便携式生命支持系统的研制

宋振兴，吴太虎，孟兴菊，郑捷文，王海涛

军事医学科学院卫生装备研究所，天津 300161

便携式生命支持系统的研制

宋振兴，吴太虎，孟兴菊，郑捷文，王海涛

军事医学科学院卫生装备研究所，天津 300161

目的 设计一种便携式生命支持系统，该系统是为院前重症患者转运所研发的小型综合急救系统。方法结合内嵌设备结构及急救器材与药品的配置特点，系统设计主要包括机械通气、输液、吸引、监护、供氧、供电等模块。采用了先进的计算机辅助设计软件，对系统框架整体结构、设备安放位置、固定方法、干涉情况、操作性能等进行仿真设计。结果该系统可与通用担架进行快速卡锁形成便携式重症监护病房（ICU），可以搭载多种交通工具，并能利用车载电源，在运送途中对患者实施不间断治疗和救护，提高了抢救成功率。结论本文研制的便携式生命支持系统外型小巧，重量轻，便携性强，功能齐全，操作方便，为院前重症患者转运过程中不间断急救复苏，提供了一种新型的综合急救装备。

便携式生命支持系统；重症监护；患者转运；院前急救

0 前言

在危重症患者的早期护理与急救阶段，从院前到院内的衔接转运是危重患者抢救不可分割的重要组成部分，是救治过程不可忽略的重要环节。如果操作不当，不仅影响危重 患者的诊断和治 疗，还 可能发 生意外或 导致死 亡[1]。文献报道[2]，高达 71% 的转运患者在转运途中或检查过程中发生轻微甚至严重的并发症，转运患者的病死率比平常高 9.6%。因为危重病患者存在转运风险，增加并发症、死亡率、伤残率，所以需要训练有素的专业医护人员和适当的急救装备相结合，才能保证危重症患者急救任务的顺利完成[3]。护送急诊危重患者不是一个简单的运送过程，而是一个监护治疗过程，因此，做好危重病人途中的观察和护理，及时发现病情变化对提高抢救成功率尤为重要。然而院内外重症患者转运使用的相关急救装备和器材，功能单一，零散、分散，集成化和一体化程度低，受多样性、便携性、电源、气源等条件的制约，无法满足院前和现场重症患者急救复苏、院外、院内快速运送乃至院内科室间转运的连续救治等需求[4]。我们经常会看到这样的情形 ：1 个或多个医务人员用手臂高举输液袋 (瓶 )，或者手持简易复苏呼吸器，跟随转运患者的担架或者转运床进行护理，有时会在担架或者转运床两旁挂便携式多参数监护仪或急救呼吸机等设备进行生命支持，各种传感器连接到患者身上，极易造成急救设备的损坏，操作和显示界面也不方便。因此，研制一种可以对重症患者实施现场、转运途中连续救治和生命支持的便携式综合急救系统意义重大。

本文设计的便携式生命支持系统（下称急救系统）不是把现有急救设备进行简单叠加和堆积，而是把关键急救设备与器械进行微型化设计和一体化综合集成，是一种集多种急救设备于一体的综合急救系统。该系统可以直接卡在危重患者担架或者转运床的上方，无需移动患者即可对转运中的患者进行无缝隙连续监护和治疗。该系统包括呼吸机、吸引器、快速输液泵、生命体征监护仪等急救设备[5-6]。系统供氧采取内嵌氧气瓶与外接氧源供氧，内嵌储氧瓶可由外部氧源（充氧机或氧气瓶）通过充氧管充氧，将外部氧气瓶（或其他氧源）通过充氧管连接到充氧口，实现外界充氧和供氧。系统供电采用内部电池和外接交/直流电源供电。该系统是实现院前、转运途中、院内环环相扣连续救治的理想装备，它能以最小体积、最轻重量、最低价格完成对重症患者救治目的，可广泛用于战伤、事故救援、灾害救援等。该系统如果投入应用可使危重患者转运护理技术得到极大的改善，可以提高院前急救、灾害医学救援等相关医疗机构的应急处置能力和快速反应能力，可以提高“黄金时间” 内对重症患者的救治时效。

1 主要技术指标

（1）适用范围。适用于军队野战医院，国家应急医疗救援队，医院急诊科室，120 急救中心等医疗机构。

（2）救治功能。① 心电、血压、体温、呼吸、血氧饱和度等生命体征信息监护功能 ；② 急救呼吸、通气、供氧功能 ；③ 负压吸引功能 ；④ 输液泵自动输液、加压快速输液功能；⑤ 生命体征信息同步显示功能（车载）；⑥ 复合伤、多处伤急救处理（包扎、固定、止血等）。

（3）作业能力。可对 1名转运和后送途中的重症患者实施不间断的生命支持。

（4）环境适应性。① 工作温度 ：5～ 40℃ ；② 储存温度 ：-20～50℃。

（5）电磁兼容适应性。① 符合 GJB151/A1 类 RE02 测试项在直升机导航频率（150～180 kHz）、通讯频率（100～150 MHz）的要求 ；② 符合 GJB4243-2001[7]中 3.5 的要求。

（6）电源适应性。① 交流 ：180～264 V/50 Hz；② 直流 ：12～32 V，与飞机、车辆等运载工具电能供应相互兼容。

（7）勤务适应性。① 自带电池、氧气，工作时间≥ 2 h；② 展收时间≤ 2 min。

（8）外形尺寸及重量。① 展开尺寸 ：650 mm×340 mm×700 mm ；② 收拢尺寸 ：650 mm×340 mm×300 mm。③ 重量≤ 25 kg。

