野战手术设备存在问题及改进方法

江选东，王怡琤，邸 玮，符 勇，严振才，洪 勇，刘雅克*

（1.联勤保障部队第922 医院医学工程科，湖南衡阳 421002；2.联勤保障部队第922 医院信息科，湖南衡阳 421002；3.联勤保障部队第922 医院麻醉科，湖南衡阳 421002）

0 引言

2019 年7—8 月我院维修人员参与某药品仪器监督检查站在对广东沿海某集团军卫生院、卫生队及医疗保障单位进行医疗设备巡检时发现：因沿海气候问题，空气潮湿并带有盐分，很多医疗设备出现锈断、电路板因形成铜锈而短路等情况；另外，一些设备电池长期处于放电状态，电池损坏率很高。梳理总结我院野战医疗队医疗设备管理保障情况，发现也存在类似问题，野外驻训期间由于野外条件下湿度大导致医疗设备故障率高，以及非任务期设备电池长期不用导致电池损坏率高等[1-4]。野战手术设备（监护仪、高频电刀等）同时存在没有备用电源的问题，一旦发电机不能供电，将影响手术进行。针对以上问题，我院尝试进行如下改进：（1）建立以野战手术灯为主的充电母机系统，以监护仪、高频电刀、电动吸引器等为辅的充电子机系统，形成一种新型野战手术单元医疗保障模式（如图1 所示），最多可延长1 h 手术保障时间；（2）采用元器件集成板涂膜的方式进行防潮防腐蚀处理，可大大降低设备在潮湿环境下的故障率。

图1 新型野战手术单元医疗保障模式

1 建立以野战手术灯为主的充电母机系统

野战手术灯一般为四孔或五孔立式可移动结构，通常由灯座、立柱、平衡箱、灯头体、供电系统等部件组成。其中供电系统通过开关电源供电，由220 V 交流市电变换而得，同时装有可充电电池及充电电路。

1.1 灯源的改造

以现有YZ-101 型野战手术灯为改造对象，将原发光发热的12 V 卤素灯泡置换成耗电量小并且四面发光的12 V LED G4 细脚灯泡。改造后灯源耗电量减小的同时手术照明效果更佳。

1.2 底座箱体的改造

以现有YZ-101 型野战手术灯为改造对象，将原来2 个12 V 20 A 的蓄电池从机器中拆除，保留原来12 V 大功率充电稳压电源，制作出尺寸为150 mm×60 mm×30 mm（长×宽×高）的铝板电源盒10 组，并且焊接在一起形成充电坞，使其可以同时给1～10 个锂电池充电（如图2 所示）。

1.3 电池的改造

制作出如图2 所示的条形锂电池，选用3 个18650 型4.2 V 3 600 mAh 锂电池进行串联，加上一个12 V 充电装置，装入铝板电源盒内，并在侧边装入USB充电插座。

2 建立以监护仪（或高频电刀等）为辅的子机系统

2.1 迈瑞监护仪工作原理及结构

迈瑞监护仪主要包含以下部分：（1）电源板，为主控部分、测量部分、显示屏以及记录仪等供电；（2）背光板，也叫逆变器，为显示屏提供背光，供电电压为12 V；（3）风扇，用于主板散热，其供电电压为5 V；（4）主控板；（5）心电/呼吸/温度模块；（6）血氧模块（SpO2板）；（7）血压模块（泵板+泵+连接线）等[5]。

2.2 迈瑞监护仪电源模块结构及原理

迈瑞监护仪电源模块将交流市电转化为直流电，为主控部分等供电，其结构如图3 所示。

图3 迈瑞监护仪电源模块结构图

（1）首先将220 V 交流电压经过滤波整流模块（电磁干扰滤波器、防浪涌控制电路、整流滤波电路）得到约308 V 直流电压。

（2）DC/DC 电路1 将308 V 直流电压转换成直流15 V 电压，直接供给DC/DC 电路2。

（3）DC/DC 电路2 将15 V 直流电压转换成各种所需电压输出给开关、电池、风扇、主板、显示屏和血压模块等。

（4）开关电路由DC/DC 电路2（3.5 V）供给，当按下开关键时脉冲经整形后传送至复位/置位触发器以保持高电平，从而将电池电压或电源电压接入后级（风扇、主板、显示屏和血压模块等），即进入正常工作模式。

