設備模塊及穩(wěn)壓備用電池模塊技術，采用5層柜式結構，整體尺寸（長×寬×高）為60 cm×40 cm×80 cm，裝備總質量控制在40 kg左右，采用704不銹鋼材料制作雙扶手裝置，方便單人移動及雙人搬運安裝，系統(tǒng)結構如圖1所示，各手術模塊放置效果如圖2所示。

圖1 一體式多功能移動手術工作站系統(tǒng)整體結構

圖2 手術模塊放置效果圖

1.2 基本功能實現(xiàn)

一體式多功能移動手術工作站的應用范圍為野戰(zhàn)醫(yī)療隊（所）、師所屬醫(yī)院、團衛(wèi)生隊等衛(wèi)生機構平戰(zhàn)時常規(guī)手術的開展，集成患者術前麻醉、生理信號實時監(jiān)測、高頻切凝傷口、實時負壓吸引等手術必須的功能。同時，配備11 600 W備用電池（鋰電池組），可為一體式多功能移動手術工作站供電10 h，十分方便野外使用。具體實現(xiàn)功能如下：

（1）高頻電刀。高頻電刀最大輸出功率300 W，具有4種電切、5種電凝輸出模式，可滿足各類手術。其中，配置獨特的雙回路功率反饋控制技術使輸出功率穩(wěn)定，安全可靠；具有特有的單、雙中性極板檢測功能，極板故障時發(fā)出聲光報警，并停止輸出[2]；最后，可用腳踏或刀筆按鍵2種方式控制及記憶上次工作的功能狀態(tài)和數(shù)值設定。

（2）麻醉機。麻醉機是一款采用雙蒸發(fā)器配置的多功能麻醉呼吸機，采用高清晰液晶顯示屏，具備超強抗干擾能力，符合歐洲醫(yī)療器械的安全要求；具備潮氣量、呼吸頻率、流量計、氧氣體積分數(shù)及壓力時間波形多種參數(shù)的監(jiān)測；高精度流量計更適合全緊閉低流量麻醉的供氣要求；整機采用高溫噴塑工藝，涂層附著力強，表面光滑，不易寄存灰塵，滿足層流手術室環(huán)境的要求。

（3）監(jiān)護儀。12.1 in（1 in=25.4 mm）彩色高清晰薄膜晶體管（thin film transistar，TFT）顯示，監(jiān)測多種常規(guī)參數(shù)及有創(chuàng)壓力、心排量、呼吸末CO2、麻醉氣體；多達8通道顯示，具備完善的患者信息存儲及回顧功能；采用旁流/微流式的二氧化碳，創(chuàng)新的水槽設計，可最大限度防止水汽對測量的影響；全屏12導心電分析，具有全面的心電分析技術，提供準確的心律失常分析和ST段的臨床信息，同步顯示心率、呼吸、血氧飽和度參數(shù)，準確反映患者這3個參數(shù)間的關聯(lián)反應，尤其是方便觀察新生兒的臨床變化，幫助醫(yī)生準確作出判斷。

（4）電動負壓吸痰器。電動負壓吸痰器采用高效柱塞泵，無需加油潤滑，無污染，壽命長；吸引泵為負壓單向泵，絕無正壓產生，以確保安全；頂部設有負壓調節(jié)閥及止逆閥，既可調整安全壓力，同時又可在安全壓力范圍內選取任意值；腳踏開關為低電壓控制，安全方便[3]。

（5）備用穩(wěn)壓電源。備用穩(wěn)壓電源與其他醫(yī)療設備安裝在同一機架內，既節(jié)省了空間，又減少了傳輸損耗；系統(tǒng)內整流模塊具有極寬輸入電壓范圍、高效率、高功率因數(shù)、體積小、質量輕、無損傷熱插拔等特點；工作溫度范圍寬，保證了設備在各種地區(qū)穩(wěn)定運行；交流側、直流側設置了防雷單元，具有良好的防雷功能；具備電池保護、電池溫度補償?shù)蓉S富的電池管理功能。

2 系統(tǒng)設計方案

2.1 系統(tǒng)性能指標

多功能移動手術工作站包括麻醉機、高頻電刀、監(jiān)護儀、電動負壓吸引器、穩(wěn)壓備用電源5個功能模塊以及1個設備附件倉儲箱。各個模塊單獨使用交流220 V電壓獨立供電，其具體性能指標見表1。

表1 多功能移動手術工作站各模塊性能指標

2.2 系統(tǒng)設計特點

2.2．1 系統(tǒng)安全性、可靠性

由于系統(tǒng)的應用范圍為野戰(zhàn)醫(yī)療隊（所）、師所屬醫(yī)院、團衛(wèi)生隊等衛(wèi)生機構平戰(zhàn)時常規(guī)手術的開展，因此，系統(tǒng)設計充分考慮了工作站的安全性、可靠性、展開緊湊性，最大限度地保障工作站在實際應用中的完整率和使用率。系統(tǒng)電源部分能滿足各種實際應用場合（包括市電供應和配發(fā)發(fā)電機供電以及備用電池供電），從而保障設備在各種復雜環(huán)境下都能正常開展工作[3]。

