一体式多功能移动手术工作站的设计

张红远，陈伯成，吴风富，胡 贇，魏 仪

一体式多功能移动手术工作站的设计

张红远，陈伯成，吴风富，胡 贇，魏 仪

目的：设计一体式多功能移动手术工作站，满足基层部队各级专业医疗机构及野战医疗队所的需求。方法：采用紧凑方便的5层柜式结构，集成麻醉机、监护仪、高频电刀、电动负压吸引器4个应用广泛的手术模块，单人可以方便移动，另有定制的稳压备用电源，设有独立抽屉专门放置集成设备附件。结果：该一体式多功能移动手术工作站固定牢固、环境适应面广、高效节能、节省空间、展开快速、使用维护方便，达到了预期的设计效果。结论：该一体式多功能移动手术工作站的工作性能和机动性能良好，应用范围广泛，在野战条件下适应性强，值得推广应用。

移动手术工作站；野战医疗；保障

0 引言

野战手术室是完成战伤救治的重要环节。但是目前配发到野战医疗队（所）的仪器设备体积大，携带、展开不方便，在手术车上不易固定，易损坏，已不能适应现代战争手术的需要。现结合临床工作实际及多年野战医疗队的训练体会，提出设计具有体积小、坚固耐用、携带方便、操作简单、性能好、稳定性高等特点的医疗设备；同时，该设备又能适用于平战时期的卫勤保障和战伤救治、急诊救治、突发事件医学救援等领域[1]。本项目设计了一体式多功能移动手术工作站，该工作站能为部队基层单位平战时的常见手术治疗提供一种机动、安全、稳定、适应性强的手术平台。

该工作站的多种手术医疗设备模块一体式集成设计，克服了多种装备零散存放、机动行进不灵活、展开面积过大、供电散乱不规范、附件管理混乱等问题，方便平时的使用、维护、保养、机动及集中供电，符合卫生装备多功能化、简约化、智能化的发展趋势。

1 基本结构、组成及功能实现

1.1 基本结构及组成

该一体式多功能移动手术工作站采用高强度工程塑料定制，集成多种最常用的手术设备模块及稳压备用电池模块技术，采用5层柜式结构，整体尺寸（长×宽×高）为60 cm×40 cm×80 cm，装备总质量控制在40 kg左右，采用704不锈钢材料制作双扶手装置，方便单人移动及双人搬运安装，系统结构如图1所示，各手术模块放置效果如图2所示。

图1 一体式多功能移动手术工作站系统整体结构

图2 手术模块放置效果图

1.2 基本功能实现

一体式多功能移动手术工作站的应用范围为野战医疗队（所）、师所属医院、团卫生队等卫生机构平战时常规手术的开展，集成患者术前麻醉、生理信号实时监测、高频切凝伤口、实时负压吸引等手术必须的功能。同时，配备11 600 W备用电池（锂电池组），可为一体式多功能移动手术工作站供电10 h，十分方便野外使用。具体实现功能如下：

（1）高频电刀。高频电刀最大输出功率300 W，具有4种电切、5种电凝输出模式，可满足各类手术。其中，配置独特的双回路功率反馈控制技术使输出功率稳定，安全可靠；具有特有的单、双中性极板检测功能，极板故障时发出声光报警，并停止输出[2]；最后，可用脚踏或刀笔按键2种方式控制及记忆上次工作的功能状态和数值设定。

（2）麻醉机。麻醉机是一款采用双蒸发器配置的多功能麻醉呼吸机，采用高清晰液晶显示屏，具备超强抗干扰能力，符合欧洲医疗器械的安全要求；具备潮气量、呼吸频率、流量计、氧气体积分数及压力时间波形多种参数的监测；高精度流量计更适合全紧闭低流量麻醉的供气要求；整机采用高温喷塑工艺，涂层附着力强，表面光滑，不易寄存灰尘，满足层流手术室环境的要求。

（3）监护仪。12.1 in（1 in=25.4 mm）彩色高清晰薄膜晶体管（thin film transistar，TFT）显示，监测多种常规参数及有创压力、心排量、呼吸末CO2、麻醉气体；多达8通道显示，具备完善的患者信息存储及回顾功能；采用旁流/微流式的二氧化碳，创新的水槽设计，可最大限度防止水汽对测量的影响；全屏12导心电分析，具有全面的心电分析技术，提供准确的心律失常分析和ST段的临床信息，同步显示心率、呼吸、血氧饱和度参数，准确反映患者这3个参数间的关联反应，尤其是方便观察新生儿的临床变化，帮助医生准确作出判断。

（4）电动负压吸痰器。电动负压吸痰器采用高效柱塞泵，无需加油润滑，无污染，寿命长；吸引泵为负压单向泵，绝无正压产生，以确保安全；顶部设有负压调节阀及止逆阀，既可调整安全压力，同时又可在安全压力范围内选取任意值；脚踏开关为低电压控制，安全方便[3]。

（5）备用稳压电源。备用稳压电源与其他医疗设备安装在同一机架内，既节省了空间，又减少了传输损耗；系统内整流模块具有极宽输入电压范围、高效率、高功率因数、体积小、质量轻、无损伤热插拔等特点；工作温度范围宽，保证了设备在各种地区稳定运行；交流侧、直流侧设置了防雷单元，具有良好的防雷功能；具备电池保护、电池温度补偿等丰富的电池管理功能。

2 系统设计方案

2.1 系统性能指标

多功能移动手术工作站包括麻醉机、高频电刀、监护仪、电动负压吸引器、稳压备用电源5个功能模块以及1个设备附件仓储箱。各个模块单独使用交流220 V电压独立供电，其具体性能指标见表1。

