一種可用于野戰衛生裝備的移動式氣源的研制

侯 羿 王三強 靳志濤 王 磊 賈仁杰 許敏光

野戰醫療所是軍隊機動衛勤分隊建設的一支重要力量，主要擔負在特殊環境和條件下，傷病員的早期治療和部分專科治療的任務。野戰衛生裝備是整個野戰醫療所展開工作的重要保證，是伴隨部隊機動衛勤分隊實施戰場救治和應對突發事件救援保障任務，所編配的傷病急救、治療、運輸、衛生防疫及防護等設備器材的總稱[1]。由于心肺復蘇器、呼吸機等裝備的使用受到氣源供應條件的制約，野外環境下的移動式氣源與醫院環境下使用的壓力泵或氧氣瓶相比，需要具備便攜及機動性強等特點。本研究旨在研制一種可用于野戰衛生裝備的移動式氣源，用于改進目前機動衛勤分隊野戰裝備的氣體動力供應模式，以達到安全、經濟以及可長時間使用的目的。

1 野戰衛生裝備特點與移動式氣源

1.1 野戰衛生裝備特點

野戰衛生裝備主要是在野戰條件下使用的衛生裝備，因此必須具備野戰條件下，保障機動衛勤分隊在戰役、戰術后方機動、部署能力和早期治療或專科治療能力。野戰衛生裝備具有模塊組合、接口規范化的特點，其中裝備模塊包括電子模塊、機械模塊及維修保障模塊等具有相對獨立的結構和功能。野戰衛生裝備展收迅速，具備救治能力，到達指定展開地域后，1 h內具備急救處置能力，4 h內完成醫療全要素展開。裝備車載便捷、機動性強，通過標準化野戰箱組可實現快速機動展開撤收。野戰衛生裝備采用的標準通用，最大限度地減少野戰衛生裝備設計和生產過程中的重復勞動，簡化工作難度，提高裝備保障效率[2]。在實際列裝衛生裝備中，基層衛勤保障分隊從總部推薦的衛生裝備，選取適合本單位的實際功能定位和工作特點的裝備進行配備[3]。

1.2 野戰條件下的移動式氣源

1.2.1 氣體供應模式

野戰衛生裝備中尚未配備獨立氣源，僅為有需要的設備配套專用氣源，而心肺復蘇器、呼吸機和麻醉機等設備均需要氣體驅動，配套設備使用，常用氣體主要是壓縮空氣和氧氣，主要供應模式是靠氣瓶或設備自帶渦輪提供。

1.2.2 氣動式心肺復蘇器系統

以氣動式心肺復蘇器[4]為例，某機動衛勤分隊列裝的WFS-01A型擔架式自動胸外按壓心肺復蘇器(天津安貝公司)，主要用于因心臟驟停或心率失常造成的身體器官有效灌注不足的傷病員，能夠模仿人工對傷病員實施胸部按壓和口對口的人工呼吸，同時還具備供氧、輸液等功能，其自身配備的氣源是內嵌的2個3.2 L氧氣瓶，既需要供給傷病員吸氧，還需要為胸外按壓提供氣體驅動，且在使用中當一瓶氧氣使用完時，需要在2個氣瓶間進行手動切換。胸外按壓時的氣體輸入壓力范圍為0.4～0.6 MPa，為保證設備的正常使用，需瓶內氧氣壓力保持在10 MPa以上，用完的瓶氧要及時充滿。心肺復蘇器系統結構見圖1。

圖1 心肺復蘇器系統結構示圖

在不考慮溫度變化等條件影響的理想狀態下，瓶裝氧壓力最高可達15 MPa。經實際使用測算，2瓶共6.4 L壓力在15 MPa的氧氣，在按壓頻率固定為100次/min，傷病員不吸氧的的情況下，心肺復蘇器可穩定工作35 min左右；而不做按壓，傷病員單純吸氧，在呼吸頻率為12次/min，潮氣量為60 ml的條件下，2瓶6.4 L氣可供使用120 min左右。

根據“2016中國心肺復蘇專家共識”中指出，在急救條件下，口對口呼吸是一種快捷有效的通氣方法，呼出氣體中的氧氣足以滿足傷病員需求[5]。通常情況下，在傷病員心搏驟停，行心肺復蘇術30 min后，未見心臟自主循環恢復，評估腦功能有不可逆表現，預測復蘇無望，則可以宣告終止心肺復蘇。但生物機體在假死狀態下，能量的產生和消耗都會發生減少，甚至會具有抵抗特殊環境壓力的能力，如極端的溫度、缺氧以及一些物理損傷等。因此，對部分心搏驟停傷病員，通過適當延長心肺復蘇術時間，可成功挽救傷病員的生命[6]。該設備在歷次衛勤演練及臨床實際操作使用中，在對心臟驟停或心率失常的傷病員搶救過程中發現存在以下問題：①不是所有的心搏驟停傷病員，都需要吸氧，且用氧氣作為動力驅動設備，既不經濟，又存在安全隱患；②在無依托、補給困難的野戰環境下，當心肺復蘇器內置氣瓶內的氧氣用完后氣體無法及時補充，將導致設備因失去動力來源而無法使用；③野戰裝備強調便攜機動，因此設計上氣瓶體積小，作為動力氣源時，無法長時間持續工作。