同時，采用了多種特有的關鍵技術保障設備在使用和機動過程中的安全，主要包括以下4個具體措施：

（1）5個功能模塊單獨設計封裝，底座部分加裝4個強力PVC材料吸盤裝置（如圖3所示），雙側各在對角線位置加裝2個強力PVC材料吸盤裝置，確保在使用和機動過程中醫(yī)療設備發(fā)生移動不會造成人為損壞；同時，在運輸機動過程中加入海綿，防止設備損壞。

（2）在手術工作站臺車底部加裝4個可鎖死的萬向輪，方便移動和固定；在使用和搬運的機動過程中，臺車底部加裝2個強力PVC材料吸盤裝置，有效防止工作站臺車發(fā)生位移，造成不必要的傷害。

（3）4臺設備分別采用空氣開關控制的獨立電源供電，當發(fā)生電壓不穩(wěn)等情況時能及時切斷電源，防止設備損壞。

（4）采用大功率鋰電池備用電源，當市電及發(fā)電機供電斷電時能及時切換，保障救治工作正常開展；同時具備穩(wěn)定交流市電和發(fā)電機供電電壓的功能。

2.2.2 系統(tǒng)可維護性

圖3 強力PVC材料吸盤裝置

多功能移動手術工作站的各個模塊可以獨立拆裝、單獨維修保養(yǎng)，不影響其他模塊的正常使用。各模塊依靠強力PVC材料吸盤裝置固定在移動手術工作站臺車上，能及時拆卸安裝及更換同型號設備；在最底層模塊內配備維修配件箱，常備醫(yī)療設備的常用故障配件，方便及時更換配件，修復醫(yī)療設備。

2.2.3 系統(tǒng)供電系統(tǒng)設計

為保障野戰(zhàn)條件及極端條件下多功能移動手術工作站能夠正常運轉，穩(wěn)定持久的電源必不可少。為此，我們設計了由穩(wěn)壓電源和大功率鋰電池組組成的供電系統(tǒng)[4]（如圖4所示），在有市電和發(fā)電機供電的條件下，采用220 V交流供電，同時給鋰電池組充電，充電電路圖設計如圖5所示。當220 V交流無法供電時，及時切換到鋰電池組供電，保障工作正常開展[5]。

圖4 多功能移動手術工作站供電系統(tǒng)

3 多功能移動手術工作站的應用及其效果

設計小組共設計完成了2臺多功能移動手術工作站，1臺配發(fā)到我院野戰(zhàn)醫(yī)療隊手術車上使用，1臺配發(fā)到某邊防團衛(wèi)生隊使用。該多功能移動手術工作站機動方便快捷、固定牢固、環(huán)境適應面廣、高效節(jié)能、節(jié)省空間、展開快速、使用維護方便，得到了臨床使用人員的認可，達到了設計的目的。

4 結語

多功能移動手術工作站設計合理、科學，可以滿足野戰(zhàn)救護和平時救災的手術需要。通過在幾個基層單位的實際應用，達到了預期的設計效果。多功能移動手術工作站不管是在平時的手術室內應用，還是在野外條件下的手術車上應用，或者是在野外帳篷中應用，都能搬運方便、快速展開，及時投入手術治療工作，非常適合反恐維穩(wěn)、搶險救災、涉外維和行動等非戰(zhàn)爭軍事行動以及戰(zhàn)時戰(zhàn)場救治行動，可以推廣應用。

圖5 鋰電池充電電路

[1] 張玉明．野戰(zhàn)衛(wèi)生裝備戰(zhàn)場搶修性研究[J]．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2008，29（3）：15-17．

[2] 孟曉東，侯世科，仝青英，等．應急衛(wèi)勤保障裝備的模塊化設計[J]．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2008，29（6）：26-28．

[3] 郭瑞表，郭淑華，王德龍，等．機械通氣患者呼吸機報警原因分析[J]．護理學雜志，2004，19（17）：30-32．

[4] 呂華．MIT單通道測量電路的優(yōu)化設計與實現(xiàn)[D]．西安：第四軍醫(yī)大學，2005．

[5] 劉紅玲．16位Σ-ΔA/D轉換器AD7705及其應用[J]．單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2002（1）：47-48．

（收稿：2013-10-07 修回：2014-01-15）

Design of one-piece multi-functional mobile surgical workstation

ZHANG Hong-yuan1,CHEN Bo-cheng2,WU Feng-fu2,HU Yun2,WEI Yi2
（1.Department of medical Engineering,the 303rd Hospital of the PLA,Nanning 530021,China; 2.Administration Office,the 303rd Hospital of the PLA,Nanning 530021,China）

ObjectiveTo design a new type multi-functional mobile surgical workstation in order to satisfy the primary units and field medical unit.MethodsWith a compact and convenient cabinet structure,the mobile surgical workstation was composed of five modules of anesthesia machine,monitor,high-frequency electric knife,electric suction device and standby power regulator.ResultsThe workstation was designed reasonably and thus ran stably.ConclusionThe onepiece multi-functional mobile surgical workstation with high performances and mobility,can be widely applied in the field.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（9）：33-35]

mobile surgical workstation;field medicine;support

R318.6；R197.324

A

1003-8868（2014）09-0033-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.09.033

張紅遠（1983—），男，主管技師，主要從事醫(yī)療設備維修、計量、質控方面的研究工作，E-mail：101zhy@163.com。

530021南寧，解放軍303醫(yī)院醫(yī)學工程科（張紅遠），院辦（陳伯成，吳風富，胡 贇，魏 儀）