表1 多功能移动手术工作站各模块性能指标

2.2 系统设计特点

2.2．1 系统安全性、可靠性

由于系统的应用范围为野战医疗队（所）、师所属医院、团卫生队等卫生机构平战时常规手术的开展，因此，系统设计充分考虑了工作站的安全性、可靠性、展开紧凑性，最大限度地保障工作站在实际应用中的完整率和使用率。系统电源部分能满足各种实际应用场合（包括市电供应和配发发电机供电以及备用电池供电），从而保障设备在各种复杂环境下都能正常开展工作[3]。

同时，采用了多种特有的关键技术保障设备在使用和机动过程中的安全，主要包括以下4个具体措施：

（1）5个功能模块单独设计封装，底座部分加装4个强力PVC材料吸盘装置（如图3所示），双侧各在对角线位置加装2个强力PVC材料吸盘装置，确保在使用和机动过程中医疗设备发生移动不会造成人为损坏；同时，在运输机动过程中加入海绵，防止设备损坏。

（2）在手术工作站台车底部加装4个可锁死的万向轮，方便移动和固定；在使用和搬运的机动过程中，台车底部加装2个强力PVC材料吸盘装置，有效防止工作站台车发生位移，造成不必要的伤害。

（3）4台设备分别采用空气开关控制的独立电源供电，当发生电压不稳等情况时能及时切断电源，防止设备损坏。

（4）采用大功率锂电池备用电源，当市电及发电机供电断电时能及时切换，保障救治工作正常开展；同时具备稳定交流市电和发电机供电电压的功能。

2.2.2 系统可维护性

图3 强力PVC材料吸盘装置

多功能移动手术工作站的各个模块可以独立拆装、单独维修保养，不影响其他模块的正常使用。各模块依靠强力PVC材料吸盘装置固定在移动手术工作站台车上，能及时拆卸安装及更换同型号设备；在最底层模块内配备维修配件箱，常备医疗设备的常用故障配件，方便及时更换配件，修复医疗设备。

2.2.3 系统供电系统设计

为保障野战条件及极端条件下多功能移动手术工作站能够正常运转，稳定持久的电源必不可少。为此，我们设计了由稳压电源和大功率锂电池组组成的供电系统[4]（如图4所示），在有市电和发电机供电的条件下，采用220 V交流供电，同时给锂电池组充电，充电电路图设计如图5所示。当220 V交流无法供电时，及时切换到锂电池组供电，保障工作正常开展[5]。

图4 多功能移动手术工作站供电系统

3 多功能移动手术工作站的应用及其效果

设计小组共设计完成了2台多功能移动手术工作站，1台配发到我院野战医疗队手术车上使用，1台配发到某边防团卫生队使用。该多功能移动手术工作站机动方便快捷、固定牢固、环境适应面广、高效节能、节省空间、展开快速、使用维护方便，得到了临床使用人员的认可，达到了设计的目的。

4 结语

多功能移动手术工作站设计合理、科学，可以满足野战救护和平时救灾的手术需要。通过在几个基层单位的实际应用，达到了预期的设计效果。多功能移动手术工作站不管是在平时的手术室内应用，还是在野外条件下的手术车上应用，或者是在野外帐篷中应用，都能搬运方便、快速展开，及时投入手术治疗工作，非常适合反恐维稳、抢险救灾、涉外维和行动等非战争军事行动以及战时战场救治行动，可以推广应用。

图5 锂电池充电电路

[1] 张玉明．野战卫生装备战场抢修性研究[J]．医疗卫生装备，2008，29（3）：15-17．

[2] 孟晓东，侯世科，仝青英，等．应急卫勤保障装备的模块化设计[J]．医疗卫生装备，2008，29（6）：26-28．

[3] 郭瑞表，郭淑华，王德龙，等．机械通气患者呼吸机报警原因分析[J]．护理学杂志，2004，19（17）：30-32．

[4] 吕华．MIT单通道测量电路的优化设计与实现[D]．西安：第四军医大学，2005．

[5] 刘红玲．16位Σ-ΔA/D转换器AD7705及其应用[J]．单片机与嵌入式系统应用，2002（1）：47-48．

（收稿：2013-10-07 修回：2014-01-15）

Design of one-piece multi-functional mobile surgical workstation

ZHANG Hong-yuan1,CHEN Bo-cheng2,WU Feng-fu2,HU Yun2,WEI Yi2
（1.Department of medical Engineering,the 303rd Hospital of the PLA,Nanning 530021,China; 2.Administration Office,the 303rd Hospital of the PLA,Nanning 530021,China）

ObjectiveTo design a new type multi-functional mobile surgical workstation in order to satisfy the primary units and field medical unit.MethodsWith a compact and convenient cabinet structure,the mobile surgical workstation was composed of five modules of anesthesia machine,monitor,high-frequency electric knife,electric suction device and standby power regulator.ResultsThe workstation was designed reasonably and thus ran stably.ConclusionThe onepiece multi-functional mobile surgical workstation with high performances and mobility,can be widely applied in the field.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（9）：33-35]

mobile surgical workstation;field medicine;support

R318.6；R197.324

A

1003-8868（2014）09-0033-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.09.033

张红远（1983—），男，主管技师，主要从事医疗设备维修、计量、质控方面的研究工作，E-mail：101zhy@163.com。

530021南宁，解放军303医院医学工程科（张红远），院办（陈伯成，吴风富，胡 贇，魏 仪）