野战帐篷医院系统急救模块设计

野战帐篷医院系统急救模块设计宋振兴;王兴永;陶学强;吴太虎;张晓峰;高树田;伍瑞昌;张彦军【摘要】目的:设计一种多功能箱仪一体化急救模块,以解决现役野战帐篷医院急救装备存在的分散零乱、集成化程度低、使用展收不便、环境适应性差等问题,实现装备储、运、用一体.方法:依据野战帐篷医院急救勤务需求,采纳箱仪一体化、配套集成、缓冲隔振、集中供氧供电等技术,采用系统建模、结构仿真和计算机帮助设计(computeraideddesign,CAD)等方法，对急救模块的结构、展收方式、设施缓冲隔振、人机工程等进行设计.结果:设计的急救模块具备对危重伤病员实施呼吸复苏,循环复苏,生命体征信息监护,复合伤、多处伤等紧急救命处置的功能,绽开后可形成一^个2000mmx800mmx600mm的急救处置平台，背板装置可调整4种角度(便利重症伤病员调整多种抗休克体位)，绽开撤收时间均不大于5min,具有展收、运输、储存便利等特点.结论:设计的急救模块结构新奇、功能齐全、布局合理、操作便利、军队特色突出,可完全满意野战帐篷医院重症伤病员救治需求,对于提高伤员救治效率、改善伤员预后具有重要意义.％ObjectiveTodesignamultifunctionfirst-aidmoduleintegratinginstrumentswiththeboxtosolvetheexistingproblemsinintegration,operation,deployment,withdrawal,environmentaladaptabilityandetc,soastorealizeintegratedstorage,transportandoperationoftheinstruments.MethodsThemodulehaditsstructure,modesofdeploymentandwithdrawal,instrumentsbufferingandvibrationisolation,ergonomicsandetcdesignedwiththetechnologiesofintegratingboxandinstruments,integration,bufferingandvibrationisolation,centralizedoxygenandpowersupplyaswellasthemethodsofsystemmodeling,structuresimulationandCAD.ResultsThefirst-aidmodulewasgiftedwiththefunctionsofrespiratoryandcirculatoryrehabilitation,vitalsignsmonitoring,emergencytreatmentofcomplexandmultiinjuries,whichcouldbeusedasa2000mmx800mmx600mmemergencytreatmentplatformwhendeployed.Therewere4anglesforadjustingthebackboardtoformanti-shockpositionsfortheseverecasualties.Themodulehadthetimefordeploymentandwithdrawalnotmorethan5min,andwaseasytodeploy,withdraw,transportandstore.ConclusionThemodulebehaveswellinstructure,function,layout,operationandmilitaryservicewhenusedforthetreatmentoftheseverecasualtiesinthetent-formfieldmedicalsystem,whichcontributestoenhancingthecasualtytreatmentefficiencyandprognosis.