基于手术的洁净方舱研究与应用

2014-11-23田祥林王娜娜

医疗卫生装备 2014年6期

乔慧，胡平，田祥林，王娜娜，肖爽

0 引言

近年来，我国各种自然灾害、交通事故、工矿事故频繁发生，严重危害了人民的生命财产安全和国家的安定繁荣，而现实救援状况不容乐观，除组织管理暴露出的不足外，缺乏大型、系统的医疗救援装备也是亟待解决的问题。在12·26印尼海啸和2008年发生的5·12汶川特大地震中都充分说明了医疗应急救治的重要性[1]。灾害发生后，现场呈现伤病员多，地形复杂，道路中断，医院被毁，后勤保障不畅，医疗设备破坏，医疗救治所必需的水、电、气等供给基本中断的特点，这些因素为大规模、高水平的医疗救治工作带来很大的困难。舱室环境对医疗手术作业十分重要，直接影响到伤病员的伤口是否受到感染[2-3]。我军野战医院已经发展得比较成熟，但民用卫生应急装备相对还是比较滞后。为此，研制具有单体自我保障、层流净化、展开灵活方便、可模块化组合、海陆空运输、垂直升降、对地面平整度要求低、四点调平的洁净手术方舱对提高国家灾害医学救援能力、改变应急救援管理模式，尤其是提高卫生应急医疗救援装备水平、提升快速反应和应急处理能力、缩短与国际救援水平之间的差距、减少经济损失、提高社会稳定和国际影响力有着重要意义。

1 洁净手术方舱总体布局研究与设计

1.1 主要功能

洁净手术方舱可以对危重伤病员实施开颅减压、剖胸、剖腹和创伤骨科的一类无菌切口紧急抢救手术和早期外科处置[4]。方舱采用单侧扩展式，扩展后手术区面积达到17m2左右，手术区空气洁净度可达到千级，周边空气洁净度可达到万级。该方舱内设有网络通信远程会诊系统，可以和后方医院与移动医院内部进行音频、数据的双向传输及视频的单项传输，同时还可以和其他医疗或后勤方舱与帐篷模块化自由组合形成功能可组合、救治能力可扩展的移动医院（如图1所示）。

1.2 主要设备配置

图1 洁净手术方舱外形图

手术方舱术前准备区配有感应式可加热洗手池、更衣柜、鞋柜、衣帽钩等，手术区配有手术床、嵌入式手术无影灯、麻醉机、监护仪、高频电刀、观片灯、医用吊塔、冲吸机和多功能动力钻锯系统等手术设备。其他保障设备设施有车载空调净化系统、连续供氧系统、四点垂直升降调平装置、静音发电机及UPS不间断供电系统、供水系统、记录板、中央情报面板、器械台和药品柜等。

1.3 结构布局

洁净方舱为20 ft（1 ft=0.304 8m）左侧单扩展结构，为避免交叉感染，方舱分为术前准备区（位于方舱前部）和手术区，2个区域间通过电动脚感应医用气密门隔开（如图2所示）。在舱体右侧前后各设有一个单开门，分别用作电控操作、净化主机维修和连续供氧换瓶与维修操作。术前准备区在方舱左侧设有一个单开门作为医务人员单独通道，该区主要用于医务人员的更衣、换鞋和洗消等工作。

手术区主要用于伤病员的医疗救治。在方舱后部设有一个单开门作为经缓冲帐篷内清洗、消毒后伤病员的通道，在方舱的右侧设有一夹隔墙（如图3所示），隔墙内设有洁净系统主机、送回风管道、电控柜、UPS电源、中央情报面板、嵌入式手术灯、观片灯、药品柜、记录板和连续供氧系统。手术区医用吊塔和洁净系统高效层流板置于方舱顶板，吊塔设有网络接口、气源接口和电插口，其余设备均为移动式设备，可根据医护人员的不同需要任意摆放。

图2 洁净手术方舱内部布局图

图3 洁净手术方舱夹隔墙布局图

2 洁净手术方舱关键技术研究

2.1 车载空调净化系统

受方舱尺寸条件限制，在构造上不是简单地将医院空气净化系统按比例缩放移植，除了满足功能外，还要考虑高度集成后的小型化、车载抗震后的可靠化以及使用过程中的耐久性和可维修性。空气净化系统的设计依照国家标准GB 50333—2002《医院洁净手术部建筑技术规范》[5]强制性条款进行配置。原理如图4所示。

系统由冷暖空调、加（除）湿器、送风系统、回风系统、初中高效三级过滤装置等组成（如图5所示）。经三级消毒过滤后的空气由位于顶板的层流罩送入室内，为保证室内空气压差及净化要求，回风经夹隔墙的回风罩送出后与一定量的新风混合后再经三级过滤循环净化。净化后的空气在手术区达到洁净度1 000级，在周边区达到洁净度10 000级，并能调节手术室内风速、温度、湿度以及不小于15 Pa的正压等。该装置能在外界环境温度为40℃时，1 h内将车厢内的温度（平均温度）降至30℃以下；在-25℃条件下，1 h将车厢内的温度升至18℃以上。

图4 洁净手术方舱净化系统原理图

图5 洁净手术方舱净化主机与层流罩

2.2 四点调平装置

在方舱四角装有电动垂直升降自调平装置（如图6所示），可以方便地把方舱从运输底盘上卸下和装上，在场地狭小的地面无法使用吊车、铲车的情况下，实现整体自装卸。操作时，4根升降腿可单动也可多动，可电动也可手动，同时装有调平传感器，对方舱进行自动调平，降低了方舱对地面平整度的要求，大大地提高了医疗方舱的机动性和适应性。

