摘要：為應(yīng)對自然災(zāi)害與突發(fā)公共衛(wèi)生事件迅速及時且有效的處理，以及滿足群眾多樣化的核酸采樣需求，有必要研制并應(yīng)用移動式核酸采樣工作車，以期與傳統(tǒng)核酸采樣點互為補充。據(jù)此，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、研究方法及技術(shù)指標(biāo)和社會效益方面對移動式核算采樣車進行研究。

關(guān)鍵詞：核酸采樣；模具開發(fā)；正壓系統(tǒng)；部件輕量化；自動消毒感應(yīng)系統(tǒng)；采樣軟件平臺

中圖分類號：U469 收稿日期：2024-06-15

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.09.015

1 核酸采樣車概述

移動核酸采樣車可廣泛應(yīng)用于各級疾控中心、醫(yī)院、第三方檢測機構(gòu)、檢測設(shè)備生產(chǎn)廠家、邊境口岸、應(yīng)急保障部門等相關(guān)單位，可以滿足全國范圍內(nèi)醫(yī)療機構(gòu) 核酸采樣戶外長時期作業(yè)的需求。該核酸采樣車是以“輕型客車”為基礎(chǔ)車型而專業(yè)設(shè)計的一款核酸采樣車。配備有駐車空調(diào)、正壓系統(tǒng)、護理設(shè)施、供氧設(shè)施、供電、換氣、照明、警示等功能裝備，配置了采樣工作臺、旋轉(zhuǎn)座椅等車載工作設(shè)施?？梢詽M足戶外長時期作業(yè)的需求。該核酸采樣車空間寬敞、布局合理、使用方便、安全耐用、結(jié)構(gòu)經(jīng)湊，艙內(nèi)采用左右采樣布局為主、上下布局為輔的立體式布局，采樣操作平臺布局科學(xué)合理，使用操作簡潔方便，滿足核酸采樣人員的工作需要。

在設(shè)計過程中，整個車輛的各種軟硬件應(yīng)符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)[1]。車輛的各項配置以滿足采樣人員方便為原則，操作和維護簡捷、方便、易用。此外，該車要具備高可靠和高穩(wěn)定運行能力，并有較強的承載能力，在設(shè)備、車輛和人身安全上具有較高的保障。根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求[2]，該核酸采樣車選用了國產(chǎn)底盤 “輕型客車”為基礎(chǔ)車型。主要特點如下：

a.環(huán)境舒適性：車輛配備了車載駐車空調(diào)，為核酸采樣工作人員提供舒適空間。

b.高效便捷性：利用汽車的可移動性以及可以提供動力的特點，在車上配備采樣單元，能快速響應(yīng)核酸采樣需求。

c.高效安全性：可視倒車輔助系統(tǒng)、3H高強車身、雙安全氣囊、高智能防盜鑰匙、全車安全帶等多項安全配置。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計及創(chuàng)新

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

項目主要研究內(nèi)容是基于輕型客車中軸中頂車型如何更好地設(shè)計改裝成先進、科學(xué)、美觀、環(huán)保且具有人性化關(guān)懷、實用等要求的核酸采樣車。整車按照臨床基因擴增檢驗實驗室基本設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，適合快速、機動、靈活地進行移動核酸采樣。

移動核酸采樣車包括環(huán)境控制系統(tǒng)、檢測數(shù)據(jù)系統(tǒng)、車輛監(jiān)控系統(tǒng)及智能化實驗室管理系統(tǒng)，具備樣本采集、庫存管理、樣本追溯、檢測結(jié)果判讀、報告生成及發(fā)送等功能。該車可實現(xiàn)5G數(shù)據(jù)實時傳輸，把采樣數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)實時傳輸至本地或云端，實現(xiàn)報告快速生成。

利用汽車的可移動性以及可以提供動力的特點，在車上設(shè)計采樣單元，采樣人員在車內(nèi)，采樣對象在車外，通過完全的物理隔離，采樣人員和采樣對象通過麥克風(fēng)進行交流，采樣人員通過墻體上的手套伸出手到車外進行采集咽拭子，避免了人體的接觸，有效地保護了采樣人員。

利用汽車可以提供動力能源，設(shè)計車內(nèi)空間為正壓和恒溫，同時在新風(fēng)口安裝有HEPA，可以阻止病原微生物的進入，保持車內(nèi)的環(huán)境清潔，確保車內(nèi)環(huán)境生物安全。

采樣平臺軟件可以通過身份證讀卡器和麥克風(fēng)詢問采集對象的基本信息，并且登記處設(shè)有紅外體溫記錄儀，可以實時記錄采樣對象的體溫。后臺本地目錄中可保留采集對象的基本信息（排隊號+姓名+身份證+手機號碼等），對待采樣人員進行編號，保證車外采樣井然有序的開展。采樣管和咽拭子通過生物安全窗傳遞給采樣對象，采樣窗口感應(yīng)噴霧消毒系統(tǒng)，為避免醫(yī)務(wù)人員頻繁手動消毒，自主設(shè)計了感應(yīng)式消毒噴霧裝置，主要由高靈敏感應(yīng)器、噴霧口、消毒水箱、氣管路、電源組成。噴霧消毒裝置將消毒液裝入消毒水箱，將噴霧口安裝至采樣艙隔離屏外部，通過感應(yīng)控制器將霧化消毒液噴至外部消毒。