[ChineseMedi-calEquipmentJournal,2022,39(5):12-16]期刊名称】《医疗卫生装备》年(卷),期】2022(039)005【总页数】5页(P12-16)【关键词】野战帐篷医院;急救模块;箱仪一体化;重症急救;集中供氧供电【作者】宋振兴;王兴永;陶学强;吴太虎;张晓峰;高树田;伍瑞昌;张彦军【作者单位】军事科学院系统工程讨论院卫勤保障技术讨论所,天津300161;军事科学院系统工程讨论院卫勤保障技术讨论所,天津300161;军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术讨论所,天津300161;军事科学院系统工程讨论院卫勤保障技术讨论所,天津300161;军事科学院系统工程讨论院卫勤保障技术讨论所,天津300161;军事科学院系统工程讨论院卫勤保障技术讨论所,天津300161;军事科学院系统工程讨论院卫勤保障技术讨论所,天津300161;军事科学院系统工程讨论院卫勤保障技术讨论所,天津300161【正文语种】中文【中图分类】R318;R197.39;R820引言随着我军军事战略方针的调整，将来军事任务的种类、规模、环境的多样化打算了卫勤保障任务的多样性［1］。而卫勤保障任务的多样性对卫勤保障的敏捷性要求更加剧烈和迫切，故卫勤装备的模块化建设将更加适应将来信息化战斗以及突发大事卫勤保障需要，因此模块化保障讨论已成为目前国内外卫勤领域讨论的热点［2］。若要最大限度地提高部队医疗机构卫生装备的保障效能，提高其应急、机动、立体保障力量，就要求对卫生装备进行模块化讨论［3］。模块化是指将一个装备或系统分解为若干个标准化的构件或单元，依据肯定的要求采纳肯定的方法组合成各种各样的组合体，以达到便于组装、敏捷编排和有效使用的目的。采纳模块化设计能使装备性能显著提高，其主要特征是：（1）适应性增强。通过组装、敏捷编排，使装备满意任务多样性的需要。（2）敏捷性增大。使装备具有升级潜力，可以依据实际需要不断更新和完善。（3）连续性扩展。实行模块化能使装备效能得到提升，节省时间，节省人力，降低成本。在战斗或各类突发大事条件下，多数状况下现场基本医疗机构和设施受损，无法开展早期治疗，必需就地绽开野战医院，以实现战术后方紧急救治、高级生命支持和早期救治的连续保障，这就要求野战医院应能在最短时间内快速绽开和收容部分伤员，以达到定点保障的目的［4］。针对野战帐篷医院系统绽开后对危重症伤病员实施救治的需求，为了使卫生急救装备最大限度地提高救治效能，围绕部队医疗机构提出的“拉得出、搬得动、展得开、救得好、收得快”的要求［5］，研制的急救模块是野战帐篷医院系统中的重要模块扮装备之一，是伤病员紧急救治和抗休克的重要手段，解决了我军现役装备的零散分散、集成度差、模块性不强、反应力量慢等问题。功能需求分析对重症伤员实施综合救治或进行高级生命支持，需要多种急救复苏设施、器械和药品。目前部队医疗机构配备的相关装备功能单一、零散分散、集成化和一体化程度低，无法满意野战帐篷医院系统快速绽开和收容重症伤病员的需求。为此，需要研究一种能够整合和集成多种救治功能的抱负装备，这种装备可将现有的零散孤立的设施进行集成化、配套化，形成复合型、多功能型装备。依据“三分四定”原则，箱组化存储管理运输，满意快速装载、快速反应要求，对野战帐篷医院系统中的急救模块进行深化讨论，设计一种箱仪一体多功能急救模块，能供应对1名危重症伤病员进行紧急救治所需要的处置平台、急救设施、器械及帮助材料等，具备对危重伤病员实施呼吸复苏，循环复苏，生命体征信息监护，复合伤、多处伤等紧急救治处置的功能。依据《机动卫勤力气建设管理规定》和《战伤救治规章》中规定的救治任务以及装备配备标准，划分以下功能模块：（1）重伤救治模块：主要用于对重伤员进行清创、缝合、包扎等处置，监测伤病员的生命体征，申请帮助检查，依据救治结果确定伤员的去向，需要的装备主要包括心电监护仪、吸引器、输液泵等。（2）抗休克模块：主要用于对休克伤员实施乐观抗休克，监测伤病员生命体征，区分不同休克类型，实施输液、输血、药物治疗，需要的装备主要有心电监护仪、吸引器、输液泵、多功能病床等。