2 结构功能设计

依据《中国重症患者转运指南（2010）草案》与急救转运勤务功能使用要求，便携式生命支持系统设计遵循了以下原则：系统功能适中，便携特点突出。以能独立开展对重症患者急救监护为核心，满足现场、转运、入院勤务运作各环节能顺利衔接，可与现有搬运、转运工具兼容。整体设计保证系统体积小，重量轻，具有很好的移动携行能力。通过微型化集成化设计，监护与急救设备布局合理，使用方便。内嵌集成的氧气供给模块，可维持重症患者用氧至少 2 h，并且利用外部氧源可方便充氧和内外供氧转换。内嵌集成供电模块可以维持系统内全套设备至少 2 h 用电需要，多路电源转换器可将外部多种形式电能进行转换，实现对内嵌电池智能化充电，而且实现内外供电自动切换。

在设计该系统的过程中，充分考虑了外型尺寸、重量、便携性等因素，设计的便携式生命支持系统由急救模块和可折叠支撑架组成。急救模块集成了多参数监护仪、急救呼吸机、电动吸引器、输液泵以及供氧供电模块。由于各急救设备和模块的嵌入需充分考虑人机功效原理，切实做到合理放置、可靠定位、方便操作、易于更换。为此，在设计的过程中采用了计算机辅助设计方法，对一体化集成结构、设备安放位置、固定方法、干涉情况、操作性能等进行设计仿真，对框架进行力学及机械结构分析和优化设计。优化设计出的生命支持系统便携式一体化集成结构，见图1。

图1 便携式生命支持系统收拢与展开外形仿真结构图

该一体化集成急救系统的三面操作面板设计，非常方便医务人员对危重症患者进行不间断的监护和救治，另外三面操作面板设计更适合快速加载于机动交通工具舱内使用，当该系统跟随担架固定在车、船、飞机等机动运载工具舱内时，因为可以把系统没有操作界面和设备的一侧贴壁使用，所以不会影响其操作性能。设计时充分考虑到一体化集成急救系统的便携性，在系统的上端设置有把手，方便搬运与抬行。

该系统可以利用其下部的可折叠支撑架固定在通用担架上，支撑架可以根据运输和存放的需要，完全收折起来。可折叠支撑架由若干条状材料铰接而成，且具有4个可折叠支撑腿，每个支撑腿的底端连接有一个位置可调的锁钩。使用时，先将支撑腿底端部的锁钩快速卡在担架杆上，然后通过设置在锁钩上半部的调节孔和紧固螺丝进行适当的调节与锁紧，即可紧固在担架或者转运床的上方，形成移动式生命支持系统。本文设计的便携式生命支持系统在国家“863”资金的资助下，已经获得了国家发明和实用新型专利各 1 项，目前该科研成果已进入产品化阶段，实物照片，见图2。

图2 便携式生命支持系统实物图

3 试验使用情况

3.1 基本性能试验

根据《便携式生命支持系统设计鉴定试验大纲》的要求，以及军队卫生装备试验管理规定，本文研制的急救系统在卫生装备研究所、中国包装科研测试中心检验实验室、天津医疗器械质量监督检验中心等单位，对其外观、外形尺寸、质量、高温高湿工作与储存、低温工作与储存、跌落与冲击、随机振动、电气性能等指标进行了试验考核。结果各项性能指标均满足设计要求。

3.2 临床试用模拟试验

2009 年 10 月 ～2010 年 12 月，研制的急救系统在解放军 304 医院、307 医院、武警总医院、广东省第二人民医院等多家医疗单位，对系统的勤务需求、使用效果以及各项技术指标进行了临床模拟试用试验。评价如下：该系统集成的急救设备功能全面，布局合理，人机界面友好，操作方便，救护人员经过简单的训练即可使用，有利于快速展开急救。合理的布局在很大程度上避免了救治过程中各种导线、导管互相扭结、缠绕发生混乱的可能。该系统可以直接卡在危重患者担架或者转运床的上方，无需移动患者即可对转运中的患者进行无缝隙连续监护和治疗，可以满足对重症患者的院前急救、院内转运以及途中连续救治的需求，能够大大缩减急救等待时间，提高院前急救的快速反应能力。

4 结束语

本文设计的便携式生命支持系统是一个在紧凑壳体内集成了生命支持所必须的急救设备和器材的综合急救装置，该系统具有监护、机械通气、供氧、快速输液、气道处理等功能。特点是体小质轻，可快速展开与普通担架配合形成可移动的生命支持系统，能独立对重症伤员实施急救综合处置、复苏，提供高级生命支持，稳定患者生命体征；可利用固定带快速加载在车、船、飞机等机动运载工具上，并快速投放至急救现场，具有很好的携运性能。该系统是对重症患者现场、运送途中、入院环环相扣，实现立体连续救治，“医疗与伤员同在”的理想装备。可广泛用于事故救援、灾害救援和战场一线救治等场合。

[1] 高惟英,郭宁,张琳.急危重症患者途中转运的安全护理与防范对策[J].中国疗养医学,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] 魏自强,崔云安,张捍卫,等.急危重病人院前及院内转运的经验与探讨[J].中国现代实用医学杂志,2005,4(12):4-5.

[4] 吴太虎,宋振兴,王运斗,等.移动式生命支持系统—一种快速院前处置和途中连续救治装备[J].医疗卫生装备,2009,30 (12):1-4.

[5] 郑捷文,吴太虎,宋振兴,等.担架集成式急救系统的设计[J].中国危重病急救医学,2009,21(9):521-524.

[6] 丰浩荣,许鹏程,廖强,等.平战结合气道处理急救车的研制[J].中国医疗设备,2011,26(1):47-50.

[7] GJB 4243-2001,野战医用电子设备通用规范[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

国家“863”重点项目课题（2009AA02Z410）。

本文作者：宋振兴，硕士，助理研究员。

吴太虎，博士生导师。

作者邮箱：song9705@163.com