2.2 創(chuàng)新點及關(guān)鍵技術(shù)

a.全新設(shè)計感應(yīng)式消毒噴霧裝置。為避免醫(yī)務(wù)人員頻繁手動消毒，自主設(shè)計了感應(yīng)式消毒噴霧裝置。該裝置主要由高靈敏感應(yīng)器、噴霧口、消毒裝置、氣管路、電源組成。噴霧消毒裝置將消毒液裝入消毒水箱，將噴霧口安裝至采樣艙隔離屏外部，通過感應(yīng)控制器將霧化消毒液噴至外部消毒。圖1為消毒噴霧裝置示意圖。

b.多窗口采樣，設(shè)計1～3個采樣窗口，可根據(jù)人員數(shù)量適時增減采樣作業(yè)窗口。圖2為多采樣窗口示意圖。

c.采用自主開發(fā)單元模塊化設(shè)計，嚴(yán)格根據(jù)PCR實驗室試劑準(zhǔn)備區(qū)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，啟動正壓系統(tǒng)時，車內(nèi)相對壓強在-10～+15 Pa；正壓系統(tǒng)主要由殼體、高效過濾器凈化消毒一體裝置、紫外線消毒燈、風(fēng)機組合模塊裝置與智能控制裝置組成一體。實現(xiàn)凈化空氣，過濾吸附在過濾器上的病菌進行有效滅殺，以保證車內(nèi)空氣達(dá)到潔凈之目的，來阻隔其他不良?xì)怏w對醫(yī)護人員的影響，以達(dá)到改善醫(yī)護人員的工作環(huán)境。

3 主要研究方法及相關(guān)技術(shù)

3.1 主要研究方法

主要研究方法包括調(diào)查法、實驗法、經(jīng)驗總結(jié)法等。通過查找相關(guān)國標(biāo)、行標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)多年的移動實驗室制作經(jīng)驗，以及銷售人員從客戶那里收集到的信息，制訂出初步方案，并主動找相關(guān)專家進行討論；后又走訪相關(guān)第三方檢測機構(gòu)，聽取意見；制作過程中請南昌縣人民醫(yī)院專家來公司指導(dǎo)，反復(fù)論證。生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)新開發(fā)的全新正壓系統(tǒng)噪聲大、采樣過程中空間急促的問題，對采樣室醫(yī)務(wù)人員造成困擾，經(jīng)過多次反復(fù)改進、測試，終于解決了此難題。移動核酸采樣車設(shè)計需要長期設(shè)計和制造的經(jīng)驗支撐，因為核酸采樣車需要滿足市場多樣化的需求，就必須不斷持續(xù)地進行產(chǎn)品優(yōu)化、改進、升級。產(chǎn)品優(yōu)化、改進、升級的動力和渠道是產(chǎn)品在用戶實際使用中不斷發(fā)生、發(fā)現(xiàn)的。所以設(shè)計過程中不僅要研究新生、概念的東西，還有結(jié)合實際制造、批量生產(chǎn)、低成本低浪費生產(chǎn)的要求，走生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)化的設(shè)計開發(fā)路線。

無接觸全隔離采樣：多窗口采樣設(shè)計，采樣人員與外界完全密閉隔離，避免了交叉污染，可實現(xiàn)單窗口每小時采樣約200人。圖3為采樣窗口實物圖。

正壓防護：車內(nèi)實現(xiàn)正壓-10-+16 Pa，安裝有HEPA，可以阻止病原微生物的進入。圖4為正壓防護示意圖。

感應(yīng)式洗手消毒液：避免采樣人員頻繁接觸按壓消毒液，避免采樣人員交叉感染風(fēng)險。圖5為采樣時采用消毒液現(xiàn)場情況。

全程采樣監(jiān)控：實施對采樣區(qū)域人家進行全方位監(jiān)控，如圖6所示。

智能化識別系統(tǒng)：身份識別系統(tǒng)，測溫37.3 ℃攔截系統(tǒng)，如圖7所示。

舒適的工作環(huán)境：駐車空調(diào)，為醫(yī)護人員提供舒適的工作環(huán)境，如圖8所示。

3.2 主要技術(shù)指標(biāo)

核酸采樣車主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

3.3 照明

核酸采樣車選擇單級逆變器（工頻逆變器），1 200 W充電逆變器一體機，變壓器工作在工頻（50 Hz），具有較強的負(fù)載適應(yīng)能力，具備適應(yīng)感性負(fù)載沖擊的能力。該車提供保障全車所有設(shè)備有持續(xù)、穩(wěn)定、可靠的電源供應(yīng)，車身外部兩側(cè)和尾部安裝有LED照明燈（單獨開關(guān)控制），可滿足駐車的緊急照明要求；內(nèi)部有兩組照明燈，其中1組采用門控控制，并加裝2只針對操作人員采樣的射燈。