综上，设计的野战帐篷医院系统急救模块应当主要用于伤病员紧急救治和重症监护，适用于野战帐篷医院急救组或重症组，其功能需求包括：（1）具备处置1名重症伤病员的力量；（2）具备心电、血压、血氧、体温等生命体征参数监护力量；（3）具备全程医疗持续供氧的力量；（4）应具有按压及呼吸通气功能；（5）具备监测潮气量、呼吸比、呼吸频率、气道压力上下限的力量；（6）具有心脏起搏除颤的功能；（7）具备多药物、注射液微量注射、输液的力量；（8）应具有和设施带终端/氧气瓶配套使用的快速插头；（9）集成的设施自带电池自持力量不小于2h，并可与外接电源匹配交联可持续工作。结构设计急救模块一体化结构设计研制的急救模块以专业化为技术支撑，以模块化为有效手段，以降低伤死率、提高救治时效为核心，立足通用化、系列化、组合化设计原则，通过结构优化、敏捷组配，适应野战帐篷医院系统开展重症伤病员急救处置，实现伤病员处置平台与紧急救治设施相集成、功能接口与物理接口相匹配，做到快装快拆、快速绽开、快速救治［6］。分析危重症伤病员救治特点和勤务要求，结合箱体规格类型、内嵌急救设施技术参数、器械及帮助材料的配置数量，以人机工效最佳为原则，采用系统建模、结构仿真和计算机帮助设计（computeraideddesign,CAD）等方法，对急救模块各功能单元集成结构、设施的安放位置和固定方式、力学性能、操作性能及人员舒适性等进行仿真设计。考虑到急救模块内嵌集成的急救设施和相关附件比较多，又要能绽开成急救操作处置台，所以急救模块采纳1200mmx800mmx800mm滚塑箱进行集成包装。为满意野战条件下人工搬运的要求，结合GJB2873—1997《军事装备和设施的人机工程设计准则》，设计的急救模块一体化箱四周合理设置了12个提把、4处扣手位置（如图1所示），该设计要求人工搬运时人数不少于4人；为了解决存储与运输时的平安码垛防滑问题，箱子的顶部和底部设计了凹凸结构，箱子的底部凸起部分合理的分布又能构成叉车位。急救模块一体化箱收拢状态实物图如图2所示。图1急救模块一体化箱收拢状态三维结构示意图图2急救模块一体化箱收拢状态实物图针对帐篷医院对急救模块提出的围绕重症伤病员救治的勤务要求，野战帐篷医院急救组或重症组应配备的医疗设施有电动吸引器、急救呼吸机、心肺复苏机、起搏除颤仪、多参数监护仪、输液泵、注射泵及相关附件等。针对内嵌集成急救医疗设施的抗振动和冲击性能，结合军队交通运输工具的振动谱，采纳低倍率发泡材料或低倍率与高倍率发泡材料热合材料，为每个设施设计相对应的容置槽和固定带，有效地避开了设施在运输途中受到的振动冲击。急救模块采纳箱仪一体化结构，主要由多功能箱、急救设施及配套附件等组成。其中，多功能箱由箱底、箱盖、支撑腿、床垫、可调背板、护栏、可折叠急救设施支撑架及供氧供电部分构成。如图3所示，急救模块一体化箱的箱底与箱盖绽开对接后可形成一个2000mmx800mmx600mm的急救处置平台（急救处置床）；可调背板与箱底连接，通过卡位装置可调整4种角度，便利重症伤病员调整多种抗休克体位；可折叠急救设施支撑架与箱底连接，可快速绽开作为急救设施的固定装置。急救设施的床头立体空间放置设计，有利于对重症伤病员进行救治和监护；急救模块实行箱、床、仪器一体的集成结构，可实现装备储、运、用一体，最大限度缩短设施的安装和撤收时间。急救模块一体化箱在野战帐篷医院内的实际绽开状态如图4所示。图3急救模块一体化箱绽开状态三维结构示意图图4急救模块一体化箱的绽开状态实物图可折叠急救设施支撑架结构设计采纳先进的三维设计软件和计算分析软件，构建可折叠急救设施支撑架虚拟样机，计算其质量、重心位置等物理特性，进行结构刚毅度分析，在此基础上完成结构优化设计，并为加挂急救设施及附件的可折叠急救设施支撑架绽开后的质量和重心计算分析供应依据。可折叠急救设施支撑架由铝合金方管焊接而成，主要用于卡挂急救时所必需的设施及附件。急救设施支撑架绽开便利快捷，而且符合急救绽开时的使用要求。支撑架可以快速绽开（直立）或者卧倒在箱体内部，绽开后急救监护设施就处于待工作状态，不用时可以快速收拢到箱体内。支撑架上预留有卡挂各类急救设施的立柱、横梁及卡槽，便于急救设施及附件的放置及固定。可折叠急救设施支撑架结构示意如图5所示。图5可折叠急救设施支撑架结构示意图1.支撑架；2.与箱底连接的卡座；3.监护仪滑块卡槽；4.供氧供电设施带卡槽；5.急救呼吸机卡槽集中供氧供电方案设计急救模块可由自带氧气瓶或外接氧源供氧，用电保障除了设施自带电池，也可通过外接沟通电进行供电。为了节省空间、满意操作的便利性，设计了氧电共用设施带，如图6所示。