2.3 迈瑞监护仪电源模块改造

以现有迈瑞PM-8000 型监护仪为例，在监护仪的侧面加装一个铝板电源盒，将监护仪DC/DC 电路2 的供电直接改为12 V 的外置蓄电池，经检测该外置蓄电池可在断电状态保障设备运行56 min。当监护仪控制面板开机开关关闭时，监护仪停止工作，继电器断电，其常闭开关接通，220 V 电源给充电桩充电[6-7]，如图4 所示。

图4 迈瑞PM-8000 型监护仪改造实物图

3 野战手术模块医疗设备涂膜处理

3.1 迈瑞监护仪涂膜处理实例说明

以现有迈瑞PM-8000型监护仪为例，将监护仪压力板、心电板及主板拆下，用尺寸为20 mm×20 mm 的木条制作3 块对应这些板长度和宽度的木块框架，尺寸分别为160 mm×160 mm×20 mm、120 mm×60 mm×20 mm、60 mm×60 mm×20 mm，分别将压力板、心电板及主板背面朝上并夹紧放入3 块木头框架内，将型号为K-5312 的有机硅灌封胶（该胶由A、B 胶2 盒分装，使用前取A、B 胶混合，质量配比A∶B=10∶1）用玻璃棒搅拌均匀后分别倒入放置电路板的3 块木头框架内，待流动的胶覆盖全部电路板时，停止倒入封胶。静置24 h 后，翻过来将电路板的正面再进行一次封胶处理。封胶完成后继续静置，静置后完成设备的安装调试，涂膜后安装效果如图5 所示。然后对野战手术单元医疗设备依次进行涂膜处理。

图5 迈瑞PM-8000 型监护仪主板涂膜实物效果图

3.2 设备防潮防腐蚀实验

野外驻训期间经常遇到连阴雨天，空气湿度长期超过90%，机器上常可见有水珠凝结[8]。为模拟野外潮湿天气，准备喷壶1 个，实验期间每天对涂膜电路板喷洒少量水2 次，连续喷洒20 d，每日测试监护仪各模块运行是否正常。

3.3 实验结果

涂膜完成后即对设备进行了重新安装测试，其各项测量数据均未出现偏差，连续工作1 周设备运行良好。涂膜技术只是对电路板上方铜路进行保护，对于电路板上方二极管、电阻等也只是覆盖其根部，对元器件的功能并无干扰，防潮防腐蚀效果良好。

4 结果

对野战手术单元医疗设备集中进行供电系统集约管理及电路板防潮防腐蚀管理，设备管理员不需要像过去那样定期、定时对所有设备打开战备箱组完成通电试机、电池充电等工作，只需要打开充电坞，接通电源打开充电母机并对子机的充电电池充电即可，大大简化了设备管理工作。因此手术中一旦出现突发情况（如发电机故障等），能够使用后备充电电池延长手术保障时间。如果手术时间很长，也可以将野战手术灯底座下的12 V 端口与汽车电池连接，并且可以通过发动汽车给汽车电池和野战手术灯电池充电，以保证手术顺利进行。

5 结语

本文通过完成对以野战手术灯为主的充电母机系统和以监护仪（高频电刀等）为辅的子机系统的供电系统改造，以及完成对所有野战手术单元医疗设备的涂膜处理，大大提高了设备的稳定性，特别是提升了在恶劣战场条件下的医疗设备保障能力。野外环境没有稳定的供电系统，没有适宜的温湿度条件，如何实现精密医疗设备在野战条件下更好地开展工作，是医工人员亟须努力的方向，也是目前部队下级卫生院所特别是沿海部队卫生院所等需要面对和解决的问题。