3.4 線束布線

核酸采樣車內(nèi)主要有直流電源線、交流電源線、音視頻線和控制信號線4種線纜?？刂菩盘柧€采用屏蔽線；視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用高清攝像機，所以音視頻線采用超五類網(wǎng)線和VGA視頻線，具備較高的抗干擾能力。這4種線纜的電磁特性和機械特性都不一樣，在布置線纜時根據(jù)線纜的種類和線纜所在位置采取相應(yīng)的布線措施，體現(xiàn)在以下兩個方面：a.線束有依托，相對固定，在車輛行駛的過程中不能搖來晃去；避免車輛顛簸、加速、制動時線束受力、插頭受力，影響插接件的電氣性能；相鄰固定點之間的距離不大于300 mm；線束內(nèi)的導(dǎo)線平行不交叉（雙絞線除外）。b.直流電源線、交流電源線、音視頻線和控制信號線分開布置，不能分開布置的應(yīng)垂直交叉布置；沿著行車方向布線時，后裝線束盡量和原車線束一起，方便后期維護；沿著垂直于行車方向布線時，后裝線束貼靠車頂橫梁布置固定，并確定線束不會被金屬擠壓。

3.5 接地

由于受接地材料特性和其他技術(shù)因素的影響，接地導(dǎo)體的連接或搭接無論做得如何好，總有一定的阻抗，信號的回流會在工作地線上產(chǎn)生電壓降V，形成地紋波，對信號質(zhì)量產(chǎn)生影響；信號越弱，信號頻率越高，這種影響就越嚴(yán)重，這個與導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)存在關(guān)系，這就是共阻抗傳導(dǎo)耦合。

核酸采樣車采用多點接地的方式，盡可能減小地線上的壓降，避免因共阻抗傳導(dǎo)耦合導(dǎo)致EMC問題。車載醫(yī)療設(shè)備、音視頻監(jiān)控系統(tǒng)和照明燈分開接地，車載設(shè)備使用輔助（附加）電池地，音視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用點煙器的地，照明燈使用底盤蓄電池（原車蓄電池）。

4 社會效益

a.快速響應(yīng)：移動核酸采樣車可充分利用其他移動特性，快速到達(dá)疫情區(qū)域，即可開展核酸采樣。某一地區(qū)發(fā)生疫情后，周邊地區(qū)的移動采樣車可以統(tǒng)一調(diào)度，前往支援，集中開展采樣，加快采樣速度。

b.穩(wěn)定民心：新一代移動核酸采樣車快速到達(dá)疫區(qū)，第一時間大規(guī)模開展核酸采樣工作后，由于其便捷、快速布置的特點，老百姓即刻能感受到保障近在眼前，可以提振居民士氣，起到穩(wěn)定民心的作用。

c.豐富了產(chǎn)品線，提升了產(chǎn)品的科技附加值；移動核酸采樣車為新開發(fā)的升級產(chǎn)品，移動類核酸采樣產(chǎn)品種類將會更多，該項目采用的最新技術(shù)、材料、工藝等為產(chǎn)品增加了科技含量，如全新正壓系統(tǒng)、噴霧消毒裝置是全新設(shè)計開發(fā)的，且申請并獲得國家實用新型專利，具有較高的科技附加值。

d.可為國家應(yīng)急救援事業(yè)做出一定的貢獻(xiàn)，改善核酸采樣條件，滿足不同用戶群的需求。

移動核酸采樣車的推出，帶動了移動核酸采樣室設(shè)計制造領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗積累，也為移動核酸采樣行業(yè)客戶提供了更多選擇和適合的產(chǎn)品，改善了核酸采樣條件，有力保障人民群眾的健康，推動著應(yīng)急救援事業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語

本文設(shè)計并應(yīng)用了一款基于輕型客車的核酸采樣車。首先考慮了舒適性、安全性和操作便捷性等因素，配備了駐車空調(diào)、采樣窗口、正壓防護功能裝備，并采用了LED照明系統(tǒng)。采樣車設(shè)計靈活，電氣系統(tǒng)配備了警示設(shè)備和合理的線束布線。通過配重設(shè)計和載荷分析，確保了整車性能和穩(wěn)定性。最后，對配電系統(tǒng)進行了全面的分析和設(shè)計，以確保在各種工況下都能保持電力供應(yīng)的安全和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝靖蕓，朱英華.飛救E信在智能移動重癥單元救護車的應(yīng)用效果[J].重慶醫(yī)學(xué)，2023，52（5）：667-671.

[2]李風(fēng)雷.層流負(fù)壓救護車的研制探究[J].專用汽車，2021（6）：93-95.

[3]孟國慶，黃建剛，張忠東，等.某救護車傳動系統(tǒng)異響及異振研究[J].客車技術(shù)與研究，2023，45（3）：52-54.

[4]WS/T 292—2008中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-救護車[S].

[5]GB7258 機動車運行安全技術(shù)條件[S].