供氧供电设施带由铝合金型材外壳、气体接口及电源插座构成，主要用于给急救设施供应电源和气源，起到中间转换作用。图6设施带示意图1.供电插座与开关；2.氧气接口；3.输出电源线；4.电源输入航空插座；5.挂钮如图6所示，设计的设施带背部有1个航空插座，通过1根专用的电源线可以把外部电源接入设施带。设施带背部有5根输出电源线，可以直接接入急救设施的外接电源插座，操作特别简洁。此外，为了以防万一，急救模块集成的全部设施都要求必需备有内置电池，确保在没有外接电源的状况下各设施运行时间不小于2h。设施带正面设有4个三孔电源插座，便利其他用电设施接入。急救模块设施带上设有2个气体终端插座，这2个气体终端插座在内部是串联的，任何一个都可以作为氧气输入或输出接口使用。急救模块应用布局方案设计野战帐篷医院系统绽开使用时，急救单元帐篷内部一般设计布置4个急救处置台，如图7所示。每个急救处置台由1套急救模块绽开而成，每套急救模块集成的电动吸引器、急救呼吸机、心肺复苏机、心脏起搏除颤仪、多参数监护仪、智能输液泵、微量注射泵等急救设施可卡挂于折叠设施支架上，急救设施直立放置于床头，有利于对重症伤病员进行救治和监护，1顶急救单元帐篷可同时对4名重症伤病员实施输注液体、供氧、生命体征监护、除颤起搏、通气支持、负压吸引、心肺复苏等急救处置。图7急救模块在帐篷内使用布局示意图关键技术及特点3.1关键技术（1）箱仪一体集成化技术。围绕重症伤病员救治对救治装备的需要，按集成化、模块化和一体化需求，急救模块采纳箱仪一体化设计。模块结构设计新奇、功能齐全、布局合理。急救模块绽开使用时，箱盖可以和箱体协作快速绽开形成一张急救处置平台。模块的设计采用了复合材料、先进金属材料和先进加工工艺，使得箱仪一体化集成能够达到一个新的高度，从人机工程学设计动身，实现装备操作便捷、人机界面友好的一体化结构。（2）多级缓冲隔振技术。多级缓冲结构设计，实现箱仪一体融合即成。通过三维立体建模和有限元分析，对全部急救设施及附件通过缓冲泡沫卡固在箱底内部的实际状况进行了布局结构模拟仿真，确保了内嵌集成设施的稳定性和平安性。（3）迭代优化技术。依据急救模块箱体、可折叠急救设施支撑架强度设计要求，设计过程中采用三维软件建立急救模块的实体模型，计算其质量、重心位置等物理特性，进行结构刚毅度有限元分析，在此基础上，完成结构优化设计。设计的急救模块能够满意野战帐篷医院系统开展伤病员救治的各种体位需求，模块收拢后为整体箱式结构，可实现装备储、运、用一体，最大限度缩短安装时间，具有展收、运输、储存便利等特点。3.2特点急救模块集成程度高，通过包装组合、结构优化和功能兼容，增加了装备集成力量，提高了作业效率；机动力量好，通过装备功能模块化、包装规格标准化和保障装备小型化，增加了运输适应性，提高了快速反应力量。试验与试用依据《野战帐篷医院系统定型试验大纲》和《野战帐篷医院系统急救模块制造与验收技术条件》的要求，在我国（天津）包装质量检测中心、后勤装备凹凸温环境试验室、总后药品仪器检验所等单位对设计的急救模块进行了基本性能测试。经检测，设计的急救模块结构、技术特性参数、平安性、牢靠性、环境适应性等指标符合国家和军队有关标准的要求。2022年5月20—24日，设计的急救模块随野战帐篷医院系统在解放军255医院进行了部队适应性试验，试验单位对急救模块的展收时间、作业力量与保障效能、可操作性、可修理性、装备匹配性等进行了客观的评定，模块经部队医院适应性试验，各项性能指标均达到了野战帐篷医院系统规定的战术技术指标要求。设计的急救模块先后参与了“卫勤使命-2022”实兵演习、“野战帐篷医院系统”新装备展现、“和平友情-2022”中马联演、“火力-2022•青铜峡A”跨区基地化实兵演练、“联合救援-2022”中德卫勤实兵联演等多次重大活动，在部队战备训练和重大行动中发挥了重要作用。模块的整体解决方案得到中外专家的认可，能有效提升我军遂行多样化军事任务的卫勤保障力量。结语将来信息化作战部队的一个突出特点就是敏捷机动，编成也趋于小型化，因此卫生装备的进展也必需与之相适应，模块化正适应了这一趋势［7］。在进展模块化的同时，从优扮装备结构设计、系统集成技术等方面入手，重视装备研发时的功能模块综合集成，从源头上解决现有装备散乱差的问题，是我军卫生装备面临的重要课题[8]。本文研制的急