2 野戰衛生裝備移動式氣源設計

2.1 移動式氣源主機

根據野戰衛生裝備的實際應用特點，在特殊環境條件下設備需堅固耐用，便于維護保養和機動攜帶，電源負荷和噪聲水平適度，安裝操作簡便。本研究研制的移動式氣源主機選用達爾拓KJ750-5L型靜音無油空氣壓縮機進行設計改裝，該設備具有體積小、重量輕、噪音低以及操作便捷優點，且便于維護保養(連續工作僅需5～7 d排水一次即可)，為進一步減少噪聲、增加其機動性，將其封裝于安裝有萬向靜音輪的靜音箱中，箱體內側襯墊減震降噪海綿，整體尺寸約456 mm×565 mm×667 mm，可放置于通用大型臥式箱組中，也可外接卡扣，便于固定及車載運輸。空氣壓縮機設定功率750 W，自帶一小型5 L儲氣罐，默認工作壓力范圍：0.5 MPa啟動，0.8 MPa停機，調節壓力開關，可使氣源壓力輸出范圍控制在0.4～0.6 MPa之間。移動氣源主機裝配見圖2。

2.2 移動式氣源應用評價

圖2 移動氣源主機裝配示圖

實際應用中，將移動氣源氣體輸出端，通過快速接頭分別連接到心肺復蘇器按壓氣缸接口(僅驅動按壓組件)和氧氣輸入接口(驅動按壓組件和呼吸組件)，經連續長時間測試，2臺設備均能穩定工作，使用PowerBay型電力監測儀(專業型，深圳市北電儀表有限公司)和艾沃斯AS-K8型數字式噪音計(武漢中測宏圖測量儀器有限公司)，檢測2臺設備分別工作和聯合工作的設備功率和噪音[7-9]其數據見表1。

表1 移動式氣源應用評價參數(±s)

表1 移動式氣源應用評價參數(±s)

2.3 移動式氣源性能

在環境本底噪聲為41 dB的條件下，2臺設備工作時噪聲主要在心肺復蘇器按壓驅動部分的移動氣源壓縮機啟動工作和停止制動時，最大噪音約為72 dB，在心肺復蘇器輔助通氣時噪聲較低，最大噪聲約75 dB，主要是移動式氣源氣缸壓力達到上限時的停機制動聲，單臺設備工作和聯合工作時，噪聲水平未明顯上升。移動氣源功率為740 W左右，由于心肺復蘇器功率僅為5 W，不足移動氣源的1%，因此聯合工作總功率變化較小，移動式氣源需要較高的電源負荷，通過測試表明，該移動式氣源能夠持續穩定提供氣源動力，滿足持續心肺復蘇按壓的需要。移動式氣源設備設計參數、操作使用及便攜移動等可滿足野戰環境下心肺復蘇器動力驅動需求。

3 討論

野戰衛生裝備移動式氣源的開發及改進，其基本出發點是為了更好的保障野戰條件下的傷病員救治，無論哪種野戰衛生裝備，隨著實地操作使用，會發現其中的不足和需要改進的方面，作為野戰衛生裝備使用單位，應及時針對裝備在使用中出現的問題進行反饋和改進，從而保障軍事化訓練目標順利完成[10-11]。

本研究鑒于目前機動衛勤分隊列裝的擔架式自動胸外按壓心肺復蘇器，其采用內置氣瓶供氣方式存在的氣源動力無法長時間供應的問題，對現有裝備進行針對性改進，配備適用于野戰環境下的移動式氣源。現有心肺復蘇器由氧氣驅動，針對瓶氧的成本、安全性、重復使用和長時間使用等，可在保留氧氣瓶的情況下，用于特殊傷病員的吸氧康復時，將2個氧氣瓶的位置配備一臺小型空氣壓縮機，瓶氧和空氣壓縮機互換使用，互為補充。同時，根據實戰實地需求和心肺復蘇“呼出氣體中的氧氣足以滿足傷病員需求”的要求，為機動衛勤分隊的麻醉機和呼吸機等需要氣源供應的設備配備可移動氣源，可以滿足緊急情況下氧氣無法供應時麻醉機和呼吸機用于患者呼吸通氣。根據在野戰條件下電源總負荷和噪聲水平的要求，目前軍隊機動衛勤分隊列裝的供電電源以車載式50 kW發電機或小型的3 kW柴油發電機為主，亦可考慮配備一些小型、便攜、低功率和低噪聲的裝備。

4 結論

野戰衛生裝備是野戰醫療所能夠正常開展工作的重要保障，隨著衛勤力量的建設發展，野戰衛生裝備也在不斷更新換代。同時，通過對野戰衛生裝備在使用過程中發現的問題和不足，及時進行針對性的改進和反饋，為衛勤工作順利開展提供有力保障。