2.3 单体自我保障

图6 洁净手术方舱四点调平装置

保障模块主要由独立安装于方舱前端的300 L供水系统、空调外机、静音发电机和安装在夹隔墙内的连续供气系统组成（如图7所示）。供水系统经消毒杀菌后可选择性加热，具有低水位报警系统；电气系统设有市电、自发电和UPS 3路保障功能；供气系统参照GB 50751—2012《医用气体工程技术规范》[6]的相关要求设计，通过自动气体切换箱与气瓶实现连续供气、流量调节、欠压报警提醒和自动切换，最终输入吊塔气体终端。

图7 洁净手术方舱自我保障模块

3 洁净手术方舱（扩展）结构研究

3.1 方舱结构型材与工艺研究

方舱为大板式结构，除了具有足够强度、足够刚度和使用寿命长的特点外，在结构型材、工艺和外形上有了很大改进。方舱制作结构型材全部采用铝合金（如图8所示），除质轻耐用外，优点为：门型材可以将门锁进行嵌入安装，避免了锁体外露积尘对洁净手术室的影响；骨架型材有别于国内现行夹层结构设计，优化了原有的预埋加强设计；包边型材优化工艺的同时，改善了舱体的外观美；设备固定型材突破了原有的固定形式，提高了设备拆装固定的效率；扩展型材除了扩展结构和强度需要外，改善了扩展方舱的密封性。

图8 洁净手术方舱制作型材

方舱制作工艺采用硬聚氨酯泡沫夹芯层预制——干式制板工艺。因新型制作型材的设计应用，不再需要进行单独对门压板和预埋加强，利用压板后裁剪的门板进行门及门框组装，使用骨架型材单边加厚进行设备安装。整个厢体的组装工艺采用铆接和螺纹连接形式，舱内阴角做成R≥40mm的圆角，对舱体的制作工艺提出了新的要求。

3.2 扩展结构研究

3.2.1 扩展板块式结构

扩展结构采用板块式结构[7]。扩展顶板和扩展底板分别与主厢体固定侧板和固定底板采用铝合金高强度铰链连接；扩展侧板与扩展底板采用铝合金铰链连接；扩展前后端板均由不锈钢铰链连接后分别与固定侧板的前后立柱通过铝合金铰链连接。扩展顺序为：（1）扩展顶板；（2）扩展底板（与扩展侧板一起）；（3）扩展侧板（沿底板外边铰链90°翻转侧板）；（4）扩展前后端板（沿固定侧板立柱外推90°旋转）。

3.2.2 扩展方式

方舱的扩展采用电控液压自动扩展和气动人工辅助相结合的方式完成对舱体的展开和撤收，展开灵活方便。扩展顶板时，由人工打开固定锁，轻拉后通过气弹簧撑起；扩展底板时，打开插销后由电控液压将扩展侧板一同自动放下；扩展侧板时，打开扣锁，借助人工轻抬经由气弹簧撑起；扩展前后端板均由人工辅助方式打开。底板的扩展与收拢经位置传感器检测安全后方可获得操作许可，扩展后的底板与主厢体底板水平，所有收拢操作反之。

3.2.3 扩展舱体密封

扩展舱体密封主要由收拢状态密封和展开状态密封组成。密封的关键在于密封结构、密封方式和密封条形式的选择，以及如何处理好各板之间的运动关系和尺寸关系。密封措施为：扩展顶板、底板与固定舱体之间的密封采用无缝隙橡胶板密封；其余扩展板之间的密封主要采用特殊结构密封（如图9所示）；同时采用舱内正压气体密封。

4 应用效果分析

图9 洁净手术方舱扩展密封结构

我国是一个灾害事故频发的国家，野战方舱医院在灾害救援中发挥了重要的作用[8]。将移动监护与急救手术前移可显著降低严重创伤的院前死亡率，对严重胸部创伤的研究显示，13.9%的院前死亡可以避免[9]。下面就洁净方舱的应用效果进行2个方面的分析。

4.1 演练实践分析

洁净手术方舱先后经历了“重庆市综合应急救援总队救援演练”、“重庆市综合应急救援总队成立2周年汇报演练”和“成都军区国动委第六次全会实兵演练”。以这3次大规模的拉动演练为契机，全体救援队队员认真研究细化装备管理体系、人员编成体系、舱体及医疗设备维护措施等，促进了救援队实战能力的生成，为今后开展灾害医学救援积累了宝贵的经验。

4.2 芦山地震救援中的应用分析

2013年4月20日8：02，四川雅安芦山县发生7.0级地震。震后第一时间，国家卫生部迅速启动应急医疗救援预案。洁净手术方舱作为“国家（重庆）紧急医学救援队”移动医院的核心单元，于4月21日凌晨4：00在芦山县体育馆附近展开，21日8：00开始接收伤员。期间，洁净方舱（2套）从最初依靠自身保障模块工作到后续借助灾区资源，共实施手术71台次。方舱主要定位于能方便展开的人员密集地区进行集中收治，不但发挥了自身的救援作用，还在灾区医院毁损不能使用的情况下联合移动医院各系统装备发挥关键的医院替代功能，通过接收损伤控制性手术，再对伤员进行后送处理等。洁净方舱在救援过程中从单体自我保障、机动性、手术环境和手术平台前移等方面发挥了切实有效的医学救援作用。

此外，洁净方舱人员的相对固定、平时强化演练以及加强对运作流程和设备的熟悉、加强设备保养都有利于关键时刻急救移动医院作用